本发明涉及化工设备技术领域，特别涉及一种物料量检测控制方法。还涉及一种基于该物料量检测控制方法的物料量检测控制装置和回转炉。
背景技术：
回转炉是化工生产中的重要设备，用于对物料进行热处理。回转炉按照转动形式的不同分为摆动式回转炉和回转式回转炉，摆动式回转炉的滚筒绕摆动轴线在一定角度范围内往复摆动，摆动式回转炉又分为偏心摆动回转炉和同心摆动回转，偏心摆动回转炉指的是滚筒的摆动轴线不与滚筒的轴线重合，同心摆动回转炉指的是滚筒的摆动轴线与滚筒的轴线重合；回转式回转炉的滚筒绕其轴线沿某一方向连续转动。
现有的回转炉主要包括滚筒、驱动装置、传动装置、控制装置、进料装置和出料装置，控制装置控制驱动装置动作，通过驱动装置和传动装置带动滚筒往复摆动或连续转动，控制装置控制进料装置和出料装置进行进料和出料。对于偏心摆动式回转炉，还设置有配重块，配重块和滚筒相对摆动轴线对称布置，以平衡滚筒的摆动。回转炉运行过程中，由于工艺的不同，对滚筒内的物料量的需求不同，需要控制进料流量。现有技术只能通过调整回转炉的进料流量来实现对回转炉中保有的物料量的间接控制，但由于不能对回转炉中保有的物料量进行实时测量，其进料流量的控制具有很大的盲目性，容易造成工艺过程的失控。
因此，如何检测回转炉中的物料量，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种物料量检测控制方法，以准确检测回转炉中的物料量。
本发明的另一个目的在于提供一种基于该物料量检测控制方法的物料量检测控制装置和回转炉，以准确控制回转炉中的物料量。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种物料量检测控制方法，包括：
获取驱动滚筒运动所需的扭矩值；
根据所述扭矩值的大小确定所述滚筒内的物料量的大小；
根据所述物料量控制所述滚筒的进料流量和/或出料流量。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，应用于偏心摆动式回转炉，所述偏心摆动式回转炉的滚筒绕摆动轴线往复摆动，所述获取驱动滚筒运动所需的扭矩值具体包括：
获取驱动所述滚筒向上摆动到达扭矩检测时刻时所需的上摆动扭矩值；
获取驱动所述滚筒向下摆动到达所述扭矩检测时刻时所需的下摆动扭矩值，所述向上摆动与所述向下摆动处于同一摆动周期内。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，所述根据所述扭矩值确定所述滚筒内的物料量的大小具体为：
比较所述上摆动扭矩值和所述下摆动扭矩值的大小；
若所述上摆动扭矩值减去所述下摆动扭矩值得到的差值大于第一绝对扭矩差值，则确定此时所述滚筒内的物料量大于设定的标准物料量；
若所述下摆动扭矩值减去所述上摆动扭矩值得到的差值大于第二绝对扭矩差值，则确定此时所述滚筒内的物料量小于设定的标准物料量；
若所述上摆动扭矩值与所述下摆动扭矩值之间的差值的绝对值小于等于所述第三绝对扭矩差值，则确定此时所述滚筒内的物料量位于设定的标准物料量的范围内。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，所述根据所述物料量控制所述滚筒的进料流量和/或出料流量具体为：
若所述滚筒内的物料量大于所述标准物料量，则控制滚筒的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大；
若所述滚筒内的物料量小于所述标准物料量，则控制滚筒的进料流量增大和/或控制滚筒的出料流量减小；
若所述滚筒内的物料量位于所述标准物料量的范围内，则控制滚筒的进料流量和/或出料流量不变。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，所述偏心摆动式回转炉的扭矩检测时刻为当所述滚筒摆动到所述滚筒轴线与所述摆动轴线所在的平面与水平面的夹角达到设定角度时，获取所述滚筒摆动所需的扭矩值。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，所述设定角度为40°～50°。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，应用于同心摆动式回转炉或回转式回转炉，所述获取驱动滚筒运动所需的扭矩值具体为：获取扭矩检测时刻驱动所述滚筒转动所需的扭矩值。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，所述根据所述扭矩值确定所述滚筒内的物料量的大小具体包括：
比较所述扭矩值与对应于工艺物料量的设定扭矩阈值的大小；
若所述扭矩值小于所述设定扭矩阈值，则确定扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量小于所述工艺物料量；
若所述扭矩值位于所述设定扭矩阈值范围内，则确定扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量等于所述工艺物料量；
若所述扭矩值大于所述设定扭矩阈值，则确定扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量大于所述工艺物料量。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，所述根据所述物料量控制所述滚筒的进料流量和/或出料流量具体为：
若扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量小于所述工艺物料量，则控制滚筒的进料流量增大和/或控制滚筒的出料流量减小；
若扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量等于所述工艺物料量，则控制滚筒的进料流量和/或出料流量不变；
若扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量大于所述工艺物料量，则控制滚筒的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，所述同心摆动式回转炉的扭矩检测时刻为当滚筒自反向位置反向后摆动80°～100°位置时，获取所述滚筒摆动所需的扭矩值。
优选的，在上述的物料量检测控制方法中，所述回转式回转炉的扭矩检测时刻为当所述滚筒转动到任一转动时刻时，获取所述滚筒转动所需的扭矩值；或者所述回转式回转炉的扭矩检测时刻为实时获取所述滚筒转动所需的扭矩值。
本发明还提供了一种物料量检测控制装置，包括：
扭矩值获取单元，用于获取驱动滚筒运动所需的扭矩值；
物料量确定单元，用于根据所述扭矩值确定所述滚筒内的物料量的大小；
进出料控制单元，用于根据所述物料量控制所述滚筒的进料流量和/或出料流量。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，所述物料量检测控制装置应用于偏心摆动式回转炉，所述扭矩值获取单元用于获取驱动所述滚筒向上摆动和向下摆动到达扭矩检测时刻时所需的上摆动扭矩值和下摆动扭矩值，所述向上摆动与所述向下摆动处于同一摆动周期内。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，所述物料量确定单元用于比较所述上摆动扭矩值和所述下摆动扭矩值的大小，若所述上摆动扭矩值减去所述下摆动扭矩值得到的差值大于第一绝对扭矩差值，则确定此时所述滚筒内的物料量大于设定的标准物料量；若所述下摆动扭矩值减去所述上摆动扭矩值得到的差值大于第二绝对扭矩差值，则确定此时所述滚筒内的物料量小于设定的标准物料量；若所述上摆动扭矩值与所述下摆动扭矩值之间的差值的绝对值小于等于第三绝对扭矩差值，则确定此时所述滚筒内的物料量位于设定的标准物料量的范围内。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，所述进出料控制单元用于，若所述滚筒内的物料量大于所述标准物料量，则控制滚筒的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大，若所述滚筒内的物料量小于所述标准物料量，则控制滚筒的进料流量增大和/或控制滚筒的出料流量减小，若所述滚筒内的物料量位于所述标准物料量的范围内，则控制滚筒的进料流量和/或出料流量不变。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，所述偏心摆动式回转炉的扭矩检测时刻为当所述滚筒摆动到所述滚筒轴线与所述摆动轴线所在的平面与水平面的夹角达到设定角度时，获取所述滚筒摆动所需的扭矩值。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，所述设定角度为40°～50°。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，应用于同心摆动式回转炉或回转式回转炉，所述扭矩值获取单元用于获取扭矩检测时刻驱动所述滚筒转动所需的扭矩值。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，所述物料量确定单元用于比较所述扭矩值与对应于工艺物料量的设定扭矩阈值的大小，若所述扭矩值小于所述设定扭矩阈值，则确定扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量小于所述工艺物料量，若所述扭矩值位于所述设定扭矩阈值范围内，则确定扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量等于所述工艺物料量，若所述扭矩值大于所述设定扭矩阈值，则确定扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量大于所述工艺物料量。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，所述进出料控制单元用于，若扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量小于所述工艺物料量，则控制滚筒的进料流量增大和/或控制滚筒的出料流量减小，若扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量等于所述工艺物料量，则控制滚筒的进料流量和/或出料流量不变，若扭矩检测时刻所述滚筒内的物料量大于所述工艺物料量，则控制滚筒的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，所述同心摆动式回转炉的扭矩检测时刻为当滚筒自反向位置反向后摆动80°～100°位置时，获取所述滚筒摆动所需的扭矩值。
优选的，在上述的物料量检测控制装置中，所述回转式回转炉的扭矩检测时刻为当所述滚筒转动到任一转动时刻时，获取所述滚筒转动所需的扭矩值；或者所述回转式回转炉的扭矩检测时刻为实时获取所述滚筒转动所需的扭矩值。
本发明还提供了一种回转炉，所述回转炉为摆动式回转炉，包括滚筒、驱动装置和齿圈，所述齿圈设置在所述滚筒外壁上，所述驱动装置的动力输出轴通过齿轮与所述齿圈传动连接；还包括：
扭矩传感器，与所述动力输出轴传动连接，用于检测所述动力输出轴的输出扭矩；
位置传感器，用于检测所述滚筒是否运动到扭矩检测时刻；
控制装置，与所述驱动装置、扭矩传感器和位置传感器均连接，用于当位置传感器检测到所述滚筒运动到扭矩检测时刻时，获取由所述扭矩传感器检测的动力输出轴上的扭矩值，根据所述扭矩值确定所述滚筒内的物料量，根据所述物料量控制所述滚筒的进料流量和/或出料流量。
优选的，在上述的回转炉中，所述摆动式回转炉为偏心摆动式回转炉，所述齿圈的轴线为所述偏心摆动式回转炉的摆动轴线，所述摆动轴线与所述滚筒的轴线不重合，所述滚筒上设置有配重块，所述配重块与所述滚筒相对所述摆动轴线对称设置；
所述位置传感器在所述偏心摆动式回转炉上设置的位置为当所述滚筒摆动到所述滚筒轴线与所述摆动轴线所在的平面与水平面的夹角达到设定角度时，使所述控制装置获取所述扭矩传感器检测的扭矩值；
所述控制装置用于获取所述滚筒向上摆动和向下摆动到达所述扭矩检测时刻时，所述扭矩传感器检测的所述动力输出轴的上摆动扭矩值和下摆动扭矩值，并比较所述上摆动扭矩值和所述下摆动扭矩值的大小，根据所述上摆动扭矩值和所述下摆动扭矩值的大小关系确定所述滚筒内的物料量，根据所述物料量控制所述滚筒的进料流量和/或出料流量。
优选的，在上述的回转炉中，所述控制装置比较所述上摆动扭矩值和所述下摆动扭矩值的大小后，
若所述上摆动扭矩值减去所述下摆动扭矩值得到的差值大于第一绝对扭矩差值，则控制所述滚筒的进料流量减小和/或控制所述滚筒的出料流量增大；若所述下摆动扭矩值减去所述上摆动扭矩值得到的差值大于第二绝对扭矩差值，则控制所述滚筒的进料流量增大和/或控制滚筒的出料流量减小；若所述上摆动扭矩值与所述下摆动扭矩值之间的差值的绝对值小于第三绝对扭矩差值，则控制所述滚筒的进料流量和/或出料流量不变。
优选的，在上述的回转炉中，所述设定角度为40°～50°。
优选的，在上述的回转炉中，所述摆动式回转炉为同心摆动回转炉，所述齿圈的轴线与所述滚筒的轴线重合；
所述控制装置用于获取所述滚筒转动到扭矩检测时刻时，由所述扭矩传感器检测的所述动力输出轴上的扭矩值，并比较所述扭矩值与对应于工艺物料量的设定扭矩阈值的大小，根据所述扭矩值与所述设定扭矩阈值的相对大小确定滚筒内的物料量，根据所述物料量控制所述滚筒的进料流量和/或出料流量。
优选的，在上述的回转炉中，所述控制装置比较所述扭矩值与所述设定扭矩阈值后，若所述扭矩值小于所述设定扭矩阈值，则控制滚筒的进料流量增大和/或控制滚筒的出料流量减小，若所述扭矩值位于所述设定扭矩阈值范围内，则控制滚筒的进料流量和/或出料流量不变，若所述扭矩值大于所述设定扭矩阈值，则控制滚筒的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大。
优选的，在上述的回转炉中，所述位置传感器在所述同心摆动式回转炉上设置的位置为：当滚筒自反向位置反向后摆动80°～100°位置时，使所述控制装置获取所述扭矩传感器检测的扭矩值。
优选的，在上述的回转炉中，所述位置传感器为角度传感器或触发式传感器。
优选的，在上述的回转炉中，还包括减速机，所述减速机的两端分别与所述驱动装置和所述齿轮传动连接，所述扭矩传感器传动连接于所述驱动装置和所述减速机之间，或者所述扭矩传感器传动连接于所述减速机和所述齿轮之间。
本发明还提供了一种回转炉，所述回转炉为回转式回转炉，包括滚筒、驱动装置和齿圈，所述齿圈设置在所述滚筒外壁上，所述齿圈的轴线与所述滚筒的轴线重合，所述驱动装置的动力输出轴通过齿轮与所述齿圈传动连接；还包括：
扭矩传感器，与所述动力输出轴传动连接，用于检测所述动力输出轴的输出扭矩；
控制装置，与所述驱动装置和所述扭矩传感器均连接，用于获取所述滚筒转动到扭矩检测时刻时，由所述扭矩传感器检测的所述动力输出轴上的扭矩值，并比较所述扭矩值与对应于工艺物料量的设定扭矩阈值的大小，根据所述扭矩值与所述设定扭矩阈值的相对大小确定滚筒内的物料量，根据所述物料量控制所述滚筒的进料流量和/或出料流量。
优选的，在上述的回转炉中，所述控制装置比较所述扭矩值与所述设定扭矩阈值后，若所述扭矩值小于所述设定扭矩阈值，则控制滚筒的进料流量增大和/或控制滚筒的出料流量减小，若所述扭矩值位于所述设定扭矩阈值范围内，则控制滚筒的进料流量和/或出料流量不变，若所述扭矩值大于所述设定扭矩阈值，则控制滚筒的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大。
优选的，在上述的回转炉中，所述扭矩检测时刻为当所述滚筒转动到任一转动时刻时，获取所述滚筒转动所需的扭矩值；或者所述回转式回转炉的扭矩检测时刻为实时获取所述滚筒转动所需的扭矩值。
优选的，在上述的回转炉中，还包括减速机，所述减速机的两端分别与所述驱动装置和所述齿轮传动连接，所述扭矩传感器传动连接于所述驱动装置和所述减速机之间，或者所述扭矩传感器传动连接于所述减速机和所述齿轮之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的物料量检测控制方法中，获取驱动滚筒运动所需的扭矩值，根据扭矩值的大小确定滚筒内的物料量的大小，并根据物料量控制滚筒的进料流量和/或出料流量。由于滚筒内的物料量的大小直接影响驱动滚筒运动所需的扭矩，因此可通过检测驱动滚筒的扭矩值来判断滚筒内的物料量，从而能够准确得到滚筒内的物料量，方便控制滚筒的进出料流量，以满足工艺需求。
本发明提供的物料量检测控制装置和回转炉均基于该物料量检测控制方法，因此，能够准确得到回转炉中的物料量，便于控制进出料流量，以满足工艺需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种偏心摆动式回转炉的局部结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为本发明实施例提供的一种同心摆动回转炉的局部结构示意图；
图4为图3的侧视图；
图5为本发明实施例提供的一种物料量检测控制方法的流程示意图。
其中，1为滚筒、2为齿圈、3为齿轮、4为减速机、5为扭矩传感器、6为驱动装置、7为控制装置、8为托圈、9为配重块、10为托轮、A为滚筒的轴线、B为摆动轴线。
具体实施方式
本发明的核心是提供了一种物料量检测控制方法，能够准确检测回转炉中的物料量。
本发明还提供了一种基于该物料量检测控制方法的物料量检测控制装置和回转炉，能够准确检测回转炉中的物料量。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图5，本发明实施例提供了一种物料量检测控制方法，应用于回转炉中，回转炉的滚筒1通过齿圈2和齿轮3与驱动装置6传动连接，驱动装置6的动力输出轴与齿轮3连接，齿轮3与齿圈2啮合，齿圈2固定在滚筒1外壁上，通过驱动装置6驱动齿圈3转动，进而驱动滚筒1运动，驱动滚筒1运动的过程中，驱动装置6的动力输出轴输出扭矩，该方法包括以下步骤：
步骤S100、获取驱动滚筒1运动所需的扭矩值。滚筒1运动时，驱动装置6输出扭矩，获取该扭矩值。
步骤S200、根据扭矩值的大小确定滚筒1内的物料量的大小。扭矩值的大小与滚筒1内的物料量之间存在一定的关系，可以根据扭矩值得到滚筒1内物料量的大小。
步骤S300、根据物料量控制滚筒1的进料流量和/或出料流量。当滚筒1内的物料量较多或较少时，可以控制滚筒1的进料流量和/或出料流量，以使滚筒1内的物料量满足工艺需求。
上述方法中，由于滚筒1内的物料量的大小直接影响驱动滚筒1运动所需的扭矩，因此可通过检测驱动滚筒1的扭矩值来判断滚筒1内的物料量，从而能够准确得到滚筒1内的物料量，方便控制滚筒1的进出料流量，以满足工艺需求。
对于不同的回转炉，驱动滚筒1运动所需的扭矩值与滚筒1内的物料量之间的关系是不同的，由于偏心摆动式回转炉的滚筒1绕摆动轴线B往复摆动，偏心摆动式回转炉的摆动轴线B与滚筒1的轴线A不重合，通常还需要设置配重块9，配重块9和滚筒1相对摆动轴线B对称布置，配重块9固定于托圈8上，托圈8固定于滚筒1上，配重块9位于滚筒1的下方，以平衡滚筒1的摆动。下面针对偏心摆动式回转炉，对该方法进一步优化：其中，步骤S100中的获取驱动滚筒1运动所需的扭矩值具体包括：
步骤S101、获取驱动滚筒1向上摆动到达扭矩检测时刻时所需的上摆动扭矩值。正常工作时，滚筒1位于配重块9的上方，滚筒1和配重块9相对摆动轴线B对称，因此，当滚筒1向上摆动时，配重块9向下摆动，由于滚筒1和滚筒1内的物料具有重量，则滚筒1相对摆动轴线B具有竖直向下的重力力矩，配重块9同样具有重量，因此，配重块9相对摆动轴线B也具有竖直向下的重力力矩，如果滚筒1重力力矩和配重块9重力力矩之间存在不平衡，则不平衡的力矩会对滚筒1的向上摆动产生一个助力作用或阻力作用，当滚筒1和物料量的重量大于配重块9的重量时，则不平衡力矩对滚筒1产生阻力作用，相反，则产生助力作用。当产生阻力作用时，为了使滚筒1能够继续向上摆动，则驱动装置6的输出扭矩值，即所需的上摆动扭矩值相应增加，而当产生助力作用时，则驱动装置6的输出扭矩值，即所需的上摆动扭矩值可减小，甚至会发生不平衡力矩大于回转炉摆动阻力力矩，滚筒1自动向上运动，带动齿轮3运动，扭矩值此时为0(甚至为负值)。
步骤S102、获取驱动滚筒1向下摆动到达该扭矩检测时刻时所需的下摆动扭矩值，向上摆动与向下摆动处于同一摆动周期内。同理，如果滚筒1和物料的重量大于配重块9的重量，则滚筒1的重力力矩大于配重块9的重力力矩，两者之间的不平衡力矩对滚筒1向下摆动产生助力作用，相对应地，驱动装置6的输出扭矩值，即所需的下摆动扭矩值可减小，而如果滚筒1和物料的重量小于配重块9的重量，则滚筒1的重力力矩小于配重块9的重力力矩，两者之间的不平衡力矩对滚筒1向下摆动产生阻力作用，相对应地，驱动装置6的输出扭矩值，即所需的下摆动扭矩值增大。
可以看出，如果物料量较多，则滚筒1向上摆动所需的上摆动扭矩值增加，滚筒1向下摆动所需的下摆动扭矩值减小，且上摆动扭矩值大于下摆动扭矩值。而如果物料量较少，则上摆动扭矩值小于下摆动扭矩值。而当物料量合适时，滚筒1和配重块9达到平衡，下摆动扭矩值和下摆动扭矩值相等。因此，获取滚筒1向上摆动的上摆动扭矩值和向下摆动的下摆动扭矩值是判断滚筒1物料量的必要条件。
进一步地，对步骤S200进行优化，则步骤S200中的根据扭矩值确定滚筒1内的物料量的大小具体为：
比较上摆动扭矩值和下摆动扭矩值的大小；
若上摆动扭矩值大于下摆动扭矩值，且上摆动扭矩值减去下摆动扭矩值得到的差值大于第一绝对扭矩差值(第一绝对扭矩差值为正值)时，即上摆动扭矩值大于下摆动扭矩值，并超过一个绝对阈值时，则确定此时滚筒1内的物料量大于设定的标准物料量，标准物料量即为使带有物料的滚筒1和配重块9达到摆动平衡时的物料量范围，滚筒1和物料的重力力矩等于配重块9的重力力矩，以标准物料量作为判断滚筒1内物料量的大小的一个参照值范围。由于滚筒1和配重块9的重量是已知的，因此，可以计算得到使滚筒1和配重块9达到平衡时的标准物料量的范围大小，标准物料量是由配重决定的。且上摆动扭矩值与下摆动扭矩值的差值越大，说明滚筒1内的物料量超过标准物料量越多。
若上摆动扭矩值小于下摆动扭矩值，且下摆动扭矩值减去上摆动扭矩值得到的差值大于第二绝对扭矩差值(第二绝对扭矩差值为正值)时，即下摆动扭矩值大于上摆动扭矩值，并超过一个绝对阈值时，则确定此时滚筒1内的物料量小于设定的标准物料量。且上摆动扭矩值越小于下摆动扭矩值，则说明滚筒1内的物料量越低于标准物料量。其中，第二绝对扭矩差值与第一绝对扭矩差值可以相等或有所偏差。
若上摆动扭矩值与下摆动扭矩值之间的差值的绝对值小于等于第三绝对扭矩差值(第三绝对扭矩差值为正值)时，即不论是上摆动扭矩值大于下摆动扭矩值，还是上摆动扭矩值小于下摆动扭矩值，只要两者的差值的绝对值小于等于第三绝对扭矩差值，就确定此时滚筒1内的物料量位于设定的标准物料量的范围内，表示滚筒和配重物处于平衡状态。其中，第三绝对扭矩差值与第一绝对扭矩差值和第二绝对扭矩差值相等或彼此之间略有偏差。
在本实施例中，对步骤S300进行优化，则步骤S300中根据所述物料量控制滚筒1的进料流量和/或出料流量具体为：
若滚筒1内的物料量大于标准物料量，则控制滚筒1的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大。通常情况下，标准物料量满足一般工艺对物料量的需求，因此，当滚筒1内的物料量大于标准物料量时，就意味着滚筒1内的物料量大于该工艺所需要的物料量。
同理，若滚筒1内的物料量小于标准物料量，则控制滚筒1的进料流量增大和/或控制滚筒1的出料流量减小，以使滚筒1内的物料量满足工艺需求；
若滚筒1内的物料量位于标准物料量的范围内，则控制滚筒1的进料流量和/或出料流量不变。
当然，标准物料量还可以和一般工艺所需要的物料量不对应，但标准物料量同样可以作为一个参考值范围，则根据滚筒1内的物料量小于、大于或等于参考值范围来具体控制进料流量和/或出料流量。例如，在进行其他工艺时，尽管此时的物料量已经大于标准物料量，但是还没有达到该工艺所需要的物料量时，同样需要控制滚筒的进料流量增加和/或出料流量减小。
在本实施例中，偏心摆动式回转炉的扭矩检测时刻优选为当滚筒1摆动到滚筒轴线A与摆动轴线B所在的平面与水平面的夹角达到设定角度θ时，获取滚筒1摆动所需的扭矩值。扭矩检测时刻设置在此刻时，滚筒1内的物料摆动平稳，对滚筒1产生的不平衡扭矩较稳定，因此，反映的驱动滚筒1摆动所需的扭矩值更准确。
进一步地，设定角度θ为40°～50°，更进一步为45°。即当滚筒1摆动到滚筒轴线A与摆动轴线B所在的平面与水平面的夹角达到40°～50°，更优选为45°时，获取滚筒1摆动所需的扭矩值。当然，设定角度θ还可以为其它角度，只要能够获取稳定有效的扭矩值即可。
对于同心摆动式回转炉和回转式回转炉，由于同心摆动式回转炉的摆动轴线B与滚筒1的轴线A重合，回转式回转炉的转动轴线B与滚筒1轴线A重合，不需要设置配重块9进行转动平衡，因此，无论同心摆动式回转炉和回转式回转炉如何运动，扭矩值都只与滚筒1和滚筒1内的物料量有关。所以，同心摆动式回转炉和回转式回转炉的物料量与扭矩值的关系不同于偏心摆动式回转炉，下面针对同心摆动式回转炉和回转式回转炉，对物料量检测控制方法进一步优化：
其中，步骤S100中的获取驱动滚筒1运动所需的扭矩值具体为：获取扭矩检测时刻驱动滚筒1转动所需的扭矩值。由于回转式回转炉连续转动，因此，可以获取回转式回转炉任一转动时刻驱动装置6的输出扭矩，即滚筒1转动所需的扭矩值；或实时获取驱动装置6的输出扭矩，即滚筒1转动的全程获取扭矩值。由于滚筒1内物料对滚筒1的转动会产生不平衡力矩，因此，滚筒1内物料量越大，则不平衡力矩越大，驱动滚筒1转动所需的扭矩值越大。对于同心摆动式回转炉，只要在其处于摆动状态而非静止状态时，均可以获取驱动装置6的输出扭矩值，且扭矩值在测量角度范围内与滚筒1内的物料量的关系同回转式回转炉一样。
优选地，同心摆动式回转炉的扭矩检测时刻为当滚筒1自反向位置反向后摆动80°～100°位置时，优选为90°左右，获取滚筒1摆动所需的扭矩值。
进一步地，对步骤S200进行优化，则步骤S200中的根据扭矩值确定滚筒1内的物料量的大小具体包括：
比较扭矩值与对应于工艺物料量的设定扭矩阈值的大小。设定扭矩阈值为一个范围，设定扭矩阈值对应于某个工艺所需要的物料量，该工艺所需要的物料量为一个已知的物料量阈值，因此，可以作为一个参考值。
若扭矩值小于设定扭矩阈值，则确定扭矩检测时刻滚筒1内的物料量小于工艺物料量；
若扭矩值位于设定扭矩阈值范围内，则确定扭矩检测时刻滚筒1内的物料量等于工艺物料量；
若扭矩值大于设定扭矩阈值，则确定扭矩检测时刻滚筒1内的物料量大于工艺物料量。
在本实施例中，对步骤S300进行优化，则步骤S300中根据物料量控制滚筒1的进料流量和/或出料流量具体为：
若扭矩检测时刻滚筒1内的物料量小于工艺物料量，则控制滚筒1的进料流量增大和/或控制滚筒1的出料流量减小。通常情况下，工艺物料量满足一般工艺对物料量的需求，因此，当滚筒1内的物料量小于工艺物料量时，则需要增加进料和/或减少出料。
若扭矩检测时刻滚筒1内的物料量等于工艺物料量，则控制滚筒1的进料流量和/或出料流量不变；
若扭矩检测时刻滚筒1内的物料量大于所述工艺物料量，则控制滚筒1的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大。
当然，工艺物料量只是一般工艺所需要的物料量，可以单纯作为一个参考值，对于不同工艺所需要的物料量，可能大于或小于该参考值，则根据该参考值来具体控制进料流量和/或出料流量，以上控制方式只是针对其中一些工艺进行的操作。
基于以上实施例所描述的物料量检测控制方法，本发明实施例还提供了一种物料量检测控制装置，包括扭矩值获取单元、物料量确定单元和进出料控制单元。其中，扭矩值获取单元用于获取驱动滚筒1运动所需的扭矩值；物料量确定单元用于根据扭矩值确定滚筒1内的物料量的大小；进出料控制单元用于根据物料量控制滚筒1的进料流量和/或出料流量。该物料量检测控制装置应用于摆动式回转炉和回转式回转炉中，能够根据检测的滚筒1运动所需的扭矩值准确得到滚筒1内的物料量，进而可以控制进出料，以准确控制滚筒1内的物料量满足工艺需求。
对于不同的回转炉，物料量检测控制装置的各个单元的具体工作方式有所不同，当物料量检测控制单元应用于偏心摆动式回转炉时，扭矩值获取单元用于获取驱动滚筒1向上摆动和向下摆动到达扭矩检测时刻时所需的上摆动扭矩值和下摆动扭矩值，向上摆动与向下摆动处于同一摆动周期内。根据上摆动扭矩值和下摆动扭矩值的相对大小可以判断出滚筒1内物料量相对于标准物料量的大小，具体工作原理已在上文中介绍，在此不再赘述。
进一步地，物料量确定单元用于比较上摆动扭矩值和下摆动扭矩值的大小，若上摆动扭矩值大于下摆动扭矩值，且上摆动扭矩值减去下摆动扭矩值得到的差值大于第一绝对扭矩差值，则确定此时滚筒1内的物料量大于设定的标准物料量；若上摆动扭矩值小于下摆动扭矩值，且下摆动扭矩值减去上摆动扭矩值得到的差值大于第二绝对扭矩差值，则确定此时滚筒1内的物料量小于设定的标准物料量；若上摆动扭矩值与下摆动扭矩值之间的差值的绝对值小于等于第三绝对扭矩差值，则确定此时滚筒1内的物料量位于设定的标准物料量的范围内。将标准物料量作为一个参考值。
在本实施例中，进出料控制单元用于，若滚筒1内的物料量大于标准物料量，则控制滚筒1的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大；若滚筒1内的物料量小于标准物料量，则控制滚筒1的进料流量增大和/或控制滚筒1的出料流量减小；若滚筒1内的物料量位于标准物料量的范围内，则控制滚筒1的进料流量和/或出料流量不变。这种控制方式是针对对应标准物料量的工艺进行的控制，以满足该工艺的物料量需求。当然，还可以将标准物料量仅作为一个数值参考值范围，针对不同的工艺对物料量的需求，控制滚筒1的进出料流量。
在本实施例中，偏心摆动式回转炉的扭矩检测时刻优选为当滚筒1摆动到滚筒轴线A与摆动轴线B所在的平面与水平面的夹角达到设定角度θ时，获取滚筒1摆动所需的扭矩值。
进一步地，设定角度θ为40°～50°，更进一步为45°。当然，设定角度θ还可以为其它角度，只要能够获取稳定有效的扭矩值即可。
在本实施例中，物料量检测控制装置应用于同心摆动式回转炉或回转式回转炉，则扭矩值获取单元用于获取扭矩检测时刻驱动滚筒1转动所需的扭矩值。
进一步地，物料量确定单元用于比较扭矩值与对应于工艺物料量的设定扭矩阈值的大小，若扭矩值小于设定扭矩阈值，则确定扭矩检测时刻滚筒1内的物料量小于工艺物料量，若扭矩值位于设定扭矩阈值范围内，则确定扭矩检测时刻滚筒1内的物料量等于工艺物料量，若扭矩值大于设定扭矩阈值，则确定扭矩检测时刻滚筒1内的物料量大于工艺物料量。
在本实施例中，进出料控制单元用于，若扭矩检测时刻滚筒1内的物料量小于工艺物料量，则控制滚筒1的进料流量增大和/或控制滚筒1的出料流量减小，若扭矩检测时刻滚筒1内的物料量等于工艺物料量，则控制滚筒1的进料流量和/或出料流量不变，若扭矩检测时刻滚筒1内的物料量大于工艺物料量，则控制滚筒1的进料流量减小和/或控制滚筒1的出料流量增大。该工艺物料量只是针对某些工艺所需的物料量，当进行该工艺操作时，可按照该控制方式进行进出料的控制，当然，对于其它工艺，可以将工艺物料量作为一个参考值，根据该参考值控制进出料流量，以满足不同工艺对物料量的需求。
本申请中的物料量检测控制装置能够根据驱动滚筒1所需的扭矩值确定滚筒内的物料量的大小，从而更加准确控制滚筒的进出料。
在本实施例中，同心摆动式回转炉的扭矩检测时刻优选为当滚筒1自反向位置反向后摆动80°～100°位置时，更优选为90°左右的位置时，获取滚筒1摆动所需的扭矩值。
在本实施例中，回转式回转炉的扭矩检测时刻为当滚筒1转动到任一转动时刻时，获取滚筒1转动所需的扭矩值；或者回转式回转炉的扭矩检测时刻为实时获取滚筒1转动所需的扭矩值。
如图1-图4所示，基于以上实施例所描述的物料量检测控制方法，本发明实施例还提供了一种回转炉，该回转炉为摆动式回转炉，摆动式回转炉的滚筒1绕摆动轴线B在设定角度范围内往复摆动，摆动式回转炉又分为同心摆动式回转炉和偏心摆动式回转炉，同心摆动式回转炉的摆动轴线B与滚筒的轴线A重合，偏心摆动式回转炉的摆动轴线B与滚筒的轴线A不重合。摆动式回转炉包括滚筒1、驱动装置6、齿圈2、齿轮3、托轮10、托圈8、扭矩传感器5、控制装置7和位置传感器(图中未示出)。
其中，齿圈2设置在滚筒1外壁上，驱动装置6的动力输出轴通过齿轮3与齿圈2传动连接，通过驱动装置6驱动齿轮3转动，进而驱动齿圈2转动，齿圈2带动滚筒1运动；托圈8设置在滚筒1外壁上，托轮10位于托圈8下方，且与托圈8滚动支撑，用于支撑滚筒1的运动；扭矩传感器5与动力输出轴传动连接，用于检测动力输出轴的输出扭矩；位置传感器用于检测滚筒1是否运动到扭矩检测时刻，当滚筒1运动到扭矩检测时刻时，控制装置7获取扭矩传感器5检测的扭矩值；控制装置7与驱动装置6、扭矩传感器5和位置传感器均连接，用于当位置传感器检测到滚筒1运动到扭矩检测时刻时，控制装置6获取由扭矩传感器5检测的动力输出轴上的扭矩值，根据扭矩值确定滚筒1内的物料量，根据物料量控制滚筒1的进料流量和/或出料流量。
上述摆动式回转炉的工作过程和工作原理是：滚筒1在驱动装置6的驱动作用下，随齿圈2一起运动，当滚筒1运动到位置传感器触发时，即到达扭矩检测时刻，控制装置7此刻读取扭矩传感器5检测的驱动装置6的动力输出轴的输出扭矩，检测驱动滚筒1运动所需的扭矩值，控制装置7根据扭矩值确定滚筒1内的物料量的大小，并根据物料量的大小控制滚筒1的进料流量和/或出料流量。
该摆动式回转炉通过设置扭矩传感器5和控制装置7，对驱动滚筒1运动的扭矩值进行检测，来确定滚筒1内的物料量，从而准确地控制进料流量和/或出料流量，以满足工艺的需求。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种具体的摆动式回转炉，该摆动式回转炉为偏心摆动式回转炉，除了包含以上所说的部件外，齿圈2的轴线为偏心摆动式回转炉的摆动轴线B，摆动轴线B与滚筒1的轴线A不重合，滚筒1上设置有配重块9，配重块9与滚筒1相对摆动轴线B对称设置。配重块9具体可固定在托圈8上，托圈8的轴线为摆动轴线B。
位置传感器在偏心摆动式回转炉上设置的位置为：当滚筒1摆动到滚筒轴线A与摆动轴线B所在的平面与水平面的夹角达到设定角度θ时，位置传感器触发，使控制装置7获取扭矩传感器5检测的扭矩值。
控制装置7用于获取滚筒1向上摆动和向下摆动到达扭矩检测时刻时，扭矩传感器5检测的动力输出轴的上摆动扭矩值和下摆动扭矩值，并比较上摆动扭矩值和下摆动扭矩值的大小，根据上摆动扭矩值与下摆动扭矩值的相对大小确定滚筒1内的物料量，根据物料量控制滚筒1的进料流量和/或出料流量。
上摆动扭矩值和下摆动扭矩值之间的大小关系与滚筒1的物料量相关，具体工作原理已在上文的物料量检测控制方法中介绍，在此不再赘述。
进一步地，在本实施例中，控制装置7在比较了上摆动扭矩值和下摆动扭矩值的大小后，若上摆动扭矩值大于下摆动扭矩值，且上摆动扭矩值减去下摆动扭矩值得到的差值大于第一绝对扭矩差值，表示滚筒1的物料量大于标准物料量，则控制滚筒1的进料流量减小和/或控制滚筒的出料流量增大，以适当减小滚筒1内的物料量；若上摆动扭矩值小于下摆动扭矩值，且下摆动扭矩值减去上摆动扭矩值得到的差值大于第二绝对扭矩差值，表示滚筒1的物料量小于标准物料量，则控制滚筒1的进料流量增大和/或控制滚筒1的出料流量减小，以适当增加滚筒1内的物料量；若上摆动扭矩值与下摆动扭矩值之间的差值的绝对值小于等于第三绝对扭矩差值，表示滚筒1的物料量位于标准物料量的范围内，则控制滚筒1的进料流量和/或出料流量不变。
此针对某些工艺对物料量的需求刚好适合标准物料量的情况，当然，对于其它工艺，标准物料量只是作为一个数值参考值范围，根据该参考值范围控制滚筒1的进出料，以便满足不同工艺对物料量的需求。
在本实施例中，设定角度θ为40°～50°，即位置传感器在偏心摆动式回转炉上设置的位置为，当滚筒1摆动到滚筒轴线A与摆动轴线B所在的平面与水平面的夹角达到40°～50°处时，位置传感器触发，使控制装置7获取扭矩传感器5检测的扭矩值。位置传感器可以为角度传感器或触发式传感器，触发式传感器具体为光电感应传感器、机械触碰式传感器或电磁感应传感器等。当位置传感器触动时，控制装置7获取扭矩传感器5检测的扭矩值。设定角度θ优选为45°，将位置传感器设置在此位置是因为滚筒1摆动到此位置时，滚筒1内的物料运动平稳，扭矩值稳定，反映的扭矩值更加准确。当然，也可以设置在其它位置，只要能够进行检测滚筒1运动时的扭矩值即可。
如图3和图4所示，本实施例提供了另一种具体的回转炉，该回转炉为同心摆动回转炉或回转式回转炉，其中，这两种回转炉的齿圈2的轴线均与滚筒1的轴线A重合；
控制装置7用于获取滚筒1转动到扭矩检测时刻时，由扭矩传感器5检测的动力输出轴上的扭矩值，并比较扭矩值与对应于工艺物料量的设定扭矩阈值的大小，根据扭矩值与设定扭矩阈值的相对大小，确定滚筒1内的物料量大小，根据物料量大小控制滚筒1的进料流量和/或出料流量。
扭矩值越大，滚筒1内的物料量越大，工作原理已在上文中进行了介绍，在此不再赘述。
进一步地，控制装置7在比较扭矩值与设定扭矩阈值的大小后，若扭矩值小于设定扭矩阈值，表示滚筒1的物料量小于工艺物料量，则控制滚筒1的进料流量增大和/或控制滚筒1的出料流量减小，以增大滚筒1的物料量；若扭矩值位于设定扭矩阈值范围内，表示滚筒1内的物料量等于工艺物料量，则控制滚筒1的进料流量和/或出料流量不变；若扭矩值大于设定扭矩阈值，表示滚筒1内的物料量大于工艺物料量，则控制滚筒1的进料流量减小和/或控制滚筒1的出料流量增大，以减少滚筒1内的物料量。
该工艺物料量只是针对某些工艺所需的物料量，当进行该工艺操作时，可按照该控制方式进行进出料的控制，当然，对于其它工艺，可以将工艺物料量作为一个参考值，根据该参考值控制进出料流量，以满足不同工艺对物料量的需求。
进一步地，在本实施例中，对于同心摆动式回转炉，位置传感器也需要设置在适当的摆动角度位置，因为在摆动转向的过程中，滚筒处于短暂静止状态，物料会经过滚筒1最低点，此时物料对滚筒1转动施加的力矩处于变化中，不能检测到稳定驱动的扭矩值。因此，本实施例中的位置传感器在同心摆动式回转上设置的位置为：当滚筒1自反向位置反向后继续摆动60°～120°的位置时，位置传感器触发，使控制装置7获取扭矩传感器5检测的扭矩值。更优选地，当滚筒1自反向位置反向后继续摆动90°左右的位置时，控制装置7获取扭矩传感器5检测的扭矩值。
在本实施例中，对于回转式回转炉，由于滚筒1沿某一方向连续转动，滚筒1转动到任意位置时，滚筒1转动所需的扭矩均相同，因此，不需要设置位置传感器，则扭矩检测时刻可以为：当滚筒1转动到任一转动位置时，控制装置7获取扭矩传感器5检测的扭矩值；或者在滚筒1转动的全过程中，控制装置7实时获取扭矩传感器5检测的扭矩值。
如图1和图3所示，在本实施例中，不管是摆动式回转炉，还是回转式回转炉，均还包括减速机4，减速机4的两端分别与驱动装置6和齿轮3传动连接，扭矩传感器5传动连接于驱动装置6和减速机4之间，即驱动装置6的动力输出轴与扭矩传感器5的一端连接，扭矩传感器5的另一端与所述减速机4的输入轴连接，所述减速机4的输出轴与所述齿轮3连接。或者扭矩传感器5传动连接于减速机4和齿轮3之间，即减速机4的输出轴与扭矩传感器5的一端连接，扭矩传感器5的另一端与齿轮3连接。只要能够实现对输出扭矩的检测即可。
在本实施例中，驱动装置6为电动机或液压马达。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。