专利名称：一种浓密机泥水分界面高度的在线检测方法
技术领域：
本发明提供了一种浓密机泥水分界面高度的在线检测方法，属于界面检测技术领域。
背景技术：
浓密机作为矿浆浓缩生产过程的核心设备，主要起到固液分离的作用，被广泛应用在精矿脱水、尾矿浓缩、回水处理等多个场合。但受限于在线分析仪表昂贵的费用，直接影响浓密机运行效率的泥水分界面几乎不检测，给浓密机的连续生产和自动控制造成了很大的困难。现有在线式的界面分析检测仪表，主要是通过传感器发送ー个大功率声波脉冲，该脉冲在被选定介质的表面反射，反射回来的信号经过专用软件进行计算后确定分界面的 位置，如图I所示。但该类在线分析仪表具有以下的不足(I)、插入液面以下的探头表面会频繁结钙，现有的自动清洗方式无法从根本上解决结钙的问题，严重影响测量精度，同时造成仪表维护工作量很大。(2)、市场上的在线界面分析仪表价格十分昂贵，普遍在数十万元以上。
发明内容
本发明为解决现有的界面分析检测技术存在的价格昂贵、插入液面以下的探头表面会频繁结钙导致的測量精度较低以及维护困难的问题，进而提供一种浓密机泥水分界面高度的在线检测方法。为此，本发明提出了以下的技术方案一种浓密机泥水分界面高度的在线检测方法，包括通过通讯接ロ，从安装在浓密机入料ロ的流量计和浓度计获取若干组入料流量ql [n]和入料浓度炉I [n]，从安装在浓密机排料ロ的流量计和浓度计获取若干组出料流量q2[n]和出料浓度ぞ2 [n]，其中n表示自然数；通过离线取样测量得到相应的若干组泥水分界面高度的数值h[n]，计算获得第i个采样时刻泥水分界面的变化量Ah[i] =h[i]-h[i_l]，并预设初始时刻泥水分界面高度h
；根据所述入料浓度タI [i]和出料浓度タ2 [i]分别计算获得对应的密度值P I [i]和 P 2[i]，其中スパ[/] = I/(卜河/] +勿[ノ]/s)和P2W = 1ZO-W2W + WWk).根据所述入料流量ql[i]、入料浓度炉l[i]、出料流量q2[i]、出料浓度识2[i]、入料密度P l[i]和出料密度P2[i]，根据物料衡算关系计算获得第i个采样时刻的泥水分界面的变化量A/i/],其中Ah[l] = (_*pl[i] *g)l[i] — q2[i] *p2[l] *cp2[i}) / (冗* R2 *p2[l] *(P2[i\)* /’，R 为预设的浓密机半径，T为预设的采样周期；计算由上述物料衡算关系得到的结果与真实的变化量之间的差值y[i]，其中>■[/'] = A/ i/J-A^[i]；取若干点数据组成信息矩阵Z =[が,舛，f2,炉2] *4，对所迷信息矩阵进行预处理后转换成激活矩阵，并计算所述激活矩阵对于yn 的回归向量b ;对于第k时刻的待测信息向量进行预处理和转换后得到所述信息向量的激活向量Xk ;计算激活向量Xk的误差补偿值9k = *幻对于兔进行反归ー化处理，得到实际的误差补偿值丸;计算浓密机泥水分界面高度变化量的最终输出值Yk=Ah[k] + yk ;结合上一时刻的泥水界面高度h[k-l]，第k时刻的浓密机泥水分界面高度h[k]满足:A[ん]=h[k-I] + Yk a本发明可以把浓密机泥水分界面高度在线检测方法当做一种软测量传感器，及时准确地预测泥水分界面高度，以及作为ー个在线检测仪表的备份传感器，也可以作为ー个 智能的过滤器消除与物理測量相关的时间延迟；本发明的输出值可以作为浓密机泥水界面自动控制的依据，借以提高浓密机运行效率，降低压耙和跑混等生产事故发生的几率，并降低购买在线检测仪表的支出，同时节省了维护的人力成本。
图I是现有在线式的界面分析检测仪表的工作原理示意图；图2是本发明的
具体实施方式
提供的浓密机泥水分界面高度的在线检测算法结构示意图；图3是本发明的
具体实施方式
提供的浓缩エ艺流程示意图；图4是本发明的
具体实施方式
提供的采用现有技术与本发明的效果对比示意图。
具体实施例方式本发明的
具体实施方式
提供了一种浓密机泥水分界面高度的在线检测方法，其浓密机泥水分界面高度的在线检测算法结如图2所示，包括步骤I :计算机通过通讯接ロ，从安装在浓密机入料ロ和排料ロ的流量计和浓度计上读取在设备承受能力内、覆盖且略大于正常工作范围内的若干组组入料流量ql [n]、入料浓度炉l[n]、出料流量q2[n]、出料浓度ぞ2[n]的数据；再通过离线取样测量得到若干组相应的泥水分界面高度的数值，用h[n]表示，并用Ah[i] =h[i]-h[i-l]表示第i个采样时刻泥水分界面的变化量；在计算机中预设初始时刻泥水分界面高度h
；步骤2 :根据预设的矿石密度e，计算浓度炉I [i]和炉2 [i]所对应的密度值，分别用p l[i]和p 2[i]表示,其中
p2[i] = 1/(1-(p2[i\ + Is)；步骤3 :根据物料衡算关系计算在第i个采样时刻的泥水分界面的变化量
Ah[i] ニ * p\[i\ *^![/] - q2[i] =5= p2[l\ * (P2{i\) / {n ^-R2* p2[l\ ** T ；其中R为预设的浓密机半径，T为预设的采样周期；
步骤4:将上述计算结果与离线测量值的变化量进行比较，并计算二者之间的差值y[i]，其中ア[/ ]= Ah[i] - Ah[i]；步骤5 :取若干点数据组成信息矩阵Z =，计算所述信息矩阵对于Yn*!的回归向量b，步骤5依次含有以下步骤步骤5. I :对信息矩阵进行预处理。首先，剔除野值，所谓野值是指这样的样本其任意ー个分量与所有样本对应分量的样本均值的差的绝对值大于所有样本对应分量的样本标准差的三倍；这ー步使训练样本都处在正常范围内；其次，归ー化把信息矩阵的每个分量都减去所对应分量的样本集的均值再除以所对应分量的样本集的标准差，使经过处理的信息矩阵中变量的各个分量对变量之间的距离的影响比较接近；步骤5. 2 :将信息矩阵X (已经过步骤5. I预处理)转化为激活矩阵XA，Xa中的元素可由下式求得
权利要求
1.一种浓密机泥水分界面高度的在线检测方法，其特征在于，包括 通过通讯接ロ，从安装在浓密机入料ロ的流量计和浓度计获取若干组入料流量ql [n]和入料浓度￠3 I [n]，从安装在浓密机排料ロ的流量计和浓度计获取若干组出料流量q2 [n]和出料浓度供2 [n]，其中n表示自然数； 通过离线取样测量得到相应的若干组泥水分界面高度的数值h[n]，计算获得第i个采样时刻泥水分界面的变化量Ah[i] =h[i]-h[i_l]，并预设初始时刻泥水分界面高度h
； 根据所述入料浓度炉l[i]和出料浓度タ2[i]分别计算获得对应的密度值P l[i]和P 2 [ i ]，其中 p取]ニ I / (I —勿[/] + <p\[i] / 6')和-厂2 レ:]= — ^2[/j + (p2[i] Is). 根据所述入料流量ql [i]、入料浓度炉I [i]、出料流量q2 [i]、出料浓度供2 [i]、入料密度P l[i]和出料密度P 2 [i]，通过物料衡算关系计算获得第i个采样时刻的泥水分界面的变化量 A/如],其中 A/;レ ] = (t/l[/] * p\[i] *<p\[i] — q2[i] */>2[/] */ (Ti* R2 *pl[l\ *(p2[l\)* T，R为预设的浓密机半径，T为预设的采样周期； 计算由上述物料衡算关系得到的结果与真实的变化量之间的差值y[i]，其中v[/] = A/;[/] - A/;[/]; 取若干点数据组成信息矩阵I =，对所述信息矩阵进行预处理后转换成激活矩阵，并计算所述激活矩阵对于yn 的回归向量b ;对于第k时刻的待测信息向量进行预处理和转换后得到所述信息向量的激活向量Xk ;计算激活向量Xk的误差补偿值丸ニ幻对于九进行反归ー化处理，得到实际的误差补偿值lA汁算浓密机泥水分界面高度变化量的最终输出值Yk=Ah[k] + yk ;结合上一时刻的泥水界面高度h[k-l]，第k时刻的浓密机泥水分界面高度h[k] ;VJ促-.h[k] = h[k-I] + Yk。
2.根据权利要求I所述方法，其特征在于，取若干点数据组成信息矩阵Z =[ql,<pl,q2,<p2lt4，对信息矩阵进行预处理后转换成激活矩阵，并计算所述激活矩阵对于yn*i的回归向量b,包括 将任意ー个分量与所有样本对应分量的样本均值的差的绝对值大于所有样本对应分量的样本标准差的三倍的值去掉； 将所述信息矩阵X的每个分量都减去所对应分量的样本集的均值再除以所对应分量的样本集的标准差； 将所述信息矩阵X转化为激活矩阵XA，Xa中的元素可由下式求得
全文摘要
本发明提供了一种浓密机泥水分界面高度的在线检测方法，包括在线获取若干组浓密机的入料流量、入料浓度、出料流量和出料浓度数据组成信息矩阵；通过物料衡算方程计算每个采样时刻的泥水分界面的变化量，计算与离线取样测得的真实变化量之间的差值；计算激活矩阵对于上述差值的回归向量；将第i时刻的待测信息向量转换成激活向量并与回归向量相乘，获得误差补偿值对于误差补偿值进行反归一化处理，得到实际的误差补偿值；将实际误差补偿值与变化量相加得到泥水界面最终的变化值；结合预设的初始时刻泥水分界面高度计算出当前浓密机泥水分界面高度。本发明能检测泥水分界面高度，提高浓密机运行效率，降低生产事故发生概率及支出，节省维护成本。
文档编号B01D21/02GK102749121SQ20121024765
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者周俊武, 徐宁, 方文, 王庆凯, 王旭, 缪天宇 申请人:北京矿冶研究总院