三维建模中煤块粒度分析的动筛故障诊断方法
【专利摘要】一种三维建模中煤块粒度分析的动筛故障诊断方法，属于动筛故障诊断方法。该动筛故障诊断方法，通过冲击力传感器、激光多普勒测速法测出煤块从动筛下落对缓冲板的冲击力度、煤块撞击缓冲板后的起跳速度、起跳高度作为动筛故障诊断的特征；三维建模分析煤块的下落过程，煤块对缓冲板的撞击力度P、煤块弹跳初速度v0、煤块上升位移h这三个参数，根据这三种信号的特征确定煤块的横截面积，与非故障筛孔的横截面积进行对比，并计算出煤块的横截面积与厚度；间接测量煤块粒度对动筛故障进行诊断。优点：本发明将煤块对缓冲板的撞击力度、煤块弹跳初速度、煤块上升位移这三个参数，准确确定煤块的最大横截面积和厚度，准确、快速、简单的监测出筛板的故障。
【专利说明】三维建模中煤块粒度分析的动筛故障诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种动筛故障诊断方法，特别是一种三维建模中煤块粒度分析的动筛故障诊断方法。
【背景技术】
[0002]动筛是选煤厂最重要的设备之一。由于选煤是一个连续的流水作业过程，因此处于中间环节的动筛一旦出现问题，将会导致生产流程中后续的机器受损，严重时甚至会导致停产。因此，对它进行快速、精确的故障诊断关系到选煤的效率和安全，而简单化、及时性、精确度是动筛诊断方法优劣的重要指标。
[0003]故障诊断的主要手段是通过对故障的现象、特征和机理的研究，分析故障出现的位置和原因，进而给出故障预警和预防的方法。目前的动筛监测方法主要有人工定期检查、视频监测、特征向量分析，然而在实际应用中，依然只有人工定期检查被应用得较为广泛，其它方法则很少被现场使用。究其原因，主要是由于这些方法的复杂度偏高，稳定性较差，难以动态实时监测；或者没有考虑到选煤厂噪声干扰大、煤尘较多的环境特点，致使监测的可靠度不高。
[0004]归纳起来，目前的方法主要有:
[0005]I)人工定期检查
[0006]选煤厂工人根据筛板损坏的经验周期，提前对筛板进行检查或者更换，该方法虽然简单，但是费时费力，无法做到故障实时监测。此外，这种方法高度依赖巡检工人的经验，以它作作为设备部件更换的依据并不可靠，可能会大量浪费筛板。
[0007]2)视频监测
[0008]视频监测的方法是在筛板上方安装高清防尘摄像仪，通过对监控视频图像的处理，诊断筛孔大小是否损坏、筛板是否断裂。但是实际情况筛板、煤块在视频中的灰度值相差不多，即便使用额外光源等手段，也不能准确的对筛孔大小、筛板断裂等故障进行监测。
[0009]3)特征向量分析
[0010]特征向量法是在筛板上安装振动传感器，提取出筛板的时域、频域、烈度等特征，通过BP神经网络，贝叶斯估计等分类方法，将筛板正常与非正常时的特征分类出来，以便确定当前筛板是否处于断裂、筛孔损坏等故障。该方法能够在一定程度上实现故障诊断，但是考虑到方法的准确度与稳定性，该方法并不适合选煤厂的生产环境。
[0011]以上方法虽然均以筛板为对象进行故障诊断，但是它们在实际应用中处理速度慢、复杂度高、稳定性差，不适合于选煤厂生产的特定环境。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是要提供一种三维建模中煤块粒度分析的动筛故障诊断方法，解决当前各种方法中对动筛板监测不足以及在实际选煤厂生产特定应用环境中处理速度慢、复杂度高、稳定性差等问题。[0013]本发明的目的是这样实现的:该动筛故障诊断方法，通过冲击力传感器、激光多普勒测速法测出煤块从动筛下落对缓冲板的冲击力度、煤块撞击缓冲板后的起跳速度、起跳高度作为动筛故障诊断的特征；三维建模分析煤块的下落过程，煤块对缓冲板的撞击力度P、煤块弹跳初速度％、煤块上升位移h这三个参数，根据这三种信号的特征确定煤块的横截面积，与非故障筛孔的横截面积进行对比，并计算出煤块的横截面积与厚度；间接测量煤块粒度对动筛故障进行诊断；
[0014]将煤块的建模成椭圆柱体，并假定其长半径为A，短半径为B，厚度为C，其密度为Praal;同时，假定振动筛距缓冲板的高度为H，空气的阻力系数和密度分别为ζ和Ρ&;没有特别说明的情况下，以上符号单位均采用国际主单位；
[0015]具体步骤如下:
[0016](I)在缓冲板上密集安装冲击力传感器以及在缓冲板与筛板之间安装激光多普勒测速仪，通过冲击力传感器与激光多普勒测速仪测定煤块从筛板下落撞击到缓冲板后，获得煤块对缓冲板的撞击力度、煤块弹跳初速度、煤块上升位移这三个参数；对特征参数进行周期性监测与设定冲击力门限值检测；
[0017](2)计算煤块的最大横截面积与煤块的厚度
[0018]首先，对煤块从筛板下落撞击到缓冲板的冲击力进行分析；根据煤块撞击缓冲板的数据分析，煤块对缓冲板的冲击力可以表示为:
[0019]
【权利要求】
1.一种三维建模中煤块粒度分析的动筛故障诊断方法，其特征是:该动筛故障诊断方法，通过冲击力传感器、激光多普勒测速法测出煤块从动筛下落对缓冲板的冲击力度、煤块撞击缓冲板后的起跳速度、起跳高度作为动筛故障诊断的特征；三维建模分析煤块的下落过程，煤块对缓冲板的撞击力度P、煤块弹跳初速度Vtl、煤块上升位移h这三个参数，根据这三种信号的特征确定煤块的横截面积，与非故障筛孔的横截面积进行对比，并计算出煤块的横截面积与厚度；间接测量煤块粒度对动筛故障进行诊断； 将煤块的建模成椭圆柱体，并假定其长半径为A，短半径为B，厚度为C，其密度为P Mal ；同时，假定振动筛距缓冲板的高度为H，空气的阻力系数和密度分别为ζ和Ρ&;没有特别说明的情况下，以上符号单位均采用国际主单位； 具体步骤如下: (1)在缓冲板上密集安装冲击力传感器以及在缓冲板与筛板之间安装激光多普勒测速仪，通过冲击力传感器与激光多普勒测速仪测定煤块从筛板下落撞击到缓冲板后，获得煤块对缓冲板的撞击力度、煤块弹跳初速度、煤块上升位移这三个参数；对特征参数进行周期性监测与设定冲击力门限值检测； (2)计算煤块的最大横截面积与煤块的厚度 首先，对煤块从筛板下落撞击到缓冲板的冲击力进行分析；根据煤块撞击缓冲板的数据分析，煤块对缓冲板的冲击力可以表示为:
【文档编号】B07B1/42GK103537436SQ201310539577
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】胡青松, 常飞, 耿飞, 乔欣, 张申, 吴立新 申请人:中国矿业大学