专利名称：测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置，尤其是测量管球磨机料位和磨内温 度的测量装置。
背景技术：
煤粉炉发电厂的制粉系统大部分是中储式钢球磨制粉系统或双进 双出钢球磨制粉系统，并且上述制粉系统在所有制粉系统内所占的比例 正逐年增大。从六十年代以来，中储式钢球磨制粉系统实现自动控制一 直是一个解决不好的"老大难"问题，近几年大量使用的双进双出钢球 磨制粉系统也存在同样问题。实现对制粉系统良好稳定的自动控制，切 实提高研磨品质、降低电耗成为这些发电企业的迫切需要。而影响制粉 系统实现良好的自动控制的原因很多，其中除了有制粉系统变量多、变 量之间关联性强以及延迟大的原因之外，另 一个重要原因就是磨内料位 无法精确直接测量。
在水泥制造行业，水泥磨和生料磨是在水泥厂的主要生产设备，这 两个磨系统的控制水平是水泥厂的生产效率、产品质量和用电成本的决 定因素之一 ，因此其磨内料位的测量水平和控制水平同样是急需提高。 水泥磨和生料磨由于料位对研磨效率和品质影响更大，因此更加依赖对 磨内料位的直接测量。
目前对各类管式磨机料位的测量方法主要有磨音法、振动法、功率
法和差压法等。
传统的磨音法测量料位，是将音频传感器(电耳)安装于磨机筒体 周围，用以捕获磨内声音信号。磨机筒体周围的声源很多，有筒体内部 管球、衬板及被研磨物料间的碰撞产生的有用的声音信息，也有外部环 境的电机、齿轮、临近的其他设备等发出干扰噪音。根据磨机的运行特
性和实践证明，当磨内料位低、存料量少时，磨内声音大、音频能量高； 当磨内料位上升、存料量增加时，磨内声音降低、音频能量降低。而外 界的噪音和磨内料位无关，因此，磨内的声音和音频能量是可以用来测 量料位的有用信息，而磨外的噪音是对测量不利的干扰信号，有效的降 低磨外噪音的干扰，就可以提高料位测量的精度和可靠度。如何有效利 用磨内的音频能量，避免磨外的噪音干扰，成为磨内料位测量是否精确 的关键因素。
传统的振动法测量料位，是将振动探头安装于磨机轴座上，筒体内 料位改变时，轴座的振动随之改变，从而通过传递过来的振动信号间接 反应磨内的存料量，由于磨内的振动是通过筒体和滑动轴承的油膜传递 到轴座上，信号衰减很大，邻近磨机、电机等产生的振动信号也会传递 到轴座上，因此，该方法获得的料位信号准确性也不理想。
由此可以看出传统的磨音法、振动法无法避免外界环境的噪音干扰 和振动干扰，从而导致测量精度低无法满足要求。而功率法和差压法则 依靠间接计算和判断得到料位信息，亦不准确，且差压测量系统的管路 容易被堵塞，维护麻烦。
因此，实有必要设计一种新的测量管球磨机料位和磨内温度的测量 装置，以克服上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是在于提供一种能够实现较佳料位和磨内温 度测量效果的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置。
为了实现上述目的，本实用新型的测量管球磨机料位和磨内温度的 测量装置包括安装在该管球磨机筒体上的音频传感器和信号发射器、插 设在所述管球磨机筒体内的温度传感器、安装在所述管球磨机筒体上的 与各发射器和传感器连接的电源单元、以及用于接收信号发射器所发出 信号的地面信号接收器以及将信号接收器所接收的信号进行处理和输出 的处理及输出单元。
根据本实用新型的一个方面，所述音频传感器直接固定在所述管球 磨机筒体上，并且其获取信号的探头部分贴设在该旋转筒体的筒壁。所 述音频传感器的外部安装隔音屏蔽层。
根据本实用新型的另一方面，所述测量装置可以设有至少一个音频 传感器。
根据本实用新型的其他方面，所述测量装置还包括安装在所述管球 磨机筒体上的振动传感器。
根据本实用新型的另一方面，所述由音频传感器、振动传感器及温 度传感器测得的信号通过旋转筒体上安装的信号发射单元无线发射，而 地面上的接收单元接收该无线信号后，传送给信号处理单元并且由信号 输出单元输出标准的料位、温度、填充率等磨内状态信号。
根据本实用新型的另一方面，所述随筒体旋转的电源单元为电池、 由筒体旋转动能提供动力的自发电电源、光电电源或者非接触式感应电
能传输系统。
本实用新型的有益效果在于本实用新型的测量管球磨机料位和磨 内温度的测量装置实现了对磨内料位和磨内温度的直接准确测量，因此 实现了磨机自动控制和优化控制；将该测量装置应用于整个研磨制粉系 统中，对实现粉磨系统的自动控制尤其能够发挥重要作用。
下面将结合附图详细描述本实用新型具体实施方式
，其中
图1是根据本实用新型的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置 的正面示意图2是才艮据本实用新型的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置 的侧面示意图3是根据本实用新型的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置 的地面信号接收装置的示意图。
具体实施方式
请结合参阅图1、图2和图3，本实用新型的测量管球磨机料位和 磨内温度的测量装置1包括安装在该管球磨机被测对象筒体IO上的第 一音频传感器ll、第二音频传感器12和第三音频传感器l8,插设在所述管球磨机筒体10内的温度传感器15，安装在所述管球磨机筒体10上 的电源单元13,与该电源单元13相邻设置的信号发射器14，与所述信 号发射器14配套用于接收所述信号发射器14所发出的信号的地面信号 接收器16以及与该地面信号接收器16配合使用的信号处理及输出装置 17。
下面将对上述组件进行详细介绍。
所述第一音频传感器ll (如麦克风、电耳、振动探头等设备)、第 二音频传感器12、第三音频传感器18直接安装在旋转的管球磨机筒体 10上。所述音频传感器ll、 12、 18的接收方向紧贴磨机外壳，用螺栓 及专用垫片固定，所述第一音频传感器11、第二音频传感器12、第三 音频传感器18的外面均安装隔音屏蔽层19。由于第一音频传感器11、 第二音频传感器12、第三音频传感器18无间隙地紧贴在管球磨机10的 筒体表面的不同位置，加上所述第一音频传感器11、第二音频传感器 12、第三音频传感器18的隔音罩隔音，所以第一音频传感器ll、第二 音频传感器12、第三音频传感器18可以接收到来自磨机内各个位置的 音频或振动信号，外界干扰无法传入。这样测量获得的音频信号直接、 可靠、精确。
所述第一音频传感器ll、第二音频传感器12、第三音频传感器18 和温度传感器15采集的信号通过导线输送至安装于筒体上的信号发射 器14，信号在此经过信号处理电路处理成无线信号后发出。上述发射器 14采用的无线传输方式可以根据现场实际情况灵活选用V频段、低UHF ISM频段、2.4GHz的UHF频段(如蓝牙、WLAN 802.11b/g)、红外线 传输或者其他无需导线传输信号的信号传输方式。
所述温度传感器15穿过筒壁伸入管球磨机筒体10内，直接测量隔 仓板温度或者物料温度，所测得的温度信号也直接、精确。本领域的技 术人员可以理解，还可在所述管球磨机筒体10上用可以获取更宽振动 频率范围的振动传感器取代音频传感器(电耳、麦克风)，进一步提高 可测量信号范围。
所述电源单元13可以随筒体旋转，该电源单元13为上述音频传感
器ll、 12、 18及温度传感器15、信号发射器14等提供电源，该电源单 元13可以是高能蓄电池、利用筒体旋转动能或者光能发电的自发电装 置、或者非接触式感应电能传输方式获取电能的无线电源。
当地面接收器16接收信号后，在信号处理及输出装置17进行处理 并且转换(A/D转换、D/A转换、滤波、放大、非线性算法变换等处理) 成为直接的料位表征信号(即能够反映管球磨内料位和填充率信息及其 变化趋势的信号)，然后进行输出。输出方式有直接显示、标准信号 U 20mA)输出、标准接口输出等多种输出模式。各种用于调试、标定、 输出等的操作均可以在此进行。
优选地，可以在所述管球磨机筒体10上安装振动传感器。所述音 频传感器和振动传感器采集到的音频和振动信号可以表征磨内存料量， 温度传感器直接测量磨内温度。多个相同或不同类型的所述传感器同时 工作，可以直接测量同一筒体不同位置和不同隔仓的料位和物料温度。 对料位的标定运用空磨和满磨等状态，结合具体磨机特性和被研磨物料 品种进行标定。
在信号发射器14和信号接收器16上都设有无线信号发射频率调节 装置，每套装置可根据需要同时预留多条发射、接收频段。可以配合多 传感器同时独立接收和输出同 一磨机的多个测量信号，并且在同 一厂房 内可以同时对多台磨机(八台以上)进行测量，并保证各信号互不干扰。
本实用新型的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置1在诸多管 球磨机(又称筒式磨机、管磨机、钢球磨、磨煤机、棒球磨机等)及其 自动控制系统中，用以测量磨内料位和磨内温度信号，可以实现这些管 球磨的自动控制。例如用于下列情况火电厂中储式磨煤机料位测量及 制粉系统的自动控制；火电厂双进双出钢球磨料位测量(同时测量两侧 料位)及制粉系统的自动控制；水泥厂水泥磨料位和隔仓板温度测量(可 同时测量三个仓的料位)及粉磨系统的自动控制；水泥厂生料磨料位和 磨内温度测量及粉磨系统的自动控制；水泥厂煤磨料位测量及粉磨系统 的自动控制；以及诸如石墨、钢铁、陶瓷、冶金等行业的磨机料位测量 及磨系统自动控制。 由于本实用新型的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置1采用 将传感器直接无间隙安装于回转筒体的安装方式，从根本上避免了外界 噪音信号、振动信号对测量精度的影响，所测信号无衰减，使得传感器 上获得的信号全部来自磨内，测量信号直接、全面。因此，本实用新型 的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置1能够保证测量的直接、精 确、可靠和同步，并通过将测得的信号进一步用于磨机自动控制系统中， 实现研磨制粉系统的自动控制和优化控制。
权利要求1.一种测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置，其特征在于，测量装置包括安装在该管球磨机筒体上的音频传感器和信号发射器、插设在所述管球磨机筒体内的温度传感器、安装在所述管球磨机筒体上的与各发射器和传感器连接的电源单元、以及用于接收信号发射器所发出信号的地面信号接收器以及将信号接收器所接收的信号进行处理和输出的处理及输出单元。
2. 根据权利要求1所述的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装 置，其特征在于，所述音频传感器直接固定在所述管3求磨机筒体上，并 且其获取信号的探头部分贴设在该旋转筒体的筒壁。
3. 根据权利要求2所述的测量管球磨才几料位和磨内温度的测量装 置，其特征在于，所述音频传感器的外部安装隔音屏蔽层。
4. 根据权利要求1 - 3之一所述的测量管球磨机料位和磨内温度的 测量装置，其特征在于，所述测量装置可以设有至少一个音频传感器。
5. 根据权利要求4所述的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装 置，其特征在于，所述测量装置还包括安装在所述管球磨机筒体上的振 动传感器。
6. 根据权利要求5所述的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装 置，其特征在于，所述由音频传感器、振动传感器及温度传感器测得的 信号通过旋转筒体上安装的信号发射单元无线发射，而地面上的接收单 元接收该无线信号后，传送给信号处理单元并且由信号输出单元输出标 准的料位、温度、填充率等磨内状态信号。
7. 根据权利要求1所述的测量管球磨机料位和磨内温度的测量装 置，其特征在于，所述随筒体旋转的电源单元为电池、由筒体旋转动能 提供动力的自发电电源、光电电源或者非接触式感应电能传输系统。
专利摘要一种测量管球磨机料位和磨内温度的测量装置，测量装置包括安装在该管球磨机筒体上的音频传感器和信号发射器、插设在所述管球磨机筒体内的温度传感器、安装在所述管球磨机筒体上的与各发射器和传感器连接的电源单元、以及用于接收信号发射器所发出信号的地面信号接收器以及将信号接收器所接收的信号进行处理和输出的处理及输出单元。通过使用本实用新型的测量管球磨机料位和磨内温度测量装置，实现了对磨内料位和磨内温度的直接准确测量，因此实现了磨机自动控制和优化控制，将该测量装置应用于整个研磨制粉系统中，对实现粉磨系统的自动控制尤其能够发挥重要作用。
文档编号G01F23/296GK201072354SQ20072015407
公开日2008年6月11日 申请日期2007年6月6日 优先权日2007年6月6日
发明者原传海 申请人:原传海