Устройство для автоматического контроля износа шаров в мельнице

(5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОТРОЛЯ ИЗНОСА ШАРОВ В МЕЛЬание; в имическо бретени кий датч 3, полос 7, интегр 11 нап счетчи ок 14 ре(71) Государственное многопрофильноелое предприятие "МОЭКС" и Одесскийитехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 965517, кл, В 02 С 25/00, 1980.Авторское свидетельство СССР(57) Использовгической и хСущность изожит акустичесобразовательдетектора 6 изователи 10 иверсивныйсравнения, блзадания, 1 ил,цементнои, металлурй промышленности. я: устройство содерик 1, усилитель 2, преовые фильтры 4 и 5, вторы 8 и 9. преобраряжение-частота, ре 12, элемент 13 гистрации и блок 15Изобретение относится к автоматическому контролю процесса мокрого измельчения и может быть использовано вцементной, металлургической и химическойпромышленности.Известно устройство регулирования загрузки шаровой барабанной мельницы, содержащее акселерометр (первичныйпреобразователь), полосовой усилитель, регулятор загрузки и блок регистрации, Принцип действия этого устройства основан наопределении интегрального уровня виброакустического сигнала (виброускорения) вдиапазоне 26 кГц.Недостатком этого устройства являетсято, что в случае его использования для контроля износа шаров в мельнице оно будетобладать невысокой точностью. Для точногоконтроля износа шаров в мельнице необходимо определять не интегральный уровеньшумового сигнала, а абсциссу максимуманизкочастотного участка спектра этого сигнала.Наиболее близким по технической сущности является устройство для автоматического контроля износа шаров в мельнице,содержащее акустический датчик (акселерометр), к выходу которого подключен входусилителя, последовательно соединенныеполосовой фильтр, детектор и первый интегратор (вторичный прибор), элемент сравнения, к выходу которого подключен блокрегистрации и преобразователь (2).Недостатк .-..,"т-ойства являетсянедостаточная точность контроля и надежность работы устройства.Целью изобретения является повышение точности контроля и надежности работы устройства,Цель достигается тем, что устройствадля автоматического контроля износа шаров в мельнице, содержащее акустическийдатчик, который подключен ко входу усилителя, последовательно соединенные полосовой фильтр, детектор и интеграторпреобразователь, блок задания, подключенный к одному из входов элемента сравнения, выход которого соединен с блокомрегистрации, снабжено реверсивным счетчиком, первым и вторым преобразователями напряжения-частота и дополнительнымиполосовым фильтром, детектором и интегратором, причем выход усилителя подключен к первому входу преобразователя,выход которого подключен к входам полосовых фильтров, выход дополнительногофильтра через дополнительный детекторподключен к входу дополнительного интегратора, выходы интеграторов через соответствующие преобразователи напрякения-частота подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика, выход. которого соединен с вторыми входами элемента сравнения: и преобразователя.5 На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого устройства,Устройство содержит акустический датчик 1, усилитель 2, преобразователь 3 (временного масштаба), полосовые фильтры 4 и10 5, детекторы б и 7, интеграторы 8 и 9, преобразователи 10 и 11 напряжение-частота,реверсивный счетчик 12, элемент 13 сравнения, блок 14 регистрации и блок 15 задания.Принцип действия устройства основан15 на следующем.Мельница излучает шум, который является следствием соударения шаров, При определении частотного спектраакустического шума, излучаемого мельни 20 цей, наблюдается следующая зависимость;чем меньше масса шара, тем правее будетрасположен спектральный выброс приударе шара о футеровку, т.е. тем чем вышечастота, соответствующая указанному выбросу, При разнообразном сортаменте шаров в мельнице спектральных выбросовможет быть несколько, Самые крупные шары, осуществляющие наиболее полезнуюработу по разрушению измельчаемого мате 30 риала и подвергающиеся наиболее интенсивному износу, образуют самые левые,низкочастотные выбросы. По мере износашаров этот "горб" смещается вправо, в сторону высоких частот. Это смещение может35 быть характеристикой уменьшения крупности шаров вследствие их износа. Таким образом, измеряя частоту положениянизкочастотного максимума и сравниваяполученное значение с заданным, можно40 удить об износе шаров,Устройство работает следующим образом,Электрический сигнал с выхода акустического датчика 1 после усиления в усилите 45 ле 2 поступает на вход преобразователя 3временного масштаба. Электрический сигнал с выхода преобразователя 3 временногомасштаба поступает на входы полосовыхфильтров 5 и 450 Преобразователь 3 временного масштаба предназначен для последовательногомультипликативного переноса спектра выходного сигнала в такие области, в которыхкаждой гармонике укаэанного спектра соот 55 ветствует резонансная частота полосовогофильтра,Работа преобразователя 3 состоит издвух этапов, Первый - это запись исходнойреализации на выбранный носитель (магнитная лента, ОЗУ и т.п,), Второй - много 1789271кратное воспроизведение записанной реализации шумового сигнала с различными скоростями, большими нежели была скорость записи. При этом мультипликативный перенос спектра характеризуется коэффициентом сдвига К 1К 1 = Ч 1/Чо, (1) где Чо - скорость записи исходной реализации;Чсч - скорость считывания записи, соответствующая )-му номеру выделяемой гармоники спектра исходной реализации.Для выделения )-й гармоники узкополосным фильтром 4 очевидным является условие; ЕгармцК = Ефч, (2) где Егар, - абсолютное значение)-й гармоники;Ефч - резонансная частота узкополосного фильтра 4 (промежуточная частота для всех )-х гармоник, выделяемых с помощью фильтра 4).Представив (1) в (2), получимЕгарм 1Например, пусть Ефч = 60 кГц, полоса пропускания узкополосного фильтра 4 - 600 Гц, а диапазон частоты, в котором осуществляется поиск максимума спектра - 2,6 кГц. В этом случае Чсч; = 3010; а разрешающая способность по частоте составляет от 20 Гц для гармоники 2 кГц до 60 Гц для гармоники 6 кГц, Как видим, преобразователь 3 временного масштаба совместно с фильтром 4 позволяет просто и с большой разрешающей способностью проводить спектральный анализ исходной реализации,При многократном ускоренном считывании записанной реализации выделяют требуемое множество гармоник, начиная с высшей и кончая низшей. Т.е. вначале записанная реализация считывается с наименьшей скоростью. В рассмотренном выше примере эта скорость в 10 раз больше скорости записи. После окончания процесса считывания последний сразу же начинается вновь, но уже с другой (большей) скоростью для выделения следующей по порядку (более низкой) гармоники. И так до тех пор, пока не будут выделены все необходимые гармоники. Сигнал с выхода узкополосного фильтра 4 поступает на вход детектора 6, а с выхода детектора 6 - на вход интегратора 8. Сигнал с выхода преобразователя 3 временного масштаба поступает также на вход узкополосного фильтра 5. Резонансная частота Еф этого фильтра отличается от 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Еф, на некоторую небольшую заданную величину Л 1, определяющую разрешающую способность устройства при поиске максимума низкочастотного участка спектра акустического сигнала (выходного сигнала акустического датчика). Можно записатьЕф 5= Ефч+ Д 1,Сигнал с выхода узкополосного фильтра 5 поступает на вход детектора 7, а с выхода детектора 7 - на вход интегратора 9. На выходах интеграторов 8 и 9, таким образом, в процессе очередного считывания записанной реализации формируются электрические напряжения, пропорциональные Значениям спектральной плотности мощности, соответствующим двум малоотличающимся значениям частоты (выделяемым гармоникам).Дополним условия рассмотренного выше примера следующим: пусть Л 1= 300 Гц, Тогда одновременно выделяемые в процессе одного считывания две гармоники на нижней границе спектрального диапазона (2 кГц) будут отличаться на 10 Гц, а на верхней границе (6 кГц) - на 30 Гц.Сигналы с выходов интеграторов 8 и 9 поступают на входы преобразователей 10 и 11 напряжение-частота соответственно. На выходе каждого из преобразователей 10 и 11 напряжение-частота формируется импульсный сигнал постоянной амплитуды, частота которого пропорциональна уровню напряжения соответствующего входного сигнала. Названные импульсные сигналы с выходов преобразователей 10 и 11 поступают на входы вычитания и суммирования соответственно реверсивного счетчика 12, Электрический кодовый сигнал (например, двоичный код) с разрядных выходов реверсивного счетчика 12 поступает на управляющий вход преобразователя 3 временного масштаба,Если частота импульсов на одном из выходов реверсивного счетчика 12 будет больше, чем на другом, состояние этого счетчика будет соответствующим образом изменяться. При этом будет изменяться код, поступающий на управляющий вход преобразователя 3 временного масштаба. Изменение указанного кода приведет к изменению скорости считывания исходной реализации, а следовательно, к соответствующему изменению значений двух гармоник, одновременно выделяемых преобразователем 3 и фильтрами 4 и 5. Описанный выше процесс можно представить в виде перемещения по кривой спектральной плотности мощности двух малоотстоящих друг от друга точек в сторону максимума1789271 Составитель Л,ШароваТехред М.Моргентал Корректор М.Шароши Редактор Заказ 315 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Пооияяолотяенно-иялятельокий комбинят "Пятент". г. Ужгооол. чл.Гягяоиня. 101 заданного отрезка этой кривой, начиная с ординаты верхней граничной частоты, При выходе указанных точек на максимум спектральной кривой частоты импульсов на входах вычитания и суммирования реверсивного счетчика 12 станут равными, состояние этого счетчика изменяться не будет, и следовательно, скорость считывания исходной реализации будет оставаться неизменной, В случае изменения положения максимума на спектральной кривой, код на разрядных выходах реверсивного счетчика 12 (следовательно, и скорость считывания) изменится таким образом, что частоты импульсов на входах вычитания и суммирования этого счетчика станут одинаковыми, т.е. заявленное устройство вновь зафиксирует максимумданного отрезка кривой спектральной плотности мощности. Формула изобретения Устройство для автоматического контроля износа шаров в мельнице, содержащее акустический датчик, который подключен к входу усилителя, последовательно соединенные полосовой фильтр, детектор и интегратор, преобразователь, блок задания, подключенный к одному из входов элемента сравнения, выход которого соединен с блоком регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля и надежности в работе устройства, оно снабжено реверсивным счетчиком, первым и вторым преобразователями напряжениеКод с выхода реверсивного счетчика 12поступает также на первый вход элемента13 сравнения, на второй вход которой поданкод заданного порогового значения частоты5 (абсциссы), соответствующего максимумунизкочастотного участка спектра выходногосигнала акустического датчика 1. Блок 14осуществляет периодическую регистрациютекущего значения абсциссы максимума10 спектральной кривой и разности данной абсциссы и заданного порогового значения. Вслучае уменьшения указанной абсциссы ниже заданного порогового значения блок 14соответствующим образом сигнализирует15 об износе шаров в мельнице сверх допустимого предела,Данное устройство позволит повыситьточность контроля и надежность работы устройства,20 частота и дополнительными полосовым фильтром, детектором и интегратором, причем выход усилителя подключен к первому входу преобразователя, выход которого подключен к входам полосовых фильтров, выход дополнительного фильтра через дополнительный детектор подключен к входу дополнительного интегратора, выходы интеграторов через соответствующие преобразователи напряжение-частота подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторыми входами элемента сравнения и преобразователя,