權(quán)利要求書： 1.一種用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法，其特征在于，包括：在球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外表面固定設(shè)置鏡面反射單元，所述鏡面反射單元能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步運(yùn)動(dòng)；在所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外部設(shè)置與所述反射單元運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的光源和光敏元件，所述光源的發(fā)光能經(jīng)所述轉(zhuǎn)筒上的鏡面反射單元反射給所述光敏元件，所述光敏元件能接收所述反射單元反射所述光源的光信號(hào)，并能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將與所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)速信息對(duì)應(yīng)的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光敏元件輸出電壓；

檢測(cè)得出單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)計(jì)算得出工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)周期；

根據(jù)計(jì)算得出的工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期中的任一參數(shù)的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理，包括：(1)以所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理，方式如下：

預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定為n1≤n≤n2，將所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速按照工作狀態(tài)的不同劃分為三個(gè)集合：X高速＝{n|n>n2}

X正常＝{n|n1≤n≤n2}

X低速＝{n|n

計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際測(cè)得的所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速n，若轉(zhuǎn)速n∈X正常則確定所述球磨機(jī)處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速；若轉(zhuǎn)速n∈X高速，則確定所述球磨機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或降低轉(zhuǎn)速的處理；若轉(zhuǎn)速n∈X低速，則確定所述球磨機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或提高轉(zhuǎn)速的處理；

(2)以所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理，方式如下：預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度范圍設(shè)定為ω1≤ω≤ω2將所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度按照工作狀態(tài)的不同劃分為三個(gè)集合：Y高速＝{ω|ω>ω2}

Y正常＝{ω|ω1≤ω≤ω2}

Y低速＝{ω|ω<ω1}；

計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際測(cè)得的所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω，若轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω∈Y正常則確定所述球磨機(jī)處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速；若轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω∈Y高速，則確定所述球磨機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或降低轉(zhuǎn)速的處理；若轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω∈Y低速，則確定所述球磨機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或提高轉(zhuǎn)速的處理；

(3)以所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理，方式如下：預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的范圍設(shè)定內(nèi)T1≤Tω≤T2，將所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期按照工作狀態(tài)的不同劃分為三個(gè)集合：Z高速＝{Tω|Tω

Z正常＝{Tω|T1≤Tω≤T2}Z低速＝{Tω|Tω>T2}；

計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際測(cè)得的所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω，若轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω∈Z正常則確定所述球磨機(jī)處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速；若轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω∈Z高速，則確定所述球磨機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或降低轉(zhuǎn)速的處理；若轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω∈Z低速，則確定所述球磨機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或提高轉(zhuǎn)速的處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法，其特征在于，所述方法中，在球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外表面固定設(shè)置鏡面反射單元，所述反射單元能隨所述轉(zhuǎn)筒同步運(yùn)動(dòng)包括：

在所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的弧形外表面的任一位置固定設(shè)置鏡面反射單元，所述鏡面反射單元能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒的弧形外表面繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步運(yùn)動(dòng)；

或者，在所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的任一側(cè)表面偏離軸心的任一位置固定設(shè)置鏡面反射單元，所述鏡面反射單元能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒的側(cè)外表面繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步運(yùn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法，其特征在于，所述方法中，在所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外部設(shè)置與所述鏡面反射單元運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的光源和光敏元件，所述光源的發(fā)光能經(jīng)所述轉(zhuǎn)筒上的鏡面反射單元反射給所述光敏元件，所述光敏元件能接收所述鏡面反射單元反射所述光源的光信號(hào)，并能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將與所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)速信息對(duì)應(yīng)的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光敏元件輸出電壓包括：所述光敏元件的接收信號(hào)為：x(t)＝s(t?τ)+n(t)；式中，x(t)為t時(shí)刻光敏元件的接收信號(hào)；τ為光在傳播過(guò)程中的延時(shí)；s(t?τ)為光源照射鏡面反射單元或球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒外表面產(chǎn)生反射時(shí)光敏元件的接收信號(hào)；n(t)為噪聲，表示環(huán)境中的光源干擾產(chǎn)生的信號(hào)與電路中的熱噪聲之和；當(dāng)t時(shí)刻光源照射到鏡面反射單元時(shí)，s(t?τ)取到較大值；當(dāng)t時(shí)刻光源照射到球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒時(shí)，s(t?τ)取到較小值，所述光敏元件輸出電壓為具有上升沿的周期性電壓波形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法，其特征在于，所述方法中，檢測(cè)得出單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)為：以設(shè)定的采樣周期Ts對(duì)所述光敏元件輸出電壓進(jìn)行采樣，從采樣結(jié)果中記錄得到單位時(shí)間T內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)N；

所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速 其中T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；

所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 其中n表示轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速，T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；

所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期 其中n表示轉(zhuǎn)速，T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法，其特征在于，所述光敏元件輸出電壓的上升沿通過(guò)以下方式確定：若計(jì)算第i個(gè)采樣點(diǎn)與上一個(gè)采樣點(diǎn)的電脈沖的電壓差值δi大于預(yù)設(shè)的電壓閾值δ0，即δi≥δ0，則確認(rèn)該采樣點(diǎn)為光敏元件輸出電壓的上升沿，該光敏元件輸出電壓的上升沿對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)序號(hào)為i。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法，其特征在于，所述方法中，預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定為n1≤n≤n2是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積累的先驗(yàn)知識(shí)，將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定為n1≤n≤n2；

預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度范圍設(shè)定為ω1≤ω≤ω2，是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積累的先驗(yàn)知識(shí)，將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度范圍設(shè)定為ω1≤ω≤ω2；

預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的范圍設(shè)定為T1≤Tω≤T2，是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積累的先驗(yàn)知識(shí)，將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的范圍設(shè)定為T1≤Tω≤T2。

7.一種用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的系統(tǒng)，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的方法，包括：鏡面反射單元、光源、光敏元件、采樣處理裝置、檢測(cè)處理裝置和非正常狀態(tài)處理裝置；

其中，

所述鏡面反射單元，固定設(shè)置于所檢測(cè)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外表面，能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步運(yùn)動(dòng)；

所述光源和光敏元件，分別設(shè)置在所述球磨機(jī)外部與所述反射單元運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的位置，所述光源的發(fā)光能經(jīng)所述轉(zhuǎn)筒上的鏡面反射單元反射給所述光敏元件，所述光敏元件能接收所述鏡面反射單元反射所述光源的光信號(hào)，并能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將與所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)速信息對(duì)應(yīng)的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光敏元件輸出電壓；

所述采樣處理裝置，分別與所述光敏元件的電壓輸出端和所述檢測(cè)處理裝置電氣連接，能對(duì)所述光敏元件的輸出電壓進(jìn)行采樣，并檢測(cè)得出單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)，利用所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)計(jì)算得出所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)周期；

所述檢測(cè)處理裝置，與所述非正常狀態(tài)處理裝置電氣連接，能根據(jù)工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期中的任一參數(shù)的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)；

所述非正常狀態(tài)處理裝置，能根據(jù)所述檢測(cè)處理裝置確定的所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣處理裝置包括：

采樣裝置、計(jì)數(shù)裝置和信號(hào)處理裝置；其中，所述采樣裝置，分別與所述計(jì)數(shù)裝置和信號(hào)處理裝置電氣連接，能在預(yù)設(shè)的采樣周期Ts對(duì)所述光敏元件輸出電壓進(jìn)行采樣，輸出每個(gè)采樣點(diǎn)處所述光敏元件輸出電壓的幅值；

所述計(jì)數(shù)裝置，能根據(jù)所述采樣裝置采樣后輸出的每個(gè)采樣點(diǎn)處所述光敏元件輸出電脈沖的幅值，計(jì)算得出單位時(shí)間T內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；

所述信號(hào)處理裝置，能根據(jù)計(jì)算得出的單位時(shí)間T內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)，通過(guò)第一公式 計(jì)算得出所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速n，該第一公式中，T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；通過(guò)第二公式計(jì)算得出所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω，該第二公式中，n表示所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速，T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；以及通過(guò)第三公式計(jì)算得出所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω，該第三公式中，n表示所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速，T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的系統(tǒng)，其特征在于，所述非正常狀態(tài)處理裝置內(nèi)設(shè)置報(bào)警電路和/或自控電路，所述報(bào)警電路能對(duì)非正常工作狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警，所述自控電路能在非正常工作狀態(tài)時(shí)對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

說(shuō)明書： 用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法及系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)[0002] 在現(xiàn)有的球磨機(jī)設(shè)備工作環(huán)境中，為了提高生產(chǎn)的效率以及減少更換球磨機(jī)內(nèi)壁襯板的成本，需要根據(jù)球磨機(jī)的工作狀態(tài)，通過(guò)調(diào)節(jié)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程。球磨機(jī)

的工作狀態(tài)可以分為低轉(zhuǎn)速(角速度ω<ω1)狀態(tài)、正常轉(zhuǎn)速(角速度ω1≤ω≤ω2)狀態(tài)和

高轉(zhuǎn)速(角速度ω>ω2)狀態(tài)。圖1至圖3為球磨機(jī)三種工作狀態(tài)的示意圖，包括了研磨介質(zhì)

球(以下簡(jiǎn)稱介質(zhì)球10)的起拋點(diǎn)和落點(diǎn)以及滑落物料20形成的物料線30。由物理知識(shí)，在

球磨機(jī)內(nèi)物料體積一定的前提下，介質(zhì)球的落點(diǎn)與物料線的位置都是球磨機(jī)轉(zhuǎn)速ω的函

數(shù)。實(shí)際生產(chǎn)中，企業(yè)希望球磨機(jī)總是處于正常轉(zhuǎn)速狀態(tài)，在正常狀態(tài)下，介質(zhì)球起拋點(diǎn)高，

撞擊發(fā)生在物料線附近的下方，即主要撞擊在物料上，動(dòng)能大，研磨效果最好。當(dāng)球磨機(jī)處

于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)，撞擊發(fā)生在物料線下方較遠(yuǎn)的位置，此時(shí)介質(zhì)球起拋點(diǎn)很低或主要滾動(dòng)

在物料中，無(wú)法使物料得到充分研磨，生產(chǎn)效率低。當(dāng)球磨機(jī)處于高轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)，介質(zhì)球起

拋點(diǎn)更高，撞擊發(fā)生在物料線的上方，即研磨介質(zhì)球主要撞擊在襯板上，不僅研磨效率低，

更重要的是會(huì)損壞襯板。

[0003] 目前國(guó)內(nèi)球磨機(jī)的工作狀態(tài)的主要通過(guò)工人監(jiān)聽來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)不同工作狀態(tài)下介質(zhì)球發(fā)生撞擊的音色不同對(duì)工作狀態(tài)加以區(qū)分。該方法不僅消耗人力，而且不能實(shí)現(xiàn)

全天候自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 基于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法及系統(tǒng)，能解決現(xiàn)有以工人監(jiān)聽來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)球磨機(jī)的工作狀態(tài)，不

僅消耗人力，而且不能實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控的問(wèn)題。

[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：[0006] 本發(fā)明實(shí)施方式提供一種用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法，包括：

[0007] 在球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外表面固定設(shè)置鏡面反射單元，所述鏡面反射單元能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步運(yùn)動(dòng)；在所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外部設(shè)置與所述反射單元運(yùn)動(dòng)軌跡

對(duì)應(yīng)的光源和光敏元件，所述光源的發(fā)光能經(jīng)所述轉(zhuǎn)筒上的鏡面反射單元反射給所述光敏

元件，所述光敏元件能接收所述反射單元反射所述光源的光信號(hào)，并能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將與

所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)速信息對(duì)應(yīng)的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光敏元件輸出電壓；

[0008] 檢測(cè)得出單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)計(jì)算得出工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速

度和轉(zhuǎn)動(dòng)周期；

[0009] 根據(jù)計(jì)算得出的工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期中的任一參數(shù)的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并在當(dāng)前工作

狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

[0010] 本發(fā)明實(shí)施方式還提供一種用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述的方法，包括：

[0011] 鏡面反射單元、光源、光敏元件、采樣處理裝置、檢測(cè)處理裝置和非正常狀態(tài)處理裝置；其中，

[0012] 所述鏡面反射單元，固定設(shè)置于所檢測(cè)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外表面，能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步運(yùn)動(dòng)；

[0013] 所述光源和光敏元件，分別設(shè)置在所述球磨機(jī)外部與所述反射單元運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的位置，所述光源的發(fā)光能經(jīng)所述轉(zhuǎn)筒上的鏡面反射單元反射給所述光敏元件，所述光敏

元件能接收所述鏡面反射單元反射所述光源的光信號(hào)，并能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將與所述球磨機(jī)

轉(zhuǎn)速信息對(duì)應(yīng)的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光敏元件輸出電壓；

[0014] 所述采樣處理裝置，分別與所述光敏元件的電壓輸出端和所述檢測(cè)處理裝置電氣連接，能對(duì)所述光敏元件的輸出電壓進(jìn)行采樣，并檢測(cè)得出單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出

電壓的上升沿的總數(shù)，利用所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)計(jì)算得出所述球磨機(jī)的

轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)周期；

[0015] 所述檢測(cè)處理裝置，與所述非正常狀態(tài)處理裝置電氣連接，能根據(jù)工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期中的任一參數(shù)的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確

定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)；

[0016] 所述非正常狀態(tài)處理裝置，能根據(jù)所述檢測(cè)處理裝置確定的所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

[0017] 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法及系統(tǒng)，其有益效果為：

[0018] 通過(guò)在球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒上設(shè)置鏡面反射單元，并在反射單元運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)筒外部位置設(shè)置光源和光敏元件，實(shí)現(xiàn)非接觸式光電轉(zhuǎn)換對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行測(cè)速，在不影響生產(chǎn)的

情況下通過(guò)對(duì)球磨機(jī)實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)速，進(jìn)而檢測(cè)出球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，對(duì)

非正常工作狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行處理，如報(bào)警由人工調(diào)速，或自動(dòng)調(diào)速等。相比人工監(jiān)測(cè)球磨機(jī)工

作狀態(tài)的方式，不僅能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)，也能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)及準(zhǔn)確的檢測(cè)。

附圖說(shuō)明[0019] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本

領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他

附圖。

[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的球磨機(jī)工作狀態(tài)的低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)示意圖；[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的球磨機(jī)工作狀態(tài)的正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)示意圖；[0022] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的球磨機(jī)工作狀態(tài)的高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)示意圖；[0023] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法的流程圖；

[0024] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)方法的一種系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；[0025] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)方法的另一種系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；[0026] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速的臨界工作狀態(tài)下光敏元件輸出電壓波形示意圖；

[0027] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速與高轉(zhuǎn)速的臨界工作狀態(tài)下光敏元件輸出電壓波形示意圖；

[0028] 圖中各標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件為：1?鏡面反射單元；2?光源；3?光敏元件；4?采樣處理裝置；5?檢測(cè)處理裝置；6?非正常狀態(tài)處理裝置；7?球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外表面；8?光源和光敏元件

的支架；A?光源與光敏元件的防護(hù)罩；B?光路。

具體實(shí)施方式[0029] 下面結(jié)合本發(fā)明的具體內(nèi)容，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明

的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，

都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明實(shí)施例中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員

公知的現(xiàn)有技術(shù)。

[0030] 如圖4所示，本發(fā)明一種用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法，以非接觸式光電測(cè)速方式，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)球磨機(jī)工作狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行報(bào)警和/或調(diào)控球

磨機(jī)轉(zhuǎn)速，使其處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的方法，包括：

[0031] 在球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外表面固定設(shè)置鏡面反射單元，所述鏡面反射單元能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步運(yùn)動(dòng)；在所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外部設(shè)置與所述反射單元運(yùn)動(dòng)軌跡

對(duì)應(yīng)的光源和光敏元件，所述光源的發(fā)光能經(jīng)所述轉(zhuǎn)筒上的鏡面反射單元反射給所述光敏

元件，所述光敏元件能接收所述反射單元反射所述光源的光信號(hào)，并能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將與

所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)速信息對(duì)應(yīng)的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光敏元件輸出電壓；

[0032] 檢測(cè)得出單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)計(jì)算得出工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速

度和轉(zhuǎn)動(dòng)周期；

[0033] 根據(jù)計(jì)算得出的工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期中的任一參數(shù)的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并在當(dāng)前工作

狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

[0034] 上述方法中，在球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外表面固定設(shè)置鏡面反射單元，所述反射單元能隨所述轉(zhuǎn)筒同步運(yùn)動(dòng)包括：

[0035] 在所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的弧形外表面的任一位置固定設(shè)置鏡面反射單元(參見圖5)，所述鏡面反射單元能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒的弧形外表面繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步運(yùn)動(dòng)；

[0036] 或者，在所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的任一側(cè)表面偏離軸心的任一位置固定設(shè)置鏡面反射單元(參見圖6)，所述鏡面反射單元能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒的側(cè)外表面繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步

運(yùn)動(dòng)。

[0037] 優(yōu)選的，光源和光敏元件均可設(shè)置防護(hù)罩，這樣光源能發(fā)射指向性更強(qiáng)的光，光敏元件也能更好的接收發(fā)射的光。優(yōu)選的，光源本身可采樣指向性強(qiáng)的光源。

[0038] 上述方法中，在所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外部設(shè)置與所述鏡面反射單元運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的光源和光敏元件，所述光源的發(fā)光能經(jīng)所述轉(zhuǎn)筒上的鏡面反射單元反射給所述光敏元件，

所述光敏元件能接收所述鏡面反射單元反射所述光源的光信號(hào)，并能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將與所

述球磨機(jī)轉(zhuǎn)速信息對(duì)應(yīng)的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光敏元件輸出電壓包括：

[0039] 所述光敏元件的接收信號(hào)為：x(t)＝s(t?τ)+n(t)；式中，x(t)為t時(shí)刻光敏元件的接收信號(hào)；τ為光在傳播過(guò)程中的延時(shí)；s(t?τ)為光源照射鏡面反射單元或球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒外表

面產(chǎn)生反射時(shí)光敏元件的接收信號(hào)；n(t)為噪聲，表示環(huán)境中的光源干擾產(chǎn)生的信號(hào)與電

路中的熱噪聲之和；當(dāng)t時(shí)刻光源照射到鏡面反射單元時(shí)，s(t?τ)取到較大值；當(dāng)t時(shí)刻光源

照射到球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒時(shí)，s(t?τ)取到較小值，所述光敏元件輸出電壓為具有上升沿的周期性

電壓波形。這樣，隨著球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，光敏元件能輸出具有上升沿周期性的輸出電壓波

形。

[0040] 由于光源比環(huán)境光的強(qiáng)度高，故噪聲相對(duì)于光敏元件理論輸出極小，可忽略不計(jì)。同時(shí)，當(dāng)光照射到鏡面反射單元上時(shí)，產(chǎn)生的是鏡面反射，無(wú)漫反射，而當(dāng)光照射到球磨機(jī)

轉(zhuǎn)筒外表面時(shí)，由于轉(zhuǎn)筒外表面粗糙，產(chǎn)生的是漫反射，無(wú)鏡面反射。同時(shí)對(duì)相同的光源，鏡

面反射的反射光強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于漫反射的反射光強(qiáng)度。因此，當(dāng)t時(shí)刻光源照射到反射單元

時(shí)，s(t?τ)取到較大值；當(dāng)t時(shí)刻光源照射到球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒時(shí)，s(t?τ)取到較小值。光敏元件的

輸出電脈沖波形示意如圖7、8所示，其中，圖7示意了球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒正常轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速工作

狀態(tài)下(n＝n1,ω＝ω1,Tω＝T1)的臨界工作狀態(tài)下光敏元件輸出電壓的波形；圖8示意了球

磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒正常轉(zhuǎn)速與高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)下(n＝n2,ω＝ω2,Tω＝T2)的臨界工作狀態(tài)下光敏

元件輸出電壓的波形。

[0041] 上述方法中，檢測(cè)得出單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)為：[0042] 以設(shè)定的采樣周期Ts對(duì)所述光敏元件輸出電壓進(jìn)行采樣，從采樣結(jié)果中記錄得到單位時(shí)間T內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)N；

[0043] 所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速 其中T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；

[0044] 所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 其中n表示轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速，T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；

[0045] 所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期 其中n表示轉(zhuǎn)速，T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)。

[0046] 上述方法中，所述光敏元件輸出電壓的上升沿通過(guò)以下方式確定：[0047] 若計(jì)算第i個(gè)采樣點(diǎn)與上一個(gè)采樣點(diǎn)的電脈沖的電壓差值δi大于預(yù)設(shè)的電壓閾值δ0，即δi≥δ0，則確認(rèn)該采樣點(diǎn)為光敏元件輸出電壓的上升沿，該光敏元件輸出電壓的上升

沿對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)序號(hào)為i。

[0048] 上述方法中，根據(jù)計(jì)算得出的工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期中的任一參數(shù)的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并

在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理包括：

[0049] (1)以所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理，方式如下：

[0050] 預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定為n1≤n≤n2，將所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速按照工作狀態(tài)的不同劃分為三個(gè)集合：

[0051] X高速＝{n|n>n2}[0052] X正常＝{n|n1≤n≤n2}[0053] X低速＝{n|n[0054] 計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際測(cè)得的所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速n，若轉(zhuǎn)速n∈X正常則確定所述球磨機(jī)處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速；若轉(zhuǎn)速n∈X高速，則確定所述球磨機(jī)處于高

轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或降低轉(zhuǎn)速的處理；若轉(zhuǎn)速n∈X低速，則確定所述球磨機(jī)處

于低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或提高轉(zhuǎn)速的處理；

[0055] (2)以所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理，方式

如下：

[0056] 預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度范圍設(shè)定為ω1≤ω≤ω2，將所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度按照工作狀態(tài)的不同劃分為三個(gè)集合：

[0057] Y高速＝{ω|ω>ω2}[0058] Y正常＝{ω|ω1≤ω≤ω2}[0059] Y低速＝{ω|ω<ω1}；[0060] 計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際測(cè)得的所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω，若轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω∈Y正常則確定所述球磨機(jī)處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速；若轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω∈Y高速，則

確定所述球磨機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或降低轉(zhuǎn)速的處理；若轉(zhuǎn)動(dòng)角速度

ω∈Y低速，則確定所述球磨機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或提高轉(zhuǎn)速的處理；

[0061] (3)以所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，并在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理，方式如

下：

[0062] 預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的范圍設(shè)定內(nèi)T1≤Tω≤T2，將所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期按照工作狀態(tài)的不同劃分為三個(gè)集合：

[0063] Z高速＝{Tω|Tω[0064] Z正常＝{Tω|T1≤Tω≤T2}[0065] Z低速＝{Tω|Tω>T2}；[0066] 計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際測(cè)得的所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω，若轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω∈Z正常則確定所述球磨機(jī)處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速；若轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω∈Z高速，則確定

所述球磨機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或降低轉(zhuǎn)速的處理；若轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω∈

Z低速，則確定所述球磨機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警和/或提高轉(zhuǎn)速的處理。

[0067] 上述方法中，預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定為n1≤n≤n2是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積累的先驗(yàn)知識(shí)，將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)

筒的轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定為n1≤n≤n2；

[0068] 預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度范圍設(shè)定為ω1≤ω≤ω2，是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積累的先驗(yàn)知識(shí)，將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒

的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度范圍設(shè)定為ω1≤ω≤ω2；

[0069] 預(yù)先將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的范圍設(shè)定為T1≤Tω≤T2，是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積累的先驗(yàn)知識(shí)，將所檢測(cè)球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒

的轉(zhuǎn)動(dòng)周期的范圍設(shè)定為T1≤Tω≤T2。

[0070] 參見圖5、6，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述的方法，包括：

[0071] 鏡面反射單元、光源、光敏元件、采樣處理裝置、檢測(cè)處理裝置和非正常狀態(tài)處理裝置；其中，

[0072] 所述鏡面反射單元，固定設(shè)置于所檢測(cè)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒外表面，能隨轉(zhuǎn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)筒繞該轉(zhuǎn)筒的軸心同步運(yùn)動(dòng)；

[0073] 所述光源和光敏元件，分別設(shè)置在所述球磨機(jī)外部與所述反射單元運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的位置，所述光源的發(fā)光能經(jīng)所述轉(zhuǎn)筒上的鏡面反射單元反射給所述光敏元件，所述光敏

元件能接收所述鏡面反射單元反射所述光源的光信號(hào)，并能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將與所述球磨機(jī)

轉(zhuǎn)速信息對(duì)應(yīng)的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光敏元件輸出電壓；

[0074] 所述采樣處理裝置，分別與所述光敏元件的電壓輸出端和所述檢測(cè)處理裝置電氣連接，能對(duì)所述光敏元件的輸出電壓進(jìn)行采樣，并檢測(cè)得出單位時(shí)間內(nèi)所述光敏元件輸出

電壓的上升沿的總數(shù)，利用所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)計(jì)算得出所述球磨機(jī)的

轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)周期；

[0075] 所述檢測(cè)處理裝置，與所述非正常狀態(tài)處理裝置電氣連接，能根據(jù)工作時(shí)所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期中的任一參數(shù)的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，確

定所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)；

[0076] 所述非正常狀態(tài)處理裝置，能根據(jù)所述檢測(cè)處理裝置確定的所檢測(cè)球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，在當(dāng)前工作狀態(tài)為非正常工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

[0077] 優(yōu)選的，光源和光敏元件均可設(shè)置防護(hù)罩，這樣光源能發(fā)射指向性更強(qiáng)的光，光敏元件也能更好的接收發(fā)射的光。優(yōu)選的，光源本身可采樣指向性強(qiáng)的光源。

[0078] 上述系統(tǒng)中，采樣處理裝置包括：采樣裝置、計(jì)數(shù)裝置和信號(hào)處理裝置；[0079] 其中，所述采樣裝置，分別與所述計(jì)數(shù)裝置和信號(hào)處理裝置電氣連接，能在預(yù)設(shè)的采樣周期Ts對(duì)所述光敏元件輸出電壓進(jìn)行采樣，輸出每個(gè)采樣點(diǎn)處所述光敏元件輸出電壓

的幅值；

[0080] 所述計(jì)數(shù)裝置，能根據(jù)所述采樣裝置采樣后輸出的每個(gè)采樣點(diǎn)處所述光敏元件輸出電脈沖的幅值，計(jì)算得出單位時(shí)間T內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；

[0081] 所述信號(hào)處理裝置，能根據(jù)計(jì)算得出的單位時(shí)間T內(nèi)所述光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)，通過(guò)第一公式 計(jì)算得出所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速n，該第一公式中，T表示單

位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；通過(guò)第二公式

計(jì)算得出所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω，該第二公式中，n表示所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速，T表示

單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)；以及通過(guò)第三公式

計(jì)算得出所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω，該第三公式中，n表示所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)

速，T表示單位時(shí)間，N表示單位時(shí)間內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)。

[0082] 上述系統(tǒng)中，非正常狀態(tài)處理裝置內(nèi)設(shè)置報(bào)警電路和/或自控電路，所述報(bào)警電路能對(duì)非正常工作狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警，所述自控電路能在非正常工作狀態(tài)時(shí)對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)

節(jié)。

[0083] 本發(fā)明的方法及系統(tǒng)通過(guò)非接觸的光電測(cè)速方式測(cè)出球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而計(jì)算得出轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)周期，利用轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期中的任一參數(shù)，計(jì)

算得出球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)前工作狀態(tài)的不同，向報(bào)警電路輸出不同的信號(hào)，控

制報(bào)警器通過(guò)光、聲等形式向工人報(bào)警，提醒工人改變球磨機(jī)工作速度，也可以通過(guò)自控電

路對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行調(diào)速，使其恢復(fù)至正常工作狀態(tài)。

[0084] 下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例具體作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。[0085] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種用非接觸式測(cè)速實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)的方法，如圖4所示，該方法主要包括如下步驟：

[0086] 步驟S1：在球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒外表面設(shè)置鏡面反射單元，在球磨機(jī)外部合適的位置設(shè)置方向性較強(qiáng)光源與光敏元件，利用光敏元件將球磨機(jī)轉(zhuǎn)速信息通過(guò)光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光敏元件

輸出電壓。

[0087] 本步驟完成信號(hào)形式的轉(zhuǎn)化，將反應(yīng)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為便于處理的光敏元件輸出電壓，為后續(xù)處理提供便利。在球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒外表面設(shè)置鏡面反射單元，在球

磨機(jī)外部適宜的位置設(shè)置方向性較強(qiáng)光源與光敏元件，可選的方案包括但不限于圖4、5所

示的兩種方案。設(shè)光敏元件接收的信號(hào)如下：

[0088] x(t)＝s(t?τ)+n(t)[0089] 其中，x(t)為t時(shí)刻光敏元件接收信號(hào)，τ代表光在傳播過(guò)程中的延時(shí)，s(t?τ)為光源照射鏡面反射單元或球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒外表面產(chǎn)生反射時(shí)光敏元件的接收信號(hào)，n(t)為環(huán)境中

的光源干擾產(chǎn)生的信號(hào)與電路中的熱噪聲之和，統(tǒng)稱為噪聲。

[0090] 由于光源比環(huán)境光的強(qiáng)度高，故噪聲相對(duì)于光敏元件理論輸出極小，可忽略不計(jì)。同時(shí)，當(dāng)光照射到鏡面反射單元上時(shí)，產(chǎn)生的是鏡面反射，無(wú)漫反射，而當(dāng)光照射到球磨機(jī)

轉(zhuǎn)筒外表面時(shí)，由于轉(zhuǎn)筒外表面粗糙，產(chǎn)生的是漫反射，無(wú)鏡面反射。同時(shí)對(duì)相同的光源，鏡

面反射的反射光強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于漫反射的反射光強(qiáng)度。因此，當(dāng)t時(shí)刻光源照射到鏡面反射單

元時(shí)，s(t?τ)取到較大值；當(dāng)t時(shí)刻光源照射到球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒時(shí)，s(t?τ)取到較小值。光敏元件

的輸出電壓波形示意圖如圖7、8所示。

[0091] 步驟S2：檢測(cè)單位時(shí)間光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)，通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)計(jì)算球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期；

[0092] 利用采樣設(shè)備，在足夠小的采樣周期Ts下對(duì)光敏元件的輸出電流進(jìn)行采樣。設(shè)置電壓閾值δ0，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)光敏元件輸出電壓的上升沿的總數(shù)N。光敏元件輸出電壓的上

升沿的計(jì)算方法為：對(duì)第i個(gè)采樣點(diǎn)，依次計(jì)算第i個(gè)采樣點(diǎn)與上一個(gè)采樣點(diǎn)的電壓差值δi，

若δi≥δ0，則稱該點(diǎn)為光敏元件輸出電壓的上升沿，并記錄此時(shí)的采樣點(diǎn)序號(hào)i，記錄上升沿

的總數(shù)N。

[0093] 在采樣的單位時(shí)間T中，可認(rèn)為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，[0094] 則球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速為：[0095] 球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為：[0096] 球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為：[0097] 步驟S3：根據(jù)步驟S2經(jīng)非接觸測(cè)量和計(jì)算得出的工作時(shí)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期中的任一參數(shù)的實(shí)際值與正常值的大小關(guān)系，檢測(cè)球磨機(jī)設(shè)備的工作

狀態(tài)，對(duì)非正常工作狀態(tài)進(jìn)行對(duì)應(yīng)測(cè)量，如進(jìn)行非正常工作狀態(tài)報(bào)警和/或自動(dòng)對(duì)球磨機(jī)進(jìn)

行調(diào)速。

[0098] 圖1至圖3為球磨機(jī)三種工作狀態(tài)的示意圖，三種工作狀態(tài)通過(guò)介質(zhì)球落點(diǎn)與物料線的相對(duì)關(guān)系確定。當(dāng)介質(zhì)球落點(diǎn)位于物料線稍下方，為正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)；當(dāng)介質(zhì)球落點(diǎn)

在物料線下方很遠(yuǎn)，為低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)；當(dāng)介質(zhì)球落點(diǎn)在物料線上方，為高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)。

由物理知識(shí)可知，介質(zhì)球的落點(diǎn)與物料線位置都是球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速的函數(shù)，在每一個(gè)滾筒

轉(zhuǎn)速條件下，都有一個(gè)相應(yīng)的介質(zhì)球落點(diǎn)與物料線的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

[0099] 由以上分析，提供三種方法進(jìn)行球磨機(jī)工作狀態(tài)的檢測(cè)。[0100] 方式一：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積累的先驗(yàn)知識(shí)，將球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速確定在一定范圍內(nèi)，設(shè)正常工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速范圍為n1≤n≤n2，則可將球磨機(jī)轉(zhuǎn)

筒轉(zhuǎn)速按照工作狀態(tài)的不同劃分為三個(gè)集合：

[0101] X高速＝{n|n>n2}[0102] X正常＝{n|n1≤n≤n2}[0103] X低速＝{n|n[0104] 計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中以非接觸電磁感應(yīng)實(shí)際測(cè)得的球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速n，若n∈X正常則球磨機(jī)處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速即可；若n∈X高速，則球磨機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工作狀

態(tài)，需要降低轉(zhuǎn)速；若n∈X低速，則球磨機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，需要提高轉(zhuǎn)速。

[0105] 方式二：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積累的先驗(yàn)知識(shí)，將球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度確定在一定范圍內(nèi)，設(shè)正常工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度范圍為ω1≤ω≤ω2，

則可將球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度按照工作狀態(tài)的不同劃分為三個(gè)集合：

[0106] Y高速＝{ω|ω>ω2}[0107] Y正常＝{ω|ω1≤ω≤ω2}[0108] Y低速＝{ω|ω<ω1}[0109] 計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中以非接觸電磁感應(yīng)實(shí)際測(cè)得的球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω，若ω∈Y正常則球磨機(jī)處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速即可；若ω∈Y高速，則球磨機(jī)處于高轉(zhuǎn)

速工作狀態(tài)，需要降低轉(zhuǎn)速；若ω∈Y低速，則球磨機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，需要提高轉(zhuǎn)速。

[0110] 方式三：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中積累的先驗(yàn)知識(shí)，將球磨機(jī)正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期確定在一定范圍內(nèi)，設(shè)正常工作的轉(zhuǎn)動(dòng)周期范圍為T1≤Tω≤T2，則可將轉(zhuǎn)動(dòng)周期按照

工作狀態(tài)的不同劃分為三個(gè)集合：

[0111] Z高速＝{Tω|Tω[0112] Z正常＝{Tω|T1≤Tω≤T2}[0113] Z低速＝{Tω|Tω>T2}[0114] 計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中以非接觸電磁感應(yīng)實(shí)際測(cè)得的球磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)周期Tω，若Tω∈Z正常則球磨機(jī)處于正常轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速即可；若Tω∈Z高速，則球磨機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工作

狀態(tài)，需要降低轉(zhuǎn)速；若Tω∈Z低速，則球磨機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，需要提高轉(zhuǎn)速。

[0115] 綜上，本發(fā)明通過(guò)非接觸光電測(cè)速得出球磨機(jī)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)周期，利用這些參數(shù)中的任一個(gè)均能獲取球磨機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)前工作狀態(tài)的不同，

向報(bào)警電路輸出不同的信號(hào)，控制報(bào)警器通過(guò)光、聲等形式向工人報(bào)警，提醒工人改變球磨

機(jī)工作速度，進(jìn)一步也可以通過(guò)自控電路控制根據(jù)當(dāng)前工作狀態(tài)對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行調(diào)速。

[0116] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，

都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范

圍為準(zhǔn)。

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