一種振動篩處理量實時檢測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種振動篩處理量實時檢測系統(tǒng)，還涉及一種振動篩處理量實時檢測 方法，屬于振動篩篩分技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 振動篩作為選煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，對振動篩的處理量進行實時檢測，保證 其在合理范圍內(nèi)運行，有利于選煤作業(yè)的順利進行，提高選煤效率，且能指導(dǎo)選煤廠生產(chǎn)線 的工藝參數(shù)優(yōu)化或調(diào)整，并可以根據(jù)當(dāng)前處理量實現(xiàn)振動篩的運行狀態(tài)調(diào)控。
[0003] 根據(jù)國家機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9022-2012(振動篩設(shè)計規(guī)范），傳統(tǒng)振動篩處理量計 算時，通常根據(jù)一般礦料篩分理論流量法，依據(jù)如下經(jīng)驗公式計算：
[0004] Q = 3600 ?b'h'v· γ (I)
[0005] 式（I)中，Q為小時處理量，單位t/h; b為振動篩篩機寬度，單位m; h為物料層平均高 度，單位m; V為物料流速度，單位m/s;r為物料堆密度(單位體積質(zhì)量），單位t/m3。
[0006] 振動篩在工作過程中，物料層高度h、物料流速度V和物料堆密度r都無法準(zhǔn)確定 量，進而無法給出振動篩處理量的精確值。如果振動篩的處理量發(fā)生小范圍變化，單純依靠 經(jīng)驗公式是無法進行準(zhǔn)確估算的，最終影響選煤廠其它作業(yè)進程，降低選煤效率。此外，利 用這種方式進行振動篩處理量的估算，需要大量人力物力，增加了選煤車間工人的勞動強 度，經(jīng)濟性較差，且不宜實時檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種振動篩處理量實時檢測系統(tǒng) 及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中處理量人工測量方法精確度差、經(jīng)濟效果差的技術(shù)問題。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種振動篩處理量實時檢測系統(tǒng)，包括加速 度檢測模塊、力檢測模塊、信號采集卡和計算機;所述加速度檢測模塊與信號采集卡電連 接，用于檢測振動篩篩體中部豎直方向加速度;所述力檢測模塊與信號采集卡電連接，用于 檢測振動篩受到隔振彈簧豎直方向的支撐力;所述信號采集卡與計算機電連接，用于采集 加速度信號和力信號上傳給計算機進行處理。
[0009] 進一步的，所述加速度檢測模塊包括加速度傳感器，所述加速度傳感器通過磁座 固定于振動篩篩體中部。
[0010]進一步的，所述力檢測模塊包括四個力傳感器，四個所述力傳感器分別設(shè)于振動 篩四角的隔振彈簧與振動篩機座連接處。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種振動篩處理量實時檢測方法，包括以下步驟：
[0012] 步驟一，采集振動篩中部豎直方向的加速度時域信號a，采集振動篩受到隔振彈簧 支撐的力時域信號FhF^F3和F 4;
[0013] 步驟二，對加速度和力時域信號進行時域分析，得到加速度的幅值ElQ、力的幅值分 別為 FlQ、F2Q、F3()和 F40;
[0014] 步驟三，對加速度進行傅里葉變換頻域分析，得到振動篩的工作頻率f;
[0015] 步驟四，根據(jù)振動篩技術(shù)參數(shù)，包括振動篩振動方向角Θ、偏心塊組數(shù)n、偏心塊質(zhì) 量mo、偏心距r和篩體質(zhì)量M，利用牛頓第二定律建立振動篩工作過程中的受力模型：
[0017] 其中m為振動篩處理量；
[0018]步驟五，由公式(2)得到振動篩處理量為
[0020]進一步的，所述步驟一中加速度和力信號同時采集。
[0021 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：
[0022] 1、本發(fā)明的方法通過實時采集振動篩和物料工作過程中的加速度和受力，根據(jù)相 應(yīng)公式可以準(zhǔn)確計算出振動篩的處理量，精確度高，解決了傳統(tǒng)經(jīng)驗公式進行振動篩處理 量估算不準(zhǔn)確的問題，降低因處理量估算不準(zhǔn)確影響選煤廠其它工藝參數(shù)的可能性，提高 了選煤效率。
[0023] 2、本發(fā)明系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集和處理由計算機自動完成，具有操作簡單、精度高和 經(jīng)濟效果好的優(yōu)點，解決傳統(tǒng)估算方法需要大量人力物力、經(jīng)濟性較差的問題，一定程度上 解放了選煤車間工人的勞動力，提升選煤過程自動化程度，提高了選煤效益。
[0024] 3、本發(fā)明能夠?qū)φ駝雍Y處理量進行實時精確檢測，可用于指導(dǎo)選煤廠生產(chǎn)線的工 藝參數(shù)優(yōu)化或調(diào)整，并根據(jù)當(dāng)前處理量可以實現(xiàn)振動篩的運行狀態(tài)調(diào)控，具有廣泛的市場 應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明振動篩處理量實時檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明振動篩處理量實時檢測方法的流程圖；
[0027]圖3是本發(fā)明振動篩工作過程中的受力數(shù)據(jù)模型。
[0028] 圖中：1、振動篩;2、加速度傳感器;3、力傳感器;4、隔振彈簧;5、信號采集卡;6、計 算機。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0030] 本發(fā)明提供了一種振動篩處理量實時檢測方法，如圖2所示，包括以下步驟：
[0031] 步驟一，采集振動篩中部豎直方向的加速度時域信號a，采集振動篩受到隔振彈簧 豎直方向的力時域信號FhF^FdPF4;
[0032] 利用加速度傳感器檢測振動篩在豎直方向的加速度時域信號a = a(t)，利用振動 篩四角的力傳感器檢測振動篩在豎直方向受力，力時域信號分別為F1 = F1 (t)，……F4 = F4 ⑴；
[0033] 步驟二，對加速度和力時域信號進行時域分析，得到加速度的幅值ao、力的幅值 Fl0、F20、F30 和 F40;
[0034] 步驟三，對加速度進行傅立葉變換頻域分析，得到振動篩的工作頻率f;
[0035] 由傅立葉變換公式：
得到頻域信號振動篩的實際工作頻 率f;
[0036] 步驟四，根據(jù)振動篩技術(shù)參數(shù)，包括振動篩振動方向角Θ、偏心塊組數(shù)n、偏心塊質(zhì) 量mo、偏心距r和篩體質(zhì)量M，利用牛頓第二定律建立振動篩和振動篩處理量工作過程中的 受力模型：
丨.
[0038] 其中m為振動篩處理量；
[0039]利用牛頓第二定律建立振動篩工作過程中的受力模型，如圖3所示，振動篩和物料 在豎直方向受到隔振彈簧的力和偏心力而產(chǎn)生加速度a，首先分析隔振彈簧的力，振動篩篩 體四角受到的力分別為F1Q、F2Q、F3Q和F4Q，其平均力為
然后分析偏心 力，根據(jù)振動篩的技術(shù)參數(shù)可知振動篩振動方向角Θ、偏心塊組數(shù)η、偏心塊質(zhì)量mo,偏心距r 和篩體質(zhì)量M，偏心力在豎直方向的分量可知為nmor ω 2sin9,在結(jié)合公式ω =2iif，可得偏心 力在豎直方向的分量為nm〇r(23if)2sin0，最后根據(jù)牛頓第二定律F = ma，可得
其中m為物料的質(zhì)量，也即振動篩的 處理量；
[0040]步驟五，由公式(2)得到振動篩處理量為
[0042] 進一步的，所述步驟一中加速度和力信號同時采集。
[0043] 本發(fā)明的方法通過實時采集振動篩和物料工作過程中的加速度和受力，根據(jù)相應(yīng) 公式可以準(zhǔn)確計算出振動篩的處理量，精確度高，解決了傳統(tǒng)經(jīng)驗公式進行振動篩處理量 估算不準(zhǔn)確的問題，降低因處理量估算不準(zhǔn)確影響選煤廠其它工藝參數(shù)的可能性，提高了 選煤效率。
[0044] 根據(jù)以上所述方法，本發(fā)明還提供了一種振動篩處理量實時檢測系統(tǒng)，如圖1所 示，包括加速度檢測模塊、力檢測模塊、信號采集卡5和計算機6;所述加速度檢測模塊與信 號采集卡5連接，用于檢測振動篩篩體中部豎直方向加速度;所述力檢測模塊與信號采集卡 5電連接，用于檢測振動篩受到隔振彈簧豎直方向的支撐力;所述信號采集卡5與計算機6電 連接，用于采集加速度信號和力信號上傳給計算機6進行處理。
[0045] 進一步的，所述加速度檢測模塊包括加速度傳感器2,所述加速度傳感器2通過磁 座固定于振動篩1篩體中部。
[0046]進一步的，振動篩通常在篩體四角設(shè)有隔振彈簧，因此力檢測模塊包括四個力傳 感器3,四個所述力傳感器3分別設(shè)于振動篩四角的隔振彈簧4與振動篩1機座連接處。
[0047]本發(fā)明系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集和處理由計算機自動完成，具有操作簡單、精度高和經(jīng) 濟性高的優(yōu)點，解決傳統(tǒng)估算方法需要大量人力物力、經(jīng)濟性較差的問題，一定程度上解放 了選煤車間工人的勞動力，提升選煤過程自動化程度，提高了選煤效益。
[0048]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種振動篩處理量實時檢測系統(tǒng)，其特征是，包括加速度檢測模塊、力檢測模塊、信 號采集卡和計算機;所述加速度檢測模塊與信號采集卡電連接，用于檢測振動篩篩體中部 豎直方向加速度;所述力檢測模塊與信號采集卡電連接，用于檢測振動篩受到隔振彈簧豎 直方向的支撐力;所述信號采集卡與計算機電連接，用于采集加速度信號和力信號上傳給 計算機進行處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振動篩處理量實時檢測系統(tǒng)，其特征是，所述加速度檢測 模塊為加速度傳感器，所述加速度傳感器通過磁座固定于振動篩篩體中部。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振動篩處理量實時檢測系統(tǒng)，其特征是，所述力檢測模塊 包括四個力傳感器，四個所述力傳感器分別設(shè)于振動篩四角的隔振彈簧與振動篩機座連接 處。4. 一種振動篩處理量實時檢測方法，其特征是，包括以下步驟： 步驟一，采集振動篩中部豎直方向的加速度時域信號a，采集振動篩受到隔振彈簧支撐 的力時域信號Fi、F2、F3和F4; 步驟二，對加速度和力時域信號進行時域分析，得到加速度的幅值ao、力的幅值分別為 Fl0、F20、F30 和 F40; 步驟三，對加速度進行傅里葉變換頻域分析，得到振動篩的工作頻率f; 步驟四，根據(jù)振動篩技術(shù)參數(shù)，包括振動篩振動方向角Θ、偏心塊組數(shù)η、偏心塊質(zhì)量mo、 偏心距r和篩體質(zhì)量M，利用牛頓第二定律建立振動篩工作過程中的受力模型：I 其中m為振動篩處理量； 步驟五，由公式(2)得到振動篩處理量為5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種振動篩處理量實時檢測方法，其特征是，所述步驟一中加 速度和力?目號同時米集。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種振動篩處理量實時檢測系統(tǒng)，利用加速度傳感器實時檢測篩體中部豎直方向的加速度信號和利用力傳感器實時檢測振動篩受到豎直方向的力信號，信號采集卡實時采集加速度信號和力信號上傳給計算機進行處理。本發(fā)明還公開了一種振動篩處理量實時檢測方法，包括步驟一，實時檢測加速度和力時域信號；步驟二，對加速度和力時域信號進行時域分析得到相應(yīng)幅值；步驟三，對加速度時域信號進行傅立葉變換得到工作頻率；步驟四，分析振動篩工作過程中的受力模型；步驟五，計算得到振動篩實時處理量。本發(fā)明能夠?qū)崟r精準(zhǔn)檢測振動篩處理量，具有自動化程度高、經(jīng)濟性高和精度高的優(yōu)點，可用于指導(dǎo)選煤廠生產(chǎn)線的工藝參數(shù)優(yōu)化或調(diào)整。
【IPC分類】B07B1/42
【公開號】CN105478351
【申請?zhí)枴緾N201610025435
【發(fā)明人】彭利平, 紀(jì)愛敏
【申請人】河海大學(xué)常州校區(qū)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月14日