CN108204844A - 一种球磨机料位检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种球磨机料位检测装置，属于球磨机检测设备技术领域；所要解决的技术问题是提供了一种球磨机料位检测装置，解决了传统球磨机料位检测装置的供电电池存在着电池尺寸大、寿命有限、定期维护及更换难度大的缺点；解决该技术问题采用的技术方案为：一种球磨机料位检测装置，其通过球磨机上设置的压电模块产生压电电压并用蓄电池对电能进行存储实现供电；本发明可广泛应用于球磨机领域。
Description
技术领域
本发明一种球磨机料位检测装置，属于球磨机检测设备技术领域。
背景技术
随着石油和化工工业的发展，大型的滚筒式球磨机得到广泛的应用。为了更好地掌握和调控球磨机的生产过程，料位检测装置在球磨机行业中被大量使用。然而，传统的料位检测装置需要化学电池或蓄电池等供能电池来供电。传统的供能电池由于尺寸大、寿命有限和需要更换等缺点，已经阻碍了料位检测装置的广泛应用。尽管人们运用微机电系统工艺研制了许多不同的微能源器件，譬如微太阳能电池、微锂电池及燃料电池等。微太阳能电池虽然可以实现长期供能，但其受天气、应用场合所限制，而锂电池及燃料电池能量密度较低、寿命有限。
在实际的球磨机料位检测装置中，大量的传感器安装在球磨机筒体外侧随着球磨机一起转动，供电电池也必须安装在球磨机滚筒外壁上，但是这种方法存在很多问题：
(1)由于球磨机工作时的剧烈振动，供电电池无法牢固安装且容易损坏电池；
(2)普通供电电池续航能力有限，不能为传感器持续供电；
(3)供电电池需要定期充电或更换，加大员工工作量，影响效率；
(4)球磨机料位检测装置长时间工作，供电电池消耗大量能量，不符合低碳环保的要求。
发明内容
本发明一种球磨机料位检测装置，克服了现有技术存在的不足，提供一种球磨机料位检测装置，解决了传统球磨机料位检测装置的供电电池存在着电池尺寸大、寿命有限、定期维护及更换难度大的缺点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种球磨机料位检测装置，包括料位检测传感器，其通过球磨机上设置的压电模块产生压电电压并用蓄电池对电能进行存储实现供电。
进一步，所述压电模块包括压电陶瓷采集器、倍压整流电路和储能充电电路，压电陶瓷采集器的输出端与倍压整流电路的输入端相连，倍压整流电路的输出电流经过储能充电电路后进入所述蓄电池。
进一步，所述倍压整流电路采用二倍压电路，即所述被压整流电路的输出电压为输入电压的二倍，所述被压整流电路用于对振动采集到的零散电能进行升压，稳压，最后得到稳定、可控的直流输出。
进一步，所述储能充电电路包括英飞凌公司生产的LTC3588-1芯片，用于使充电电压随着蓄电池充电量的变化而变化，达到为锂蓄电池智能充电的目的。
进一步，所述压电陶瓷采集器设置在所述球磨机的滚筒的外壁上，用于采集球磨机的振动能量。
进一步，所述压电陶瓷采集器包括支架、金属基板、压电单晶片和质量块，支架与所述球磨机的滚筒外壁固定相连，多个压电单晶片设置于金属基板的上下两侧，并与金属基板固定相连，质量块设置在金属基板远离支架的一端，质量块用于调节谐振状态，使得压电陶瓷采集器工作在谐振状态。
进一步，所述压电陶瓷采集器为多个。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
1.本发明有效地解决了球磨机料位检测装置供电难的问题，拓展了球磨机料位检测装置的应用。
2.本发明有效地解决了球磨机料位检测装置供电电池无法连续供电的问题，实现了连续不间断地料位检测。
3.本发明有效地节约了对球磨机料位检测装置供电电池维护的时间和费用。
4.本发明利用球磨机工作时产生的振动能量，没有额外供给能量，节能降耗。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的电路结构示意图。
图2为本发明压电陶瓷采集器的正视结构示意图。
图中，1-支架，2-金属基板，3-压电单晶片，4-质量块。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明一种球磨机料位检测装置，包括料位检测传感器，其通过球磨机上设置的压电模块产生压电电压并用蓄电池对电能进行存储实现供电。
料位检测传感器使用振动传感器和加速度传感器，料位检测传感器与前置放大器相连，将信号进行放大和滤波处理，以提高信号的信噪比，并使信号幅值满足模数转换的量程，最后通过模数转换处理得到最后的数字信号。
压电模块包括压电陶瓷采集器、倍压整流电路和储能充电电路，压电陶瓷采集器的输出端与倍压整流电路的输入端相连，倍压整流电路的输出电流经过储能充电电路后进入蓄电池。
压电陶瓷采集器设置在球磨机的滚筒的外壁上，用于采集球磨机的振动能量，压电陶瓷采集器包括支架1、金属基板2、压电单晶片3和质量块4，支架1与球磨机的滚筒外壁固定相连，多个压电单晶片3设置于金属基板2的上下两侧，并与金属基板2固定相连，质量块4设置在金属基板2远离支架1的一端，质量块4用于调节谐振状态，使得压电陶瓷采集器工作在谐振状态。
压电陶瓷采集器为多个。
倍压整流电路采用二倍压电路，即被压整流电路的输出电压为输入电压的二倍，被压整流电路用于对振动采集到的零散电能进行升压，稳压，最后得到稳定、可控的直流输出。
储能充电电路包括英飞凌公司生产的LTC3588-1芯片，用于使充电电压随着蓄电池充电量的变化而变化，达到为蓄电池智能充电的目的。
下面对本发明实施例做进一步说明。
本实施例中，压电陶瓷采集器作为换能器是用铌镍锆钛酸铅为主要成分的固熔体陶瓷片制作的。压电陶瓷采集器的两面形成电极，极化方向与电极垂直，由于“逆变效应”当压电陶瓷采集器收到机械能作用产生形变时，两个电极上便会产生电能，实现振动机械能向电能的转化。
本实施例中的压电陶瓷采集器按照圆周的排列方式随机地安装在球磨机滚筒壁外侧。滚筒在做圆周运动时桶内钢球总会在某一个方向上对滚筒壁冲击比较大，按照滚筒旋转圆周随机地安装多个压电陶瓷采集器可以在单位时间内转换更多的振动能量。
本实施例中的升压整流电路在压电陶瓷采集器低频振动时，采用二倍压电路，将压电陶瓷采集器产生的电压进行升压。在开始的几个周期内电压并不能真正充至二倍电压，经过几个周期后的累积，输出电压可以近似达到二倍电压，从而在升压整流电路输出端获得近似二倍的输出电压。
本实施例采用的LTC3588-1芯片，该芯片集成了一个低损失全波桥式整流器和一个高效率降压型转换器，能够选择合适大小的输出电容器来提供一个较高的输出电流脉冲。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (7)
1.一种球磨机料位检测装置，包括料位检测传感器，其特征在于：其通过球磨机上设置的压电模块产生压电电压并用蓄电池对电能进行存储实现供电。
2.根据权利要求1所述的一种球磨机料位检测装置，其特征在于: 所述压电模块包括压电陶瓷采集器、倍压整流电路和储能充电电路，压电陶瓷采集器的输出端与倍压整流电路的输入端相连，倍压整流电路的输出电流经过储能充电电路后进入所述蓄电池。
3.根据权利要求2所述的一种球磨机料位检测装置,其特征在于:所述倍压整流电路采用二倍压电路，即所述被压整流电路的输出电压为输入电压的二倍，所述被压整流电路用于对振动采集到的零散电能进行升压，稳压，最后得到稳定、可控的直流输出。
4.根据权利要求2所述的电源装置,其特征在于:所述储能充电电路包括英飞凌公司生产的LTC3588-1芯片，用于使充电电压随着蓄电池充电量的变化而变化，达到为锂蓄电池智能充电的目的。
5.根据权利要求2所述的一种球磨机料位检测装置，其特征在于: 所述压电陶瓷采集器设置在所述球磨机的滚筒的外壁上，用于采集球磨机的振动能量。
6.根据权利要求3所述的一种球磨机料位检测装置，其特征在于:所述压电陶瓷采集器包括支架（1）、金属基板（2）、压电单晶片（3）和质量块（4），支架（1）与所述球磨机的滚筒外壁固定相连，多个压电单晶片（3）设置于金属基板（2）的上下两侧，并与金属基板（2）固定相连，质量块（4）设置在金属基板（2）远离支架（1）的一端，质量块（4）用于调节谐振状态，使得压电陶瓷采集器工作在谐振状态。
7.根据权利要求6所述的一种球磨机料位检测装置,其特征在于:所述压电陶瓷采集器为多个。
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