CN110694784A - 一种磨机衬板磨损量的实时监测装置 - Google Patents

Abstract

一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，包括监测组件、信息交互组件和控制机构，监测组件设有一个检测螺栓，该检测螺栓的一端依次穿过磨机筒体和磨机衬板，并与磨机衬板的内边缘平齐，检测螺栓的另一端延伸出磨机筒体的外侧，检测螺栓的内部为中空结构，且该中空结构部分通过绝缘浇注料密封固定有传感器探头。本发明的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，能够在磨机不停机的状态下，实时、准确的对磨机衬板的磨损量进行有效监测，从而提高磨机衬板的有效利用率，提高磨机生产效率。

Description

一种磨机衬板磨损量的实时监测装置

技术领域

本发明涉及磨机技术领域，具体的说是一种磨机衬板磨损量的实时监测装置。

背景技术

衬板是磨机的易损部件。在磨机的工作中，衬板会不断受到磨损进而损坏。业内常用的检测衬板的措施是定期停机检查衬板磨损情况。由于衬板在磨机内部布满整个内腔表面，缺少直接的检测手段，当前检测衬板磨损情况常用的方法有直接法和间接法。直接法是把衬板拆卸下来直接测量。间接法是通过检测磨机内壁空间变化反推衬板磨损量。如测量空间变化可以采用物理插针法和三维扫描建模法。

但上述磨机衬板磨损量的检测方法均需要磨机停机时才能进行，同时，还需要进入磨机内部，操作起来费时费力，且成本高昂。

因此，很多磨机使用企业为了避免磨机衬板磨损消耗后，对磨机筒体造成较大的损坏，不得不根据经验，在磨机衬板没有完全消耗完之前，频繁的进行磨机衬板的更换，从而造成磨机衬板使用寿命短，利用率低，磨机生产效率低下的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的磨机衬板磨损量检测装置在检测时需磨机停机进行操作，成本较高，操作繁琐的技术问题。本发明提供了一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，该装置能够在磨机不停机的状态下，实时、准确的对磨机衬板的磨损量进行有效监测，从而提高磨机衬板的有效利用率，提高磨机生产效率。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，包括监测组件、信息交互组件和控制机构，所述的监测组件设有一个检测螺栓，该检测螺栓的一端依次穿过磨机筒体和磨机衬板，并与磨机衬板的内边缘平齐，检测螺栓的另一端延伸出磨机筒体的外侧，所述检测螺栓的内部为中空结构，且该中空结构部分通过绝缘浇注料密封固定有传感器探头；

所述检测螺栓延伸出磨机筒体的一端设置有一块安装基板，该安装基板的下表面上开设有一个螺纹孔，安装基板通过该螺纹孔实现与检测螺栓端部之间的螺纹连接，在安装基板的外侧还设置有一个对其起罩盖作用的非屏蔽外壳，该非屏蔽外壳的下部通过连接螺栓与安装基板的外圆周实现固定连接，所述安装基板的上表面与非屏蔽外壳之间预留有一定间隙，该间隙空间内设置有电池和电路板，所述的电路板上设有相互连接的传感器模块、处理器模块、发射器模块和无线通讯模块，其中，传感器模块与检测螺栓内的传感器探头电连接；

所述的信息交互组件包括一个无线接收基站，该无线接收基站的输入端通过无线同轴电缆与无线天线连接，用于接收监测组件电路板上传输来的信息，所述的控制机构包括上位电脑，该上位电脑通过网线与无线接收基站的输出端连接，用于实现无线接收基站与上位电脑之间的信息交互。

优选的，所述安装基板上的螺纹孔为沉孔，在螺纹孔的上方，还开设有一个导线孔，检测螺栓内的传感器探头与传感器模块通过穿过该导线孔的连接导线实现电连接。

优选的，在所述安装基板的螺纹孔内还设置有用于沿圆周方向将安装基板向非屏蔽外壳上顶紧的防松机构。

优选的，所述的防松机构为一个圆环形的预顶件，该预顶件的外径大于螺纹孔的直径，预顶件的内径小于螺纹孔的直径，在螺纹孔内还开设有用于容置预顶件的容置槽，检测螺栓与螺纹孔配合连接后，预顶件在检测螺栓的挤压力作用下，将安装基板向非屏蔽外壳方向挤压，实现安装基板的防松。

优选的，所述的容置槽设置在螺纹孔的进口端。

优选的，所述的传感器探头在检测螺栓的中空结构部分沿检测螺栓的长度方向布置。

优选的，所述的传感器探头包括电极和线性电阻，线性电阻沿检测螺栓的长度方向布置，且线性电阻的长度不小于磨机衬板的厚度，所述的电极和线性电阻均均与传感器模块电连接。

有益效果：

1、本发明的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，装置整体实用性强，自动化程度高，可对磨机衬板的磨损量进行有效的实时监控，解决了磨机衬板磨损量不停机情况下的检测难题，提高了磨机衬板的有效利用率，延长了其使用寿命，避免了浪费，也大大提高了磨机的生产效率。同时，还有效保护了磨机筒体，避免其受到磨损破坏。

2、本发明的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，在检测螺栓的头部设置了具有非屏蔽功能的罩盖状非屏蔽外壳，不仅能够对数据处理等模块实现了有效的结构保护，还能够有效避免数据信号在密闭空间的易屏蔽阻断问题，结构设计合理，信号传输效率高。

3、本发明的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，将磨机衬板的检测装置密封在了检测螺栓的内部，而将用于信号处理和传输的电路板、电池等原件通过安装基板、非屏蔽外壳等结构可拆卸的设置在了检测螺栓的外部。这种可拆卸的设置方式，实现了信息检测原件与数据处理发射原件之间的独立设置和安装，不仅大大降低了检测螺栓的安装难度，提高了安装效率，还成功解决了数据处理发射元件的保护问题，使其在检测螺栓消耗损坏后，仍可重复多次使用，从而大大降低磨机衬板的整体检测成本，节约了能源。

4、本发明的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，结构简单，设计巧妙，通过罩盖式非屏蔽外壳、信息处理发射原件、安装基板与检测螺栓之间的分离式结构优化设置，使在安装数据采集部件——检测螺栓的时候可以像安装普通衬板螺栓一样，不需要对安装工人进行专门的培训；在数据采集部件安装完毕后，再由专业人员安装并连接具有信息发射功能的螺栓头部原件。这种操作方式分工明确、使装置整体能够更加适应工业应用的复杂工况要求。

附图说明

图1为本发明中监测组件的结构示意剖视图；

图2为本发明中信息交互组件和控制机构的结构示意图；

图示标记：1、监测组件，101、电池，102、安装基板，103、电路板，104、非屏蔽外壳，105、连接螺栓，106、防松机构，107、检测螺栓，2、信息交互组件，201、无线接收基站，202、无线天线，203、无线同轴电缆，204、网线，3、控制机构，301、上位电脑。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明，但公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例。

如图所示，一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，由监测组件1、信息交互组件2和控制机构3三部分组成。

所述的监测组件1大体上分为磨机衬板磨损数据采集原件与处理发射原件两部分，两大部分处于分离状态，通过电路连接。磨机衬板磨损数据采集原件设有一个检测螺栓107，该检测螺栓107的一端依次穿过磨机筒体和磨机衬板，并与磨机衬板的内边缘平齐，检测螺栓107的另一端延伸出磨机筒体的外侧，所述检测螺栓107的内部为中空结构，且该中空结构部分通过绝缘浇注料密封固定有传感器探头；所述检测螺栓107延伸出磨机筒体的一端设置有一块安装基板102，该安装基板102的下表面上开设有一个螺纹孔，安装基板102通过该螺纹孔实现与检测螺栓107端部之间的螺纹连接，在安装基板102的外侧还设置有一个对其起罩盖作用的非屏蔽外壳104，该非屏蔽外壳104的下部通过连接螺栓105与安装基板102的外圆周实现固定连接，所述安装基板102的上表面与非屏蔽外壳104之间预留有一定间隙，该间隙构成的腔体式空间内设置有电池101和电路板103，所述的电路板103上设有相互连接的传感器模块、处理器模块、发射器模块和无线通讯模块，即所述的发射器模块、传感器模块、处理器模块、无线通讯模块和电源模块均焊接在螺栓头部的安装基板上，其中，传感器模块与检测螺栓107内的传感器探头电连接，发射器模块与无线接收基站进行数据采集与交换。

所述的信息交互组件2包括一个无线接收基站201，该无线接收基站201的输入端通过无线同轴电缆203与无线天线202连接，用于接收监测组件1电路板103上传输来的信息，所述的控制机构3包括上位电脑301，该上位电脑301通过网线204与无线接收基站201的输出端连接，用于实现无线接收基站201与上位电脑301之间的信息交互。

优选的，所述安装基板102上的螺纹孔为沉孔，在螺纹孔的上方，还开设有一个导线孔，检测螺栓107内的传感器探头与传感器模块通过穿过该导线孔的连接导线实现电连接。

优选的，在所述安装基板102的螺纹孔内还设置有用于沿圆周方向将安装基板102向非屏蔽外壳104上顶紧的防松机构106。所述的防松机构106为一个圆环形的预顶件，该预顶件的外径大于螺纹孔的直径，预顶件的内径小于螺纹孔的直径，在螺纹孔内还开设有用于容置预顶件的容置槽，容置槽设置在螺纹孔的进口端，检测螺栓107与螺纹孔配合连接后，预顶件在检测螺栓107的挤压力作用下，将安装基板102向非屏蔽外壳104方向挤压，实现安装基板102的防松。

优选的，所述的传感器探头包括一根电极和与其平行的线性电阻组成，线性电阻沿检测螺栓107的长度方向布置，且线性电阻的长度不小于磨机衬板的厚度。当探头被磨损时，其电阻值随着长度的变化线性变化，通过电阻值的变化，既可以计算出当前阻值对应的长度，也即衬板厚度，探头电阻信号转换为电压、电流信号的常用方法有电桥法，恒压源法，恒流源法。

所述的传感器探头的长度等于磨机衬板的厚度，传感器探头被绝缘材料包裹。传感器探头磨损掉的长度量经传感器模块转换为电信号，然后电信号经A/D转换以后送到处理器模块，处理器模块接收传感器模块发送过来的信号将其转化为可读数据并且将数据存储到存储器中，然后根据无线发射基站发送过来的指令和预先定义的程序，将数据通过发射器模块和无线通讯模块，经由无线天线和无线同轴电缆传回到无线接收基站。无线接收基站负责建立监测组件与控制机构——上位电脑之间的通讯连接，其主要功能是接收上位电脑发送过来的指令和数据请求，并将监测组件检测到的磨机衬板的磨损数据信号传输到上位电脑。

所述的监测组件通过串口通讯线路与磨机可编程控制器连接，通过以太网通信线路与中控操作员站连接，实现人机交换功能。

以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。

应当进行解释说明的是，本发明并不局限于上述具体实施过程，相关技术人员可在本实施例基础上做出没有实质创造性的修改，但只要是本发明权力要求范围内的都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，其特征在于：包括监测组件（1）、信息交互组件（2）和控制机构（3），所述的监测组件（1）设有一个检测螺栓（107），该检测螺栓（107）的一端依次穿过磨机筒体和磨机衬板，并与磨机衬板的内边缘平齐，检测螺栓（107）的另一端延伸出磨机筒体的外侧，所述检测螺栓（107）的内部为中空结构，且该中空结构部分通过绝缘浇注料密封固定有传感器探头；

所述检测螺栓（107）延伸出磨机筒体的一端设置有一块安装基板（102），该安装基板（102）的下表面上开设有一个螺纹孔，安装基板（102）通过该螺纹孔实现与检测螺栓（107）端部之间的螺纹连接，在安装基板（102）的外侧还设置有一个对其起罩盖作用的非屏蔽外壳（104），该非屏蔽外壳（104）的下部通过连接螺栓（105）与安装基板（102）的外圆周实现固定连接，所述安装基板（102）的上表面与非屏蔽外壳（104）之间预留有一定间隙，该间隙空间内设置有电池（101）和电路板（103），所述的电路板（103）上设有相互连接的传感器模块、处理器模块、发射器模块和无线通讯模块，其中，传感器模块与检测螺栓（107）内的传感器探头电连接；

所述的信息交互组件（2）包括一个无线接收基站（201），该无线接收基站（201）的输入端通过无线同轴电缆（203）与无线天线（202）连接，用于接收监测组件（1）电路板（103）上传输来的信息，所述的控制机构（3）包括上位电脑（301），该上位电脑（301）通过网线（204）与无线接收基站（201）的输出端连接，用于实现无线接收基站（201）与上位电脑（301）之间的信息交互。

2.根据权利要求1所述的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，其特征在于：所述安装基板（102）上的螺纹孔为沉孔，在螺纹孔的上方，还开设有一个导线孔，检测螺栓（107）内的传感器探头与传感器模块通过穿过该导线孔的连接导线实现电连接。

3.根据权利要求1所述的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，其特征在于：在所述安装基板（102）的螺纹孔内还设置有用于沿圆周方向将安装基板（102）向非屏蔽外壳（104）上顶紧的防松机构（106）。

4.根据权利要求3所述的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，其特征在于：所述的防松机构（106）为一个圆环形的预顶件，该预顶件的外径大于螺纹孔的直径，预顶件的内径小于螺纹孔的直径，在螺纹孔内还开设有用于容置预顶件的容置槽，检测螺栓（107）与螺纹孔配合连接后，预顶件在检测螺栓（107）的挤压力作用下，将安装基板（102）向非屏蔽外壳（104）方向挤压，实现安装基板（102）的防松。

5.根据权利要求4所述的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，其特征在于：所述的容置槽设置在螺纹孔的进口端。

6.根据权利要求1所述的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，其特征在于：所述的传感器探头在检测螺栓（107）的中空结构部分沿检测螺栓（107）的长度方向布置。

7.根据权利要求1所述的一种磨机衬板磨损量的实时监测装置，其特征在于：所述的传感器探头包括电极和线性电阻，线性电阻沿检测螺栓（107）的长度方向布置，且线性电阻的长度不小于磨机衬板的厚度，所述的电极和线性电阻均均与传感器模块电连接。

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