CN112197817A - 磨机磨矿状态的测量方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磨机磨矿状态的测量方法、装置及电子设备，包括：获取当前工作日目标磨机的状态参数；根据状态参数确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角；根据预先设定的目标磨机内部混合填充率估计值以及实际磨机转速与临界磨机转速的比值确定目标磨机内部的矿物分布矿趾角；根据冲击角、矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态。本发明能够有效改善现有的磨机磨矿状态的在线测量方法，直观的展示磨机的磨矿状态。
Description
技术领域
本发明涉及矿物加工在线检测技术领域，尤其是涉及一种磨机磨矿状态的测量方法、装置及电子设备。
背景技术
矿物粉碎流程作为矿物加工过程核心流程之一，主要应用各种类型的磨机进行细粒粉碎作业。随着矿山矿物处理能力的增加，半自磨机等大型磨矿设备的应用也更加广泛。目前，对半自磨机磨矿状态的在线分析通常依靠有经验的操作专家通过电机电流、轴压、电耳信号、振动信号等进行综合判断。但是，这些信号值在表象上与磨矿状态关联性不强，无法直观地表现出当前磨机内矿物分布及破碎等工作状态。因此，现有的磨机磨矿状态的在线测量方法效果不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磨机磨矿状态的测量方法、装置及电子设备，能够有效改善现有的磨机磨矿状态的在线测量方法，直观的展示磨机的磨矿状态。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种磨机磨矿状态的测量方法，包括：获取当前工作日目标磨机的状态参数；根据状态参数确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角；其中，冲击角为磨矿介质抛落运动冲击点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角；根据预先设定的目标磨机内部混合填充率估计值以及实际磨机转速与临界磨机转速的比值确定目标磨机内部的矿物分布矿趾角；其中，矿物分布矿趾角为矿物分布矿趾点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角；根据冲击角、矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态。
在一种实施方式中，获取当前工作日目标磨机的状态参数的步骤，包括：获取预先储存的目标磨机的模型参数；其中，模型参数包括：磨机几何参数、磨机操作参数和材料摩擦系数；磨机几何参数包括：磨机直径、初始衬板高度、磨损衬板高度、初始衬板斜面角度和磨损衬板斜面角度；磨机操作参数包括：衬板预计使用天数、磨机操作转速和磨矿介质直径；材料摩擦系数包括：磨矿介质与衬板之间的静摩擦系数和磨矿介质与衬板之间的动摩擦系数；根据初始衬板高度、磨损衬板高度和衬板预计使用天数确定当前衬板高度；根据初始衬板斜面角度、磨损衬板斜面角度和衬板预计使用天数确定当前衬板斜面角度；将当前衬板高度、当前衬板斜面角度、磨机直径、磨机操作转速、磨矿介质直径、静摩擦系数和动摩擦系数确定为当前工作日目标磨机的状态参数。
在一种实施方式中，根据状态参数确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角的步骤，包括：根据状态参数确定目标磨机内部磨矿介质在衬板斜面滚动时，衬板顶点到目标磨机圆心的第一投影距离和磨矿介质的第一速度；根据状态参数、第一投影距离和第一速度确定目标磨机内部磨矿介质在衬板斜面滚动和滑动时，衬板顶点到目标磨机圆心的第二投影距离和磨矿介质的第二速度；根据状态参数和第二投影距离确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标；根据状态参数和第二速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角。
在一种实施方式中，根据状态参数和第二速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角的步骤，包括：根据状态参数和第二速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的速度；根据目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角。
在一种实施方式中，根据冲击角、矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态的步骤，包括：按照以下判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态：
当
时，计算错误，检查输入条件后重新计算；
当
时，磨矿介质直接冲击衬板；
当
时，磨矿介质有效冲击；
当
时，低效冲击，建议更换衬板；
其中，σ表示冲击角，θ表示矿物分布矿趾角。
在一种实施方式中，当目标磨机的状态发生变化时重置模型参数；其中，目标磨机的状态变化包括以下中的一种：更换衬板、更换磨机介质材质、调整磨机转速、改变生产策略。
在一种实施方式中，上述方法还包括：根据磨矿介质抛落运动冲击点的坐标和矿物分布矿趾角绘制磨矿状态示意图。
第二方面，本发明实施例提供了一种磨机磨矿状态的测量装置，包括：参数获取模块，用于获取当前工作日目标磨机的状态参数；冲击角确定模块，根据状态参数确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角；其中，冲击角为磨矿介质抛落运动冲击点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角；矿趾角确定模块，用于根据预先设定的目标磨机内部混合填充率估计值以及实际磨机转速与临界磨机转速的比值确定目标磨机内部矿物的分布矿趾角；其中，矿物分布矿趾角为矿物分布矿趾点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角；磨矿状态判断模块，用于根据冲击角、矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述第一方面提供的任一项的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面提供的任一项的方法的步骤。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的上述种磨机磨矿状态的测量方法、装置及电子设备，能够首先获取当前工作日目标磨机的状态参数；然后根据状态参数确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角（冲击角为磨矿介质抛落运动冲击点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角）；接着根据预先设定的目标磨机内部混合填充率估计值以及实际磨机转速与临界磨机转速的比值确定目标磨机内部的矿物分布矿趾角（矿物分布矿趾角为矿物分布矿趾点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角）；最后根据冲击角、矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态。上述方法能够根据目标磨机的状态参数对当前工作日目标磨机的磨矿状态进行实时计算和分析，并根据预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态，从而能够直观的展示目标磨机的磨矿状态，有效改善现有的磨机磨矿状态的在线测量方法，进而为磨机的操作和优化控制提供量化和可视化信息，稳定磨矿流程。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种磨机磨矿状态的测量方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种第一个工作日半自磨机的磨矿状态示意图；
图3为本发明实施例提供的一种第N工作日半自磨机的磨矿状态示意图；
图4为本发明实施例提供的一种磨机磨矿状态的测量装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在矿物粉碎流程中主要应用各种类型的磨机进行细粒粉碎作业。随着矿山矿物处理能力的增加，半自磨机等大型磨矿设备的应用也越来越广泛。这类磨矿设备通常几何尺寸较大，处理矿物能力强，但是磨机内部磨矿介质和矿物运动情况较难获取，磨机运行状态和磨矿效果只能通过电机电流、轴压、电耳信号、振动信号等间接获取。由于上述限制条件使得半自磨机等设备的操作和优化控制存在困难，进而使得在实际生产过程中稳定磨矿产品生产指标较难实现。
目前，对半自磨机磨矿状态的在线分析通常依靠有经验的操作专家通过电机电流、轴压、电耳信号、振动信号等进行综合判断。但是，这些信号值在表象上与磨矿状态关联性不强，无法直观地表现出当前磨机内矿物分布及破碎等工作状态。因此，现有的磨机磨矿状态的在线测量方法效果不佳。
基于此，本发明实施例提供的一种磨机磨矿状态的测量方法、装置及电子设备，能够有效改善现有的磨机磨矿状态的在线测量方法，直观的展示磨机的磨矿状态。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种磨机磨矿状态的测量方法进行详细介绍，参见图1所示的一种磨机磨矿状态的测量方法的流程图，该方法可以由电子设备执行，主要包括以下步骤S102至步骤S108：
步骤S102：获取当前工作日目标磨机的状态参数。
在一种实施方式中，目标磨机可以是半自磨机、球磨机、自磨机等，目标磨机的状态参数可以包括磨机几何参数、磨机操作参数以及材料摩擦系数等，检测人员可以根据目标磨机以及工艺流程设定预先训练好的计算模型输入状态参数的格式并获取相关数据。由于目标磨机的零部件会发生磨损，为了保证测量结果的准确性，在每个工作日的零点，可以自动更新目标磨机的状态参数，得到当前工作日目标磨机的状态参数。
步骤S104：根据状态参数确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角。
其中，冲击角为磨矿介质抛落运动冲击点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角。在一种实施方式中，预先训练好的计算模型可以包括冲击角计算模型，用来计算目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角。具体的，可以将获取到的状态参数输入冲击角计算模型中，确定多个中间变量，进而根据状态参数和中间变量确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角。
步骤S106：根据预先设定的目标磨机内部混合填充率估计值以及实际磨机转速与临界磨机转速的比值确定目标磨机内部的矿物分布矿趾角。
其中，矿物分布矿趾角为矿物分布矿趾点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角。在一种实施方式中，磨机内部混合填充率指包括矿物、水、磨矿介质在内的磨机正常工作时内部填充物占据磨机总体容积的百分比，是衡量磨机成产状态和提高磨矿效率的重要指标，可以个根据磨机的设计因素、操作因素、矿石性质与磨矿介质填加情况预先确定混合填充率估计值，然后结合实际磨机转速与临街磨机转速的比值确定目标磨机内部的矿物分布矿趾角，具体的，可以按照以下公式计算矿物分布矿趾角：
其中，θ表示矿物分布矿趾角，ψ表示实际磨机转速与临界磨机转速的比值，J t 表示目标磨机内部混合填充率估计值，ψ C 表示临界磨机转速。
步骤S108：根据冲击角、矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态。
在一种实施方式中，可以按照以下判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态：
当
时，计算错误，检查输入条件后重新计算；
当
时，磨矿介质直接冲击衬板；
当
时，磨矿介质有效冲击；
当
时，低效冲击，建议更换衬板；
其中，σ表示冲击角，θ表示矿物分布矿趾角。
本发明实施例提供的上述种磨机磨矿状态的测量方法能够根据目标磨机的状态参数对当前工作日目标磨机的磨矿状态进行实时计算和分析，并根据预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态，从而能够直观的展示目标磨机的磨矿状态，有效改善现有的磨机磨矿状态的在线测量方法，进而为磨机的操作和优化控制提供量化和可视化信息，稳定磨矿流程。
为了便于理解，本发明实施例还提供了一种获取当前工作日目标磨机的状态参数的具体实现方式，即对于上述步骤S102可以参见如下步骤a1至步骤a4：
步骤a1：获取预先储存的目标磨机的模型参数。
其中，模型参数包括：磨机几何参数、磨机操作参数和材料摩擦系数；磨机几何参数包括：磨机直径、初始衬板高度、磨损衬板高度、初始衬板斜面角度和磨损衬板斜面角度；磨机操作参数包括：衬板预计使用天数、磨机操作转速和磨矿介质直径；材料摩擦系数包括：磨矿介质与衬板之间的静摩擦系数和磨矿介质与衬板之间的动摩擦系数。其中，衬板也可以替换成提升条，磨矿介质可以包括钢球。
在一种具体实施方式中，当目标磨机的状态发生变化时重置模型参数；其中，目标磨机的状态变化包括以下中的一种：更换衬板、更换磨机介质材质、调整磨机转速、改变生产策略。
步骤a2：根据初始衬板高度、磨损衬板高度和衬板预计使用天数确定当前衬板高度。
在一种实施方式中，可以根据线性磨损原理计算目标磨机运行到第i个工作日时衬板高度，具体可以按照以下公式计算第i个工作日衬板高度，即当前衬板高度：
其中，h i 表示当前衬板高度，h 1表示初始衬板高度（即新衬板高度），h n 表示磨损衬板高度（即最终磨损衬板高度），N表示衬板预计使用天数，
表示衬板实际使用天数。
步骤a3：根据初始衬板斜面角度、磨损衬板斜面角度和衬板预计使用天数确定当前衬板斜面角度。
在一种实施方式中，可以根据线性磨损原理计算目标磨机运行到第i个工作日时衬板斜面角度，具体可以按照以下公式计算第i个工作日衬板斜面角度，即当前衬板斜面角度：
其中，η i 表示当前衬板斜面角度，η 1表示初始衬板斜面角度（即新衬板斜面角度），η n 表示磨损衬板斜面角度（即最终磨损衬板斜面角度）。
步骤a4：将当前衬板高度、当前衬板斜面角度、磨机直径、磨机操作转速、磨矿介质直径、静摩擦系数和动摩擦系数确定为当前工作日目标磨机的状态参数。具体的，状态参数可以用向量
表示，其中，η i 表示当前衬板斜面角度（单位度）；h i 表示当前衬板高度（单位m）；Ω表示磨机操作转速（单位rad/s）；D表示磨机直径（单位m）；B表示磨矿介质直径（单位m）；μ s 表示磨矿介质与衬板之间的静摩擦系数；μ k 表示磨矿介质与衬板之间的动摩擦系数。
进一步，本发明实施例还提供了一种根据状态参数确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角的具体实现方式，即对于上述步骤S104可以参见如下步骤b1至步骤b4：
步骤b1：根据状态参数确定目标磨机内部磨矿介质在衬板斜面滚动时，衬板顶点到目标磨机圆心的第一投影距离和磨矿介质的第一速度。
在一种实施方式中，在计算目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角之前，可以先根据目标磨机的状态参数以及预先训练好的冲击角计算模型为多个初始变量进行赋值，该初始变量即为计算冲击角所需的中间变量，具体包括：
进一步地，可以根据以下公式计算目标磨机内部磨矿介质在衬板斜面滚动时，衬板顶点到目标磨机圆心的第一投影距离和磨矿介质的第一速度：
其中，g为重力加速度。具体的，可以在边界条件S(0)=S 0，以及V(0)=0的前提下求解上述方程得到第一投影距离S 1和第一速度V 1，其中，t为磨矿介质运动时间。
步骤b2：根据状态参数、第一投影距离和第一速度确定目标磨机内部磨矿介质在衬板斜面滚动和滑动时，衬板顶点到目标磨机圆心的第二投影距离和磨矿介质的第二速度。
在一种实施方式中，可以根据以下公式计算目标磨机内部磨矿介质在衬板斜面滚动和滑动时，衬板顶点到目标磨机圆心的第二投影距离和磨矿介质的第二速度：
具体的，可以在边界条件S(0)=S 1，以及V(0)= V 1的前提下求解上述方程得到第二投影距离S L 和第二速度V L ，其中，τ为磨矿介质运动时间。
步骤b3：根据状态参数和第二投影距离确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标。
在一种实施方式中，首先可以计算中间变量γ L ，然后根据中间变量γ L 、β L 和第二投影距离S L 计算目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标，具体的，可以根据以下公式计算标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标，即极坐标
：
步骤b4：根据状态参数和第二速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角。
在一种实施方式中，首先根据状态参数和第二速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的速度；然后根据目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角。具体的，可以根据以下公式计算目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的速度：
根据以下公式计算目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角：
此外，根据上述步骤S104得到磨矿介质抛落运动冲击点的坐标和冲击角以及根据上述步骤S106得到矿物分布矿趾角后，可以根据预先建立的判断模型确定磨机磨矿状态，同时为了更加直观的得到磨机磨矿状态，还可以利用磨机几何参数绘制磨机几何结构示意图，并根据磨矿介质抛落运动冲击点的坐标和矿物分布矿趾角绘制磨矿状态示意图。
本发明实施例提供的上述方法仅依赖半自磨机设备几何信息、设备操作信息和耗材材料信息进行磨机磨矿状态的量化计算，利用软测量的方式实现磨矿状态的在线判断；同时，可以利用实验室实验、流程考察、数值模拟等方式对计算结果进行验证和参数修正，模型结构无需调整；此外，计算步骤清晰、简洁，无需额外的修正步骤，便于编程实现。
为了便于理解，以半自磨机为目标磨机为例，本发明实施例提供了一种基于上述磨机磨矿状态的测量方法的具体测量过程，包括以下步骤1至步骤6：
步骤1：获取半自磨机的模型参数。具体的，可以按照表1所示的参数格式获取模型参数，表中新衬板（或提升条）高度即为初始衬板（或提升条）高度，旧衬板（或提升条）高度即为磨损衬板（或提升条）高度，新衬板（或提升条）斜面角度即为初始衬板（或提升条）斜面角度，旧衬板（或提升条）斜面角度即为磨损衬板（或提升条）斜面角度。
表1 模型参数
| 变量名称/单位 | 变量值 |
| 半自磨机直径/m | 5.5 |
| 新衬板（或提升条）高度/m | 0.25 |
| 旧衬板（或提升条）高度/m | 0.15 |
| 新衬板（或提升条）斜面角度/° | 30 |
| 旧衬板（或提升条）斜面角度/° | 55 |
| 钢球直径/m | 0.1 |
| 磨机混合填充率/% | 30 |
| 临界转速/rad·s-1 | 1.43 |
| 静摩擦系数/- | 0.05 |
| 动摩擦系数/- | 0.2 |
步骤2：获取第一个工作日半自磨机的状态参数，即[30,0.25,1.43,5.5,0.1,0.05,0.2]。
步骤3：根据第一个工作日半自磨机的状态参数，确定第一个工作日半自磨机内部最外层磨矿介质抛落冲击角。
具体的，
。
步骤4：根据预先设定的目标磨机内部混合填充率估计值以及实际磨机转速与临界磨机转速的比值确定第一个工作日半自磨机内部的矿物分布矿趾角。
具体的，
。
步骤5：根据冲击角、矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定第一个工作日半自磨机的磨矿状态，并绘制磨矿状态示意图。
具体的，根据判断模型可以得到半自磨机的磨矿状态为：当
时，磨矿介质有效冲击。
参见图2所示的一种第一个工作日半自磨机的磨矿状态示意图，图中小圆表示自磨机内部最外层磨矿介质抛落轨迹，虚线表示自磨机内部的矿物分布情况，由图2可以直观的得到
，因此，半自磨机的磨矿状态为磨矿介质有效冲击。
进一步，当半自磨机运行150天后，即当前工作日为第150个工作日时，可以根据上述步骤2至步骤5得到第150个工作日半自磨机的磨矿状态，即：当
时，低效冲击，建议更换衬板。
同时，参见图3所示的一种第N工作日半自磨机的磨矿状态示意图，示意出第150个工作日半自磨机的磨矿状态，由图3可以直观的得到
，因此，半自磨机的磨矿状态为低效冲击，建议更换衬板。
此外，在每个工作日的零点可以根据步骤2更新半自磨机的状态参数（即模型输入），并按照步骤3至步骤5进行半自磨机磨矿状态的在线计算，上述步骤1为准备步骤，步骤2、步骤3、步骤4、步骤5为在线计算步骤；当磨机更换衬板、磨矿介质材质更换、磨机转速调整、生产策略变化时，可以重复步骤1，重置模型参数。
本发明实施例提供的上述磨机磨矿状态的测量方法，首先设定计算模型输入参数格式并收集相关数据（即磨机的模型参数），根据模型参数计算得到每个工作日模型输入向量（即状态参数）；然后可以通过计算每个工作日半自磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角，以及每个工作日半自磨机内部矿物分布矿趾角获得磨矿介质和矿物的运动情况；接着可以预先设定的磨矿状态判定标准，并按照所定义的判定标准建立的判断模型判断当前工作日半自磨机磨矿状态；最后在目标平台显示半自磨机磨矿状态计算结果并给出相关图示，供选矿厂磨机操作人员或优化控制人员参考。上述方法能够实现半自磨机磨矿状态在线软测量，量化磨矿状态指标，弥补矿物粉碎流程中关键参数的缺失，为保证半自磨机高效、稳定运行提供必要的数据支持。
对于前述实施例提供的磨机磨矿状态的测量方法，本发明实施例还提供了一种磨机磨矿状态的测量装置，参见图4所示的一种磨机磨矿状态的测量装置的结构示意图，该装置可以包括以下部分：
参数获取模块401，用于获取当前工作日目标磨机的状态参数。
冲击角确定模块402，根据状态参数确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角；其中，冲击角为磨矿介质抛落运动冲击点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角。
矿趾角确定模块403，用于根据预先设定的目标磨机内部混合填充率估计值以及实际磨机转速与临界磨机转速的比值确定目标磨机内部矿物的分布矿趾角；其中，矿物分布矿趾角为矿物分布矿趾点和目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角。
磨矿状态判断模块404，用于根据冲击角、矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态。
本发明实施例提供的上述种磨机磨矿状态的测量装置能够根据目标磨机的状态参数对当前工作日目标磨机的磨矿状态进行实时计算和分析，并根据预先建立的判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态，从而能够直观的展示目标磨机的磨矿状态，有效改善现有的磨机磨矿状态的在线测量方法，进而为磨机的操作和优化控制提供量化和可视化信息，稳定磨矿流程。
在一种实施方式中，上述参数获取模块401还用于获取预先储存的目标磨机的模型参数；其中，模型参数包括：磨机几何参数、磨机操作参数和材料摩擦系数；磨机几何参数包括：磨机直径、初始衬板高度、磨损衬板高度、初始衬板斜面角度和磨损衬板斜面角度；磨机操作参数包括：衬板预计使用天数、磨机操作转速和磨矿介质直径；材料摩擦系数包括：磨矿介质与衬板之间的静摩擦系数和磨矿介质与衬板之间的动摩擦系数；根据初始衬板高度、磨损衬板高度和衬板预计使用天数确定当前衬板高度；根据初始衬板斜面角度、磨损衬板斜面角度和衬板预计使用天数确定当前衬板斜面角度；将当前衬板高度、当前衬板斜面角度、磨机直径、磨机操作转速、磨矿介质直径、静摩擦系数和动摩擦系数确定为当前工作日目标磨机的状态参数。
在一种实施方式中，上述冲击角确定模块402还用于根据状态参数确定目标磨机内部磨矿介质在衬板斜面滚动时，衬板顶点到目标磨机圆心的第一投影距离和磨矿介质的第一速度；根据状态参数、第一投影距离和第一速度确定目标磨机内部磨矿介质在衬板斜面滚动和滑动时，衬板顶点到目标磨机圆心的第二投影距离和磨矿介质的第二速度；根据状态参数和第二投影距离确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标；根据状态参数和第二速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角。
在一种实施方式中，上述冲击角确定模块402进一步还用于根据状态参数和第二速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的速度；根据目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的速度确定目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角。
在一种实施方式中，上述磨矿状态判断模块404还用于按照以下判断模型确定当前工作日内目标磨机的磨矿状态：
当
时，计算错误，检查输入条件后重新计算；
当
时，磨矿介质直接冲击衬板；
当
时，磨矿介质有效冲击；
当
时，低效冲击，建议更换衬板；
其中，σ表示冲击角，θ表示矿物分布矿趾角。
在一种实施方式中，上述装置还包括重置模块，用于当目标磨机状态发生变化时重置模型参数；其中，目标磨机的状态变化包括以下中的一种：更换衬板、更换磨机介质材质、调整磨机转速、改变生产策略。
在一种实施方式中，上述装置还包括绘图模块，用于根据磨矿介质抛落运动冲击点的坐标和矿物分布矿趾角绘制磨矿状态示意图。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
本发明实施例还提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如上实施方式的任一项所述的方法。
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备100包括：处理器50，存储器51，总线52和通信接口53，所述处理器50、通信接口53和存储器51通过总线52连接；处理器50用于执行存储器51中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器51可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口53（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线52可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器51用于存储程序，所述处理器50在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器50中，或者由处理器50实现。
处理器50可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器50中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器50可以是通用处理器，包括中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、网络处理器(NP，Network Processor)等；还可以是数字信号处理器(DSP，Digital SignalProcessing)、专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、现成可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器51，处理器50读取存储器51中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种磨机磨矿状态的测量方法，其特征在于，包括：
获取当前工作日目标磨机的状态参数；
根据所述状态参数确定所述目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角；其中，所述冲击角为所述磨矿介质抛落运动冲击点和所述目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角；
根据预先设定的所述目标磨机内部混合填充率估计值以及实际磨机转速与临界磨机转速的比值确定所述目标磨机内部的矿物分布矿趾角；其中，所述矿物分布矿趾角为矿物分布矿趾点和所述目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角；
根据所述冲击角、所述矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定所述当前工作日内所述目标磨机的磨矿状态。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述获取当前工作日目标磨机的状态参数的步骤，包括：
获取预先储存的目标磨机的模型参数；其中，所述模型参数包括：磨机几何参数、磨机操作参数和材料摩擦系数；所述磨机几何参数包括：磨机直径、初始衬板高度、磨损衬板高度、初始衬板斜面角度和磨损衬板斜面角度；所述磨机操作参数包括：衬板预计使用天数、磨机操作转速和磨矿介质直径；所述材料摩擦系数包括：磨矿介质与衬板之间的静摩擦系数和磨矿介质与衬板之间的动摩擦系数；
根据所述初始衬板高度、所述磨损衬板高度和所述衬板预计使用天数确定当前衬板高度；
根据所述初始衬板斜面角度、所述磨损衬板斜面角度和所述衬板预计使用天数确定当前衬板斜面角度；
将所述当前衬板高度、所述当前衬板斜面角度、所述磨机直径、所述磨机操作转速、所述磨矿介质直径、所述静摩擦系数和所述动摩擦系数确定为当前工作日目标磨机的状态参数。
3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述状态参数确定所述目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角的步骤，包括：
根据所述状态参数确定所述目标磨机内部所述磨矿介质在衬板斜面滚动时，衬板顶点到所述目标磨机圆心的第一投影距离和所述磨矿介质的第一速度；
根据所述状态参数、所述第一投影距离和所述第一速度确定所述目标磨机内部所述磨矿介质在所述衬板斜面滚动和滑动时，所述衬板顶点到所述目标磨机圆心的第二投影距离和所述磨矿介质的第二速度；
根据所述状态参数和所述第二投影距离确定所述目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标；
根据所述状态参数和所述第二速度确定所述目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角。
4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述状态参数和所述第二速度确定所述目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角的步骤，包括：
根据所述状态参数和所述第二速度确定所述目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的速度；
根据所述目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的速度确定所述目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的冲击角。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述冲击角、所述矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定所述当前工作日内所述目标磨机的磨矿状态的步骤，包括：
按照以下判断模型确定所述当前工作日内所述目标磨机的磨矿状态：
当
时，计算错误，检查输入条件后重新计算；
当
时，磨矿介质直接冲击衬板；
当
时，磨矿介质有效冲击；
当
时，低效冲击，建议更换衬板；
其中，σ表示所述冲击角，θ表示所述矿物分布矿趾角。
6.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，当所述目标磨机的状态发生变化时重置所述模型参数；其中，所述目标磨机的状态变化包括以下中的一种：更换衬板、更换磨机介质材质、调整磨机转速、改变生产策略。
7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述磨矿介质抛落运动冲击点的坐标和所述矿物分布矿趾角绘制磨矿状态示意图。
8.一种磨机磨矿状态的测量装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取当前工作日目标磨机的状态参数；
冲击角确定模块，根据所述状态参数确定所述目标磨机内部最外层磨矿介质抛落运动冲击点的坐标及冲击角；其中，所述冲击角为所述磨矿介质抛落运动冲击点和所述目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角；
矿趾角确定模块，用于根据预先设定的所述目标磨机内部混合填充率估计值以及实际磨机转速与临界磨机转速的比值确定所述目标磨机内部矿物的分布矿趾角；其中，所述矿物分布矿趾角为矿物分布矿趾点和所述目标磨机的几何中心点连线与水平方向的夹角；
磨矿状态判断模块，用于根据所述冲击角、所述矿物分布矿趾角和预先建立的判断模型确定所述当前工作日内所述目标磨机的磨矿状态。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。
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