CN115697563A

CN115697563A - 用于生成与滚磨机的内部状态相关的信息的方法和系统

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Publication number: CN115697563A
Application number: CN202180041555.9A
Authority: CN
Inventors: 蒂姆·桑德斯特罗伊姆
Original assignee: SPM Instrument AB
Current assignee: SPM Instrument AB
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2023-02-03
Also published as: EP4132715A1; EP4132715A4; US20230302460A1; SE546087C2; WO2021251858A1; SE2100048A1

Abstract

一种用于生成与滚磨机(10)的内部状态相关的信息的方法和系统，该滚磨机用于通过滚磨旋转壳体(20)中的材料来研磨装料材料(30)。该方法包括：生成指示旋转的所述壳体(20)的旋转位置的位置信号(E，P，P(i)，P(j)，P(q))，所述位置信号包括位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的时间序列；在所述位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的时间序列中检测第一参考位置信号值(1；1C，0％)的第一出现；在所述位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的时间序列中检测第二参考位置信号值(1；1C；100％)；的第二出现根据从所述壳体的旋转产生的机械振动(Vimp)生成振动信号(Sea，Se(i)，SG)，S(q))，所述振动信号(Sea，Se(i)，SG)，S(q))包括振动样本值(Se(i)，SG)，S(q))的时间序列；在所述振动样本值(Se(i)，SG)，S(q))的时间序列中检测事件签名(S_P(r)；Sp)的第三出现；生成指示在所述第三出现，即所述事件签名出现和所述第一和第二出现之间的第一时间关系(Ki(r)；Td；Fl(r))的数据。

Description

用于生成与滚磨机的内部状态相关的信息的方法和系统

技术领域

本发明涉及滚磨机领域，并且涉及滚磨机的监控。本发明还涉及滚磨机的控制领域。本发明还涉及一种用于监控滚磨机内部状态的设备。本发明还涉及一种用于控制滚磨机内部状态的设备。本发明还涉及一种用于监控滚磨机内部状态的计算机程序。本发明还涉及一种用于控制滚磨机内部状态的计算机程序。

背景技术

在一些行业中，例如，在采矿业中，需要研磨大块的材料，以减小所接收材料的单个块的尺寸。滚磨机可以实现材料的研磨。

一种滚磨机包括壳体，当壳体旋转时，该壳体包含待滚磨和研磨的装料材料。US2017/0225172A1公开了在滚磨机中的研磨可能是低效的，特别是在能量被没有破碎颗粒的冲击浪费的情况下，并且自生(AG)和半自生(SAG)磨机有时在不稳定的状态下操作，因为难以平衡大颗粒进入滚磨机的进料速率与装料的消耗。根据US2017/0225172A1，为了控制该过程，提供关于滚磨机中装料的当前状态的实时信息是必要的。US2017/0225172A1公开了使用转子动力学来确定滚磨机内移动装料的特性。根据US2017/0225172A1，提供了一种用于监控滚磨机的监控设备。该设备包括安装在滚磨机的两个主轴承上和滚磨机的推力轴承上的振动传感器，产生对应于安装传感器的轴承的振动信号。这些振动信号被传送到分析器，该分析器分析信号并以数字或图形显示滚磨机的操作状态。

在US 2017/0225172A1的图5中，公开了两个轨道图，在时间1生成一个轨道图，在时间2生成另一个轨道图。根据US 2017/0225172 A1，通过观察轨道图从时间1到时间2的变化，研磨机的操作员将观察到振动的幅度已经显著降低，并且轨道图中的轨道参数或频率或相位或进程或其他特征变化也同样显著降低。根据US 2017/0225172 A1，该信息将告诉操作员研磨机转子的整体操作和正在处理的复合材料装料已经发生了非常重要的变化。

发明内容

鉴于现有技术，要解决的问题是如何提高滚磨机中研磨过程的效率。

上述问题通过一种用于生成与滚磨机(10)的内部状态相关的信息的方法来解决，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线(60)旋转的壳体(20)，用于通过滚磨所述旋转壳体中的材料来研磨装料材料(30)；所述壳体(20)具有包括第一数量(L)的突起(310)的内部壳体表面(22)，所述突起被配置为当所述壳体(20)围绕所述轴线(60)旋转时接合材料，所述方法包括

生成指示所述旋转壳体(20)的旋转位置的位置信号(E，P，P(i)，P(j)，P(q))，所述位置信号包括位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的时间序列；

在位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的所述时间序列中，检测第一参考位置信号值(1；1C，0％)的第一出现；

在位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的所述时间序列中，检测第二参考位置信号值(1；1C；100％)的第二出现；

根据源自所述壳体的旋转的机械振动(V_IMP)生成振动信号(S_EA，Se(i)，S(j)，S(q))，所述振动信号(S_EA，Se(i)，S(j)，S(q))包括振动样本值(Se(i)，S(j)，S(q))的时间序列；

在振动样本值(Se(i)，S(j)，S(q))的所述时间序列中检测事件签名(S_P(r)；Sp)的第三出现；

生成指示

在所述第三出现(即所述事件签名出现)和

所述第一次和第二出现之间

的第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))的数据。

上述问题还通过一种电子滚磨机监控系统来解决，用于生成和显示与滚磨机(10)中的研磨过程的内部状态相关的信息，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线(60)旋转的壳体(20)，用于通过滚磨所述旋转壳体中的装料材料来研磨装料材料(30)，

所述滚磨机监控系统包括：

状态参数提取器(450)，用于生成

指示所述研磨过程的所述内部状态的第一内部状态指标数据结构(550，S_P1，T_D1)，所述第一内部状态指标数据结构(550，S_P1，T_D1)包括第一冲击力指示值(S_P1)和第一时间指示值(P；T_D1)；

所述第一冲击力指示值(S_P1)指示当所述旋转壳体的内部壳体表面上的突起与所述装料材料的趾部交互时生成的冲击力(F_IMP)，以及

所述第一时间指示值(T_D1)指示所述冲击力(F_IMP)的出现和所述旋转壳体的旋转参考位置的出现之间的持续时间(T_D1)；其中，

所述状态参数提取器(450)包括：

壳体速度检测器(500)，其被配置为基于数字位置信号(P(i))生成指示滚磨机壳体转速(f_ROT(j))的值，所述壳体速度检测器(500)被配置为将指示滚磨机壳体转速(f_ROT(i))的所述值与时间点(i)相关联。

具体实施方式

在下文中，不同示例中的相似特征将由相同的附图标记表示。

图1示出了包括滚磨机10的系统5的略图和示意性侧视图。例如，滚磨机10可以是自生(AG)磨机。或者，滚磨机10可以是例如半自生(SAG)磨机。另一个滚磨机10的示例是球磨机10。图1还示出了截面A-A的剖视图。剖视图A-A也由附图标记15表示。滚磨机10包括具有内部壳体表面22的壳体20，该内部壳体表面形成用于研磨材料的腔室25。

在操作中，滚磨室25包含要使材料装料30翻滚和研磨的材料装料30。在滚磨机中研磨的目的是减小固体材料颗粒的尺寸。这可以例如通过使固体材料块落到其它固体材料块上来实现。因此，滚磨机利用自然力，即重力，来加速装料颗粒与装料的其他颗粒的冲击。根据一些实施例，壳体20的壁包括坚固的材料，例如，钢，以便承受重颗粒的冲击，例如，在腔室25中滚磨的大块矿石。

根据一些实施例，壳体20的壁包括弹性材料，以便减少壁的磨损。根据一些实施例，弹性材料包括橡胶。根据一些实施例，弹性材料包括聚合物，例如，聚氨酯。根据一些实施例，内部壳体表面22包括弹性材料的表面涂层，例如，橡胶或聚氨酯。

根据一些实施例，壳体10支撑在至少两个轴承40和50上。壳体20可围绕旋转轴60旋转。在这一点上，应当注意，轴线是一条假想的线，物体绕着该轴线旋转(旋转轴)。利用壳体的旋转来提升一部分装料，包括固体材料的颗粒，使得一些固体颗粒可以在重力的影响下落回到装料的另一部分上。因此，希望将壳体20的转速f_ROT选择为合适的值，以便在装料30的提升动作和下落动作之间获得平衡。参考图1的剖视图15，箭头62表示与旋转壳体20及其装料30相关的重力g的方向。因此，滚磨机10的内部状态部分地取决于重力62和向心力65之间的平衡，向心力用于从中心(即从旋转轴60)在径向方向上按压装料30的相对于内部壳体表面22不动的部分。换言之，在滚磨机10的操作过程中，向心力用于将一部分装料30压向壳体内表面22，向心力取决于壳体20的转速f_ROT。在这方面，应当注意，作用在与内部壳体表面22接触的一块固体材料上的向心力取决于壳体20的内径。当作用在特定固体材料块68上的重力62大于沿与重力方向相反的方向作用在该固体材料块68上的向心力的一部分69时，该固体材料块68将下落。

可以提供振动传感器70以生成测量信号S_EA。测量信号S_EA可以取决于壳体20旋转时生成的机械振动或冲击脉冲。

当振动传感器70牢固地安装在滚磨机10上的测量点上或测量点处时，系统5的一个示例是可操作的。测量点可以包括传感器70牢固连接或可拆卸连接的连接联轴器。在图1所示的示例中，传感器70安装在轴承40上。或者，传感器70可以安装在滚磨机上的其它地方，其中，传感器70能够根据壳体20旋转时生成的机械振动或冲击脉冲生成测量信号S_EA。

滚磨机10具有用于接收固体材料块的输入侧80和用于传递已经通过滚磨机10的输出材料95的输出侧90。

壳体20可具有大致圆柱形的中间部分98，中间部分处的腔室25具有内半径R_MIC。例如，内半径R_MIC可以超过0.5米。或者，内半径R_MIC可以例如超过3米。或者，滚磨机10可以具有超过8米的腔室中部内径R_MIC。壳体20的中部具有从输入侧80到输出侧90的长度L_MIC。例如，中间部分壳体长度L_MIC可以超过1米。根据一个实施例，中间部分壳体长度L_MIC可以超过8米。应当注意，任何在此示例的内半径R_MIC可以与任何在此示例的壳体长度L_MIC相结合。

此外，应当注意，壳体20可以具有多边形的中间部分98。这种多边形壳体形状的一个示例是具有至少三个壳体壁部分的壳体，这三个壳体壁部分连接起来形成滚磨机的腔室25。在这种情况下，应当注意，为了本公开的目的，具有中间部分98的滚磨机壳体可以被认为具有大致圆柱形的形状，该中间部分具有至少六个连接起来形成腔室25a的壳体壁部分，该壳体具有至少三个壳体壁部分，这三个壳体壁部分连接起来形成腔室25。因此，为了本公开的目的，具有六边形形状的中间部分98的滚磨机壳体可以被认为具有大致圆柱形的形状。

在图1所示的示例中，输入侧80包括用于固体材料块110的第一输入端100。固体材料110可以包括岩石和矿石块，这些块具有各种尺寸。然而，可能已经处理供给到第一输入端100中的固体材料110，使得存在最大固体材料粒度。最大固体材料粒度可以是某个最大输入固体颗粒体积V_ISPM。固体材料110可以例如包括颗粒体积高达十(10)立方分米的矿石块，即单个输入固体颗粒具有小于或至多十(10)立方分米的最大输入固体颗粒体积V_ISP。或者，最大固体材料粒度可以是某个最大输入固体颗粒直径D_ISPM。因此，单个输入固体颗粒具有小于或至多250mm的最大输入固体颗粒直径D_ISP。

颗粒可以包括有用的矿物质以及被认为不太有用的矿物质。不太有用的矿物可以称为废矿物。为了能够从废矿物中分离有用的矿物，固体材料110在滚磨机10中研磨。从滚磨机10传递的研磨的输出材料95可以包括直径约为0.1mm的颗粒。

根据一些实施例，滚磨机10操作，以执行干研磨。根据一个实施例，滚磨机10球磨机，该球磨机操作以执行干研磨。根据一个实施例，滚磨机10是球磨机，其用于将硬质物质的颗粒研磨成被称为水泥的粉末。关于这一点，应当注意，波特兰水泥(一种水凝水泥)是通过在称为煅烧的过程中加热石灰石(即碳酸钙)和其他材料(例如，粘土)而制成的，煅烧从碳酸钙中释放出二氧化碳分子，以形成氧化钙或生石灰，氧化钙或生石灰然后与混合物中的其他材料化学结合，以形成硅酸钙和其他粘结性化合物。根据一个实施例，然后使用上述用于干研磨的球磨机10，将所得硬物质与一定量的石膏一起研磨成粉末，以制造水泥。

根据一些实施例，滚磨机10操作，以执行固体材料110的研磨。使用操作以执行固体材料110的研磨的滚磨机10的研磨过程的示例是采矿业中的滚磨机10。根据一些实施例，采矿业滚磨机10操作，以执行固体材料110的研磨，固体材料包括有用矿物和被认为不太有用的矿物的混合物。根据一些实施例，采矿业滚磨机10是自生(AG)磨机。或者，采矿业滚磨机10是半自生(SAG)磨机。根据一些实施例，采矿业滚磨机10是球磨机10。

根据一些实施例，固体材料110是具有金属含量的矿石。固体材料110中的平均金属含量可以例如高于0.1％。根据一些实施例，固体材料110具有超过5％的期望金属的平均金属含量。

或者，固体材料110中的平均金属含量可以是例如50％。根据一些实施例，固体材料110具有超过40％的期望金属的含量。根据一些实施例，固体材料110具有超过40％的期望金属的含量，期望金属是铁。在这种情况下，应当注意，固体材料110中期望金属的含量会影响滚磨机10中的装料密度。因此，根据一些实施例，滚磨机10中的装料密度可以指示滚磨机10中的装料中的期望金属和废矿物之间的关系。

因此，根据一些实施例，可以通过提供液体120来促进研磨过程。通过提供液体120来促进研磨过程的一个示例是用于采矿业的滚磨机。根据一些实施例，液体120在滚磨机10的输入侧80的第二输入端130处进入滚磨机10。

在旋转壳体20中，固体材料110的输入块与输入液体120混合，以形成装料30。

当输入液体120的密度不同于输入固体材料110的密度时，可以通过控制输入液体120和输入固体材料110的比例来控制装料30的密度。因此，当输入液体120的密度低于输入固体材料110的密度时，可以通过增加输入液体120的量来降低装料30的密度。

输入液体120可以包括水。水的密度约为每立方米997公斤。输入固体材料块的密度通常高于输入液体的密度。输入固体材料块通常具有超过每立方米1500千克的密度。输入固体材料110可以包括矿石，该矿石含有与其他矿物混合的有用矿物。

有用矿物的一个示例是含有金属的矿物，例如，铝或铁。铝的密度约为每立方米2700公斤。铁的密度约为每立方米7870公斤。上述“其他矿物”可以包括例如花岗岩或其他岩石块。花岗岩的密度约为每立方米2700公斤。

表1提供了固体材料和相应材料特性的一些示例。

表1

在矿物学领域，韧性一词描述了矿物对断裂、串珠、切割或其他形式变形的抵抗力。

如果一种材料在受到应力时，只有很小的弹性变形而没有明显的塑性变形就断裂，那么这种材料就是脆性的。脆性材料在断裂前吸收的能量相对较少，即使是高强度材料也是如此。

一种有延展性的材料能够通过敲打或施压而延展或成形。柔软的材料能够被机械力拉动或拉伸而不断裂。

抗压强度或压缩强度是材料或结构承受倾向于减小尺寸的负荷的能力。相比之下，抗拉强度是材料或结构承受倾向于伸长的负荷的能力。换言之，抗压强度抵抗压缩(被推在一起)，而抗拉强度抵抗拉伸(被拉开)。

滚磨机10的输出侧90可以包括分离器，用于将输出材料95传递到输出端200，并用于保留粒度超过极限值的材料块。分离器可以包括筛网，该筛网被配置为筛出粒度小于特定极限值的材料块，以作为输出材料95传递到输出端200上。从滚磨机10传递的研磨的输出材料95可以包括直径小于某一极限输出颗粒直径的颗粒。极限输出颗粒直径可以是0.1mm。

滚磨机10的生产质量的一个量度可以是输出颗粒直径小于45μm的输出颗粒的比例(在此处，μm表示微米)，或者每小时输出颗粒直径小于45μm的输出颗粒的量。

此外，希望获得高效率的研磨过程。研磨过程效率的一个方面是单位时间内研磨材料的量。因此，希望提高或优化粒度小于极限值的研磨固体材料的千克/小时数。然而，该数值通常是送入滚磨机10的固体材料的公吨/小时。

研磨过程效率的另一个方面是每能量单位的研磨材料量，以最小化研磨过程的能量消耗。因此，希望提高或优化以千克/千瓦时的研磨固体材料表示的产量，研磨固体材料的粒度小于极限值。在这种情况下，应当注意，滚磨机通常可能具有超过4兆瓦的功耗。一些滚磨机的平均功耗为10兆瓦，一些滚磨机的峰值功耗可能需要20兆瓦。在这种情况下，应当注意，当滚磨机具有10兆瓦的平均功率消耗时，能量消耗是每小时10000千瓦时。因此，当滚磨机一年每天24小时运行时，即使研磨过程能量效率的小幅提高(例如，百分之一(1％)提高)每年可节约600万千瓦时的能源。

滚磨机10中研磨过程的效率取决于影响滚磨机10内部状态的多个变量。影响滚磨机10中研磨过程的效率的一个变量是滚磨机10的填充度。因此，希望控制输入固体材料110的流入，以便实现最佳填充度。

为了使来自滚磨机10的输出材料95的量最大化，因此希望控制输入材料110的流入，以便保持滚磨过程的最佳状态。滚磨过程的最佳内部状态可以包括壳体20的一定填充度，即一定的装料体积。因此，对滚磨机10中的研磨过程的效率有影响的一个变量是进料速率，即每单位时间供给到滚磨机10中的固体材料颗粒的量。

对滚磨机10中研磨过程的效率有影响的另一个变量是输入固体材料颗粒110的矿物学性质。在这方面，应当注意，矿物学是地质学的一个学科，专门研究矿物的物理性质以及矿物的化学和晶体结构。此外，装料30中的颗粒的矿物学性质不是随时间恒定的，因为固体材料110(例如，来自矿井的矿石)的成分通常随时间变化。装料30中颗粒的矿物学特性的变化会影响滚磨机10的研磨过程的效率。因此，由于材料装料30中颗粒的矿物学特性的变化，研磨过程的效率可能随时间而变化。因此，如果材料的加料保持不变，则在一定的时间跨度内，研磨过程的效率降低会导致磨机10中的装料体积增加。因此，除非充分告知滚磨机的操作员磨机10中的当前装料体积，否则还存在过载的风险，在最坏的情况下，这可能导致研磨过程的完全停止。

对研磨过程的效率有影响的另一个变量是供给到滚磨机10中的固体材料颗粒110的尺寸分布。根据一些实施例，控制固体材料颗粒110的进料，使得在第一输入端100上提供的一定比例的固体材料颗粒110具有大于一立方分米的单个体积，从而提高研磨过程的效率。已经得出结论，控制固体材料颗粒110的进料，使得在第一输入端100上提供的一定比例的固体材料颗粒110具有大于一立方分米的单个体积，增加了研磨过程的效率，特别是当滚磨机是AG磨机或SAG磨机时。

壳体20通常是不透明的，即，在滚磨机10的操作过程中不可能目视检查壳体中的装料。此外，在滚磨机10的操作过程中滚磨的重矿石的运动阻止了在壳体20的内部放置相机或其他灵敏的探测器。

本文件的一个目的是描述用于在操作期间改进对滚磨机内部状态的监控的方法和系统。本文件的另一个目的是描述用于改进的人机界面(HCI)的方法和系统，该人机界面与操作期间滚磨机的内部状态有关。本文件的另一个目的是描述用于与滚磨机10中的研磨过程相关的改进的图形用户界面的方法和系统。

发明人意识到，在滚磨机10的操作过程中，可能存在机械振动V_IMP，指示旋转壳体20的内表面上的突起(例如，升降机)和材料装料30的趾部205中的至少一个颗粒之间的冲击。发明人还考虑到这种机械振动V_IMP可以指示滚磨机10的当前内部状态和/或研磨过程的当前状态。当突起(例如，升降机)与腔室25中的材料装料30的趾部205中的颗粒交互时，会生成机械振动V_IMP。旋转运动的升降机和材料装料30之间的交互的冲击力F_IMP导致材料装料30的趾部205中的至少一个颗粒加速，该冲击导致机械冲击振动V_IMP。事实上，冲击力F_IMP可以引起机械冲击振动V_IMP，其指示滚磨机10的当前内部状态和/或指示研磨过程的当前状态。

放置在腔室25外部的传感器70可以检测在滚磨机10的操作期间由腔室25中的装料30的颗粒的交互引起的振动。因此，参考图1，传感器70能够根据壳体20旋转时生成的机械振动或冲击脉冲生成测量信号S_EA。因此，测量信号S_EA可以取决于并指示在滚磨机10的操作过程中突起(例如，升降机)和材料装料30的趾部205中的至少一个颗粒之间的冲击力F_IMP。

传感器70例如可以是加速度计70，其被配置为生成测量信号S_EA，该测量信号的幅度取决于冲击力F_IMP。发明人得出结论，可能存在指示滚磨机10的当前内部状态和/或研磨过程的当前状态的机械振动V_IMP，但是用于测量振动和/或用于分析和/或用于可视化这种振动的传统方法迄今可能是不充分的。

提供分析设备150，用于监控滚磨过程。分析设备150可以根据测量信号S_EA生成指示滚磨过程的内部状态的信息。生成测量信号S_EA的传感器70耦接到分析设备150的输入端140，以便将测量信号S_EA传送到分析设备150。分析设备150还具有第二输入端160，用于根据壳体20的旋转位置接收位置信号E_P。

提供位置传感器170，以根据壳体20的旋转位置生成位置信号E_P。如上所述，壳体20可围绕旋转轴60旋转，因此位置传感器170可以生成具有一系列壳体位置信号值P_S的位置信号E_P，用于指示壳体20的瞬时旋转位置。位置标记180可以设置在壳体20的外表面上，使得当壳体20围绕旋转轴60旋转时，壳体每转每一圈，位置标记180就经过位置传感器170一次，从而使位置传感器170生成旋转标记信号P_S。这种旋转标记信号P_S可以具有电脉冲的形式，该电脉冲具有可以被精确检测的边缘，并且指示被监控的壳体20的特定旋转位置。分析设备150可以根据位置信号E_P生成指示壳体20的转速f_ROT的信息，例如，通过检测旋转标记信号PS之间的持续时间。当位置传感器170是光学装置(例如，激光发射器)时，位置标记180可以是例如光学装置180(例如，反射镜180)，该光学装置被配置为当激光反射的强度由于激光束照射反射镜180而改变时生成旋转标记信号P_S。或者，当位置传感器170是被配置为检测变化的磁场的装置170时，位置标记器180可以是例如磁性装置180，例如，强磁体180。被配置为检测变化的磁场的装置的一个示例是包括感应线圈的装置，该感应线圈将响应于变化的磁场而生成电流。因此，被配置为检测变化的磁场的装置170被配置为当经过磁性装置180时生成旋转标记信号P_S。或者，位置传感器170可以由编码器170实现，编码器170机械地耦接到旋转磨机壳体20，使得旋转磨机壳体20每转一圈，编码器就生成例如一个标记信号P_S。

系统5可以包括控制室220，控制室允许研磨机操作员230操作滚磨机10。分析设备150可以被配置为生成指示滚磨机10的内部状态的信息。分析设备150还包括设备人机界面(HCI)210，用于实现用户输入和用户输出。HCI 210可以包括显示器或屏幕210S，用于提供分析结果的视觉指示。显示的分析结果可以包括指示滚磨过程的内部状态的信息，用于使操作员230能够控制滚磨机。

滚磨机进料控制器240被配置为传递固体材料进料速率设定点R_SSP，并且也可以可选地传递液体进料速率设定点R_LSP。根据一些实施例，设定点值R_SSP由操作员230设定。根据一些实施例，设定点值R_LSP也由操作员230设定。因此，滚磨机进料控制器240可以包括磨机进料用户输入/输出界面250，使得操作员能够调节固体材料进料速率R_S和/或液体进料速率R_L。

如上所述，滚磨机的输入侧80包括用于固体材料块110的第一输入端100，并且可选地，输入侧80还可以具有用于液体120(例如，水)进入腔室25的第二输入端130。固体材料110可以通过传送带260传递到第一输入端100。传送带260以传送带速度运行，以固体材料进料速率R_S将固体材料110传递到第一输入端100。

在滚磨机10运行期间，在滚磨机10的特定内部状态下，固体材料进料速率R_S可以是例如每分钟10000千克。类似地，在滚磨机10运行期间，在滚磨机10的特定内部状态下，液体进料速率R_L可以是例如每分钟1000千克。

在图1中通过可控阀270的符号示意性地示出了液体进料速率R_L的控制，该可控阀从滚磨机进料控制器240接收液体进料速率设定点R_LSP。类似地，在图1中通过可控阀280的符号示意性地示出了对固体材料进料速率R_SF的控制，该可控阀从滚磨机进料控制器240接收固体材料进料速率设定点R_SSP。

图2是沿图1的线A-A截取的剖视图的另一个示例，示出了壳体20的中间部分98的更详细的示例。壳体20具有面向腔室25的内部壳体表面22，所述内部壳体表面22包括多个突起310。根据一些实施例，提供了至少两个突起310。图2所示的示例壳体20包括12个突起310，其在壳体20的内部壳体表面22上彼此等距放置。突起310可被配置为随着壳体围绕轴线60旋转时而接合并提升材料30。因此，突起310可以被称为升降机310。

在图2中，在顺时针方向以转速f_ROT旋转期间示出壳体20。升降机310包括从壳体内表面22向壳体20的中心突出的结构，例如，内部结构、纹理、条、突起等。升降机310(也称为突起310)具有前缘312，当滚磨机10绕轴线60旋转时，该前缘接合并提升材料装料30，使得材料在内部腔室25内自行落下。在一个示例中，升降机310包括安装在内部壳体表面壁22上的细长杆，以便至少部分地衬在磨机10的内部壳体表面22上。在其他示例中，升降机310与内部壳体表面壁22一体地形成为单个整体的一部分。根据一些实施例，突起310的前缘312是等距的。因此，参考图2所示的示例壳体20，包括十二个突起310，其中，每个突起310具有前缘312，任意两个相邻前缘312之间的角距离为30°。在这种情况下，应当注意，当在内部壳体表面22上有L个突起310时，L个突起310被定位成使得突起310的前缘312是等距的，则任意两个相邻前缘312之间的角距离是360/L°。

在图2所示的示例中，位置传感器170以固定的方式安装，使得生成具有一系列位置信号值PS的位置信号E_P，用于指示壳体20的瞬时旋转位置。位置标记装置180可以设置在壳体20的外壁表面上，使得当壳体20围绕旋转轴60旋转时，壳体每转一圈，位置标记180经过位置传感器170一次，从而使得位置传感器170生成旋转标记信号值PS。

图3是图1所示的分析设备150的一个示例的示意框图。分析设备150具有用于从振动传感器70接收模拟振动信号S_EA的输入端140。输入端140连接到模数(A/D)转换器330。A/D转换器330以特定采样频率f_S对接收到的模拟振动信号S_EA进行采样，以便传递具有所述特定采样频率f_S的数字测量数据信号S_MD，并且其中，每个样本的幅度取决于采样时刻接收到的模拟信号的幅度。在耦接到数据处理装置350的数字输出端340上传递数字测量数据信号S_MD。

参考图3，数据处理装置350耦接到用于存储程序代码的存储器360。程序存储器360优选地是非易失性存储器。存储器360可以是读/写存储器，即，能够从存储器读取数据，又能够向存储器360写入新数据。根据一个示例，程序存储器360由闪存实现。程序存储器360可以包括用于存储第一组程序代码380的第一存储段370，该第一组程序代码是可执行的，以便控制分析设备150执行基本操作。程序存储器360还可以包括用于存储第二组程序代码394的第二存储段390。第二存储器段390中的第二组程序代码可以包括用于使分析设备150处理检测信号的程序代码。信号处理可以包括用于生成指示滚磨机的内部状态的信息的处理，如在本文件的其他地方所讨论的。此外，信号处理可以包括滚磨机内部状态的控制，如在本文件的其他地方所讨论的。因此，信号处理可以包括生成指示滚磨机内部状态的数据，如结合例如图5、图15和/或图24的状态参数提取器450的实施例所公开的。

存储器360还可以包括用于存储第三组程序代码410的第三存储器段400。第三存储器段400中的程序代码组410可以包括用于使分析设备执行所选分析功能的程序代码。当执行分析功能时，可以使分析设备在用户界面210、210S上呈现相应的分析结果，或者在端口420上传递分析结果。

数据处理装置350还耦接到用于数据存储的读/写存储器430。因此，分析设备150包括数据处理器350和用于使数据处理器350执行某些功能的程序代码，包括数字信号处理功能。当在本文档中声明设备150执行某一功能或某一方法时，该声明可以意味着计算机程序在数据处理装置350中运行，以使得设备150执行本文件中描述的那种方法或功能。

处理器350可以是数字信号处理器。数字信号处理器350也可以被称为DSP。或者，处理器350可以是现场可编程门阵列电路(FPGA)。因此，计算机程序可以由现场可编程门阵列电路(FPGA)执行。或者，处理器350可以包括处理器和FPGA的组合。因此，处理器可以被配置为控制FPGA的操作。

图4是程序存储器360及其内容的简化示意图。简化的图示旨在传达对在存储器360中存储不同程序功能的一般思想的理解，并且不一定是程序将被存储在真实存储器电路中的方式的正确技术教导。第一存储段370存储用于控制分析设备150执行基本操作的程序代码。尽管图4的简化图示示出了伪代码，但是应当理解，程序代码可以由机器代码或者可以由数据处理装置350(图3)执行或解释的任何级别的程序代码构成。

图4所示的第二存储器段390存储第二组程序代码394。当在数据处理装置350上运行时，段390中的程序代码394将使分析设备150执行功能，例如，数字信号处理功能。该功能可以包括数字测量数据信号S_MD的高级数学处理。

可以从服务器计算机下载用于控制分析设备150的功能的计算机程序。这意味着通过通信网络传输要下载的程序。这可以通过调制载波在通信网络上传送程序来实现。因此，下载的程序可以加载到数字存储器中，例如，存储器360(参见图3和4)。因此，程序380和/或信号处理程序394和/或分析功能程序410可以经由诸如端口420(图1和图3)等通信端口接收，以便将其加载到程序存储器360中。

因此，本文件还涉及一种计算机程序产品，例如，程序代码380和/或程序代码394和/或程序代码410，其可加载到设备的数字存储器中。计算机程序产品包括软件代码部分，当所述产品在设备150的数据处理单元350上运行时，用于执行信号处理方法和/或分析功能。术语“在数据处理单元上运行”意味着计算机程序加上数据处理装置350执行本文件中描述的那种方法。

措词“可加载到分析设备的数字存储器中的计算机程序产品”意味着计算机程序可以被引入到分析设备150的数字存储器中，以便实现被编程为能够或适于执行本文中描述的那种方法的分析设备150。术语“加载到设备的数字存储器中”意味着以这种方式编程的设备能够或适于执行本文中描述的功能和/或本文件中描述的方法。上述计算机程序产品也可以是可加载到计算机可读介质(例如，光盘或DVD)上的程序380、394、410。这种计算机可读介质可以用于将程序380、394、410传送给客户端。如上所述，可替换地，计算机程序产品可以包括载波，调制该载波，以通过通信网络传送计算机程序380、394、410。因此，计算机程序380、394、410可以通过互联网下载从供应商服务器传送到具有分析设备150的客户端。

图5是示出分析设备150的一个示例的框图。在图5的示例中，一些功能块表示硬件，一些功能块可以表示硬件，或者可以表示通过在数据处理装置350上运行程序代码而实现的功能，如结合图3和4所讨论的。

图5中的设备150示出了图1和/或图3中所示的分析设备150的示例。为了简化理解，图5还示出了耦接到设备150的一些外围装置。振动传感器70耦接到分析设备150的输入端140，以将模拟测量信号S_EA(也称为振动信号S_EA)传递到分析设备150。

此外，位置传感器170耦接到第二输入端160。因此，位置传感器170将取决于壳体20的旋转位置的位置信号E_P传递到分析设备150的第二输入端160。

输入端140连接到模数(A/D)转换器330。A/D转换器330以特定采样频率f_S对接收到的模拟振动信号SEA进行采样，以便传递具有所述特定采样频率f_S的数字测量数据信号S_MD，并且其中，每个样本的幅度取决于采样时刻接收到的模拟信号的幅度。在数字输出端340上传送数字测量数据信号S_MD，该数字输出端耦接到数据处理单元440。数据处理单元440包括示出所执行的功能的功能块。就硬件而言，数据处理单元440可以包括数据处理单元350、程序存储器360和读/写存储器430，如上面结合图3和4所描述的。因此，图5的分析设备150可以包括数据处理单元440和用于使分析设备150执行某些功能的程序代码。

数字测量数据信号S_MD与位置信号E_P并行处理。因此，A/D转换器330可以被配置为在采样模拟振动信号S_EA的同时采样位置信号E_P。位置信号E_P的采样可以使用相同的采样频率f_S来执行，以便生成数字位置信号E_PD，其中，每个样本P(i)的幅度取决于在采样时刻的接收的模拟位置信号E_P的幅度。

如上所述，模拟位置信号E_P可以具有标记信号值P_S，例如，以电脉冲的形式，该标记信号值具有可以被精确检测的幅度边缘，并且指示被监控的壳体20的特定旋转位置。因此，尽管模拟位置标记信号P_S具有可以精确检测的幅度边缘，但是数字位置信号E_PD将在不同的时间从第一值(例如，“0”(零))切换到第二值，例如，“1”(一)。

因此，A/D转换器330可以被配置为传递与对应的位置信号值P(i)相关联的一系列测量值对S(i)。S(i)和P(i)中的字母“i”表示时间点，即样本号。因此，可以通过分析位置信号值P(i)的时间序列并识别指示数字位置信号E_PD已经从第一值(例如，“0”(零)切换到第二值(例如，“1”(一))的样本P(i)，来检测所述旋转壳体的旋转参考位置的出现时间。

图6A是由A/D转换器330传递的信号对S(i)和P(i)的图示。

图6B是由A/D转换器330传递的信号对S(i)和P(i)的序列的图示。第一信号对包括与采样时刻“n”相关联的第一振动信号幅度值S(n)，其与第一位置信号值P(n)同时传送，与采样时刻“n”相关联。其后是第二信号对，其包括与采样时刻“n+1”相关联的第二振动信号幅度值S(n+1)，该第二振动信号幅度值与和采样时刻“n+1”相关联的第二位置信号值P(n+1)同时传送，依此类推。

参考图5，将信号对S(i)和P(i)传送到状态参数提取器450。状态参数提取器450被配置为基于测量样本值S(i)的时间序列生成幅度峰值S_P(r)。幅度峰值S_P(r)可取决于旋转壳体的内部壳体表面上的突起310与材料装料30的趾部205交互时生成的冲击力F_IMP(参见图2)。

状态参数提取器450还被配置为基于幅度峰值S_P(r)的出现时间与所述旋转壳体的旋转参考位置的出现时间之间的时间持续时间(T_D)来生成时间关系值R_T(j)，也被称为R_T(r)。如上所述，可以通过分析位置信号值P(i)的时间序列并识别指示数字位置信号E_PD已经从第一值(例如，“0”(零))切换到第二值(例如，“1”(一))，来检测所述旋转壳体的旋转参考位置的出现时间。

图7是示出了状态参数提取器450的一部分的示例的框图。根据一个示例，状态参数提取器450包括存储器460。状态参数提取器450适于接收测量值S(i)的序列和位置P(i)的信号序列以及它们之间的时间关系，并且状态参数提取器450适于提供时间耦接值序列S(i)、f_ROT(i)和P(i)。因此，单个测量值S(i)与相应的速度值f_ROT(i)相关联，速度值f_ROT(i)指示在检测相关联的单个测量值S(i)时壳体20的转速。这将在下面参考图8-13详细描述。

图8是存储器460及其内容的示例的简化图示，并且存储器460图示左手侧的列#01、#02、#03、#04和#05提供了旨在示出编码器脉冲信号P(i)(参见列#02)的检测时间和相应的振动测量值S(i)(参见列#03)之间的时间关系的说明性图像。

如上所述，模数转换器330以初始采样频率f_S对模拟电测量信号S_EA进行采样，以生成数字测量数据信号S_MD。也可以基本相同的初始时间分辨率f_S检测编码器信号P，如图8的列#02所示。

列#01示出了作为一系列时隙的时间进程，每个时隙具有持续时间dt＝l/f_Sample；其中f_Sample是与对模拟电测量信号S_EA进行采样的初始采样频率f_S具有整数关系的采样频率。根据优选示例，采样频率f_Sample是初始采样频率f_S。根据另一个示例，采样频率f_Sample是第一降低的采样频率f_SR1，与初始采样频率f_S相比，其降低了整数倍M。

在图8的列#02中，编码器信号P的每个正边缘由“1”表示。在这个示例中，在第3、第45、第78和第98个时隙中检测到编码器信号P的正边缘，如列#02所示。根据另一个示例，检测位置信号的负边缘，这提供了与检测正边缘等效的结果。根据又一示例，位置信号的正边缘和负边缘都被检测，以便通过允许稍后选择是使用正边缘还是负边缘来获得冗余。

列#03示出了振动样本值S(i)的序列。列#05示出了当执行整数抽取时振动样本值S(j)的相应序列。因此，当由该级执行整数抽取时，可以例如被设置成提供整数抽取因子M＝10，并且如图8所示，将为每十个样本S(i)(参见图8中的列#03)提供一个振动样本值S(j)(参见图8中的列#05)。根据一个示例，通过将列#04中的PositionTime信号设置为值PT＝3，来保持与抽取的振动样本值S(j)相关的非常精确的位置和时间信息PT，以便指示在时隙#03中检测到正边缘(参见列#02)。因此，整数抽取之后的PositionTime信号的值指示相对于采样值S(l)的位置信号边缘P的检测时间。

在图8的示例中，样本i＝3处的位置时间(PositionTime)信号的幅度值是PT＝3，并且由于抽取因子M＝10，使得在时隙10中传送样本S(l)，这意味着在样本S(l)的时隙之前的M-PT＝10-3＝7个时隙中检测到边缘。

因此，设备150可以操作，以与振动样本S(i)并行地处理关于编码器信号P(i)的正边缘的信息，以便通过从检测模拟信号到建立速度值f_ROT的上述信号处理，保持编码器信号P(i)的正边缘和相应的振动样本值S(i)和/或整数抽取的振动样本值S(j)之间的时间关系。

图9是示出操作图7的状态参数提取器450的方法的示例的流程图。

根据一个示例，状态参数提取器450分析(步骤S#10)三个连续接收的位置信号之间的时间关系，以便确定被监控的旋转壳体20是处于恒速阶段还是处于加速阶段。如上所述，可以基于存储器460中的信息来执行该分析(参见图8)。

如果分析显示在位置信号之间有相同数量的时隙，则状态参数提取器450断定(在步骤#20)速度是恒定的，在这种情况下，执行步骤S#30。

在步骤S#30中，状态参数提取器450可以通过将时隙dt＝1/fs的持续时间乘以两个连续位置信号之间的时隙数量来计算两个连续位置信号之间的持续时间。当被监控的壳体20每转一整圈提供一次位置信号时，转速可以被计算为

V＝1/(n_diff*dt)，

其中，n_diff＝两个连续位置信号之间的时隙数。在恒速阶段期间，与三个分析的位置信号相关联的所有样本值S(j)(参见图8中的列#05)可以被分配相同的速度值f_ROT＝V＝1/(n_diff*dt)，如上所述。此后，可以对接下来的三个连续接收的位置信号再次执行步骤S#10。或者，当重复步骤S#10时，先前的第三位置信号P3将用作第一位置信号P1(即P1：＝P3)，从而确定速度是否即将改变。

如果分析(步骤S#10)显示第一个和第二个位置信号之间的时隙数量不同于第二个和第三个位置信号之间的时隙数量，则状态参数提取器450断定(在步骤S#20)被监控的旋转壳体20处于加速阶段。加速度可以是正的，即转速增加，或者加速度可以是负的，即转速降低，也被称为减速。

在下一步骤S#40中，状态参数提取器450操作，以建立加速阶段期间的瞬时速度值，并将每个测量数据值S(j)与瞬时速度值Vp相关联，该瞬时速度值指示在检测到与该数据值S(j)相对应的传感器信号(S_EA)值时被监控的磨机壳体的转速。

根据一个示例，状态参数提取器450操作，以通过线性插值来建立瞬时速度值。根据另一个示例，状态参数提取器450操作，以通过非线性插值建立瞬时速度值。

图10是示出用于执行图9的步骤40的方法的示例的流程图。根据一个示例，假设加速度对于两个相互邻近的位置指示器P之间的持续时间具有恒定值(参见图8中的列#02)。因此，当

·每转一圈就传递一次位置指示器P，以及

·齿轮比是1/1：则

-旋转壳体20在两个相互邻近的位置指示器P之间行进的角距离是一(1)圈，也可以表示为360°，以及

-持续时间为T＝n_diff*dt，

■其中，n_diff是两个相互邻近的位置指示器P之间的持续时间dt的时隙数量。

参考图8，在时隙il＝#03中检测到第一位置指示器P，在时隙i2＝#45中检测到下一个位置指示器P。因此，持续时间是n_diff1＝i2-i1＝45-3＝42个时隙。

因此，在步骤S#60中(结合图8参见图10)，状态参数提取器450操作，以在最初的两个连续位置信号P1和P2之间，即在位置信号P(i＝3)和位置信号P(i＝45)之间，建立第一数量的时隙n_diff1。

在步骤S#70中，状态参数提取器450操作，以计算第一转速值VT1。第一转速值VTL可以被计算为

VT1＝1/(n_diff1*dt)，

其中，VT1是以每秒转数表示的速度，

n_diff1＝两个连续位置信号之间的时隙数；以及

dt是一个时隙的持续时间，用秒表示。

由于假设加速度在两个彼此邻近的位置指示器P之间的持续时间内具有恒定值，所以计算的第一速度值VT1被分配给两个连续位置信号之间的中间的时隙(步骤S#80)。

因此，在这个示例中，其中，在时隙i_P1＝#03中检测到第一位置指示器P1，并且在时隙i_P2＝#45中检测到下一个位置指示器P2；第一个中间时隙是

时隙i_P1-2＝i_P1+(i_P2-i_P1)/2＝3+(45-3)/2＝3+21)＝24。

因此，在步骤S#80中，可以将第一转速值VT1分配给时隙(例如，时隙i＝24)，该时隙表示比检测第二位置信号边缘P(i＝45)的时间点更早的时间点，参见图8。

将速度值追溯分配给表示两个连续位置信号之间的时间点的时隙，有利地使得速度值的不准确性显著降低。尽管获得滚磨机壳体20的瞬时转速值的现有技术方法对于在几个相互不同的转速下建立恒定速度值可能是令人满意的，但是当用于在加速阶段建立旋转滚磨机壳体20的速度值时，现有技术解决方案似乎是不令人满意的。

相比之下，根据该文件中公开的示例的方法使得即使在加速阶段也能够以有利的小幅不准确度建立速度值。

在随后的步骤S#90中，状态参数提取器450操作，以在接下来的两个连续位置信号之间建立第二数量的时隙n_diff2。在图8的示例中，这是时隙45和时隙78之间的时隙数n_diff2，即n_diff2＝78-45＝33。

在步骤S#100中，状态参数提取器450计算第二转速值VT2。第二转速值VT2可以被计算为：

VT2＝Vp61＝1/(n_diff2*dt)，

其中，n_diff2＝接下来的两个连续位置信号P2和P3之间的时隙数。因此，在图8的示例中，n_diff2＝33，即时隙45和时隙78之间的时隙数。

由于可以假设加速度在两个彼此邻近的位置指示器P之间的持续时间内具有恒定值，所以计算的第二速度值VT2被分配(步骤S#110)给两个连续位置信号之间的中间的时隙。

因此，在图8的示例中，计算的第二速度值VT2被分配给时隙61，因为45+(78-45)/2＝61,5。因此，时隙61处的速度被设置为

V(61)：＝VT2。

因此，在这个示例中，其中，在时隙i2＝#45中检测到一个位置指示器P，并且在时隙i3＝#78中检测到下一个位置指示器P；第二个中间时隙是以下内容的整数部分：

i_P2-3＝i_P2+(i_P3-i_P2)/2＝45+(78-45)/2＝45+33/2＝61,5

因此，时隙61是第二个中间时隙i_P2-3。

因此，在步骤S#110中，可以有利地将第二速度值VT2分配给一个时隙(例如，时隙i＝61)，该时隙表示比检测第三位置信号边缘P(i＝78)的时间点更早的时间点，参见图8。该特征使得能够对转速进行稍微延迟的实时监控，同时实现检测速度的更高精度。

在下一步骤S#120中，计算相关时间段的第一加速度值。第一加速度值可以被计算为：

a12＝(VT2-VT1)/((i_VT2-i_VT1)*dt)

在图8的示例中，第二速度值VT2被分配给时隙61，因此i_VT2＝61，第一速度值VT1被分配给时隙24，因此i_VT1＝24。

因此，由于dt＝1/fs，加速度值可以被设置为

a12＝fs*(VT2-VT1)/(i_VT2-i_VT1)

用于时隙24和时隙60之间的时间段，在图8的示例中。

在下一步骤S#130中，状态参数提取器450操作，以将所建立的第一加速度值a11与所建立的加速度值a12有效的时隙相关联。这可以是第一速度值VT1的时隙和第二速度值VT2的时隙之间的所有时隙。因此，所建立的第一加速度值a12可以与第一速度值VT1的时隙和第二速度值VT2的时隙之间的持续时间的每个时隙相关联。在图8的示例中，是时隙25到60。这在图8的列#07中示出。

在下一步骤S#140中，状态参数提取器450操作，以建立与所建立的加速度值有效的持续时间相关联的测量值s(j)的速度值。因此，为每个时隙建立速度值，该时隙

与测量值s(j)相关联，并且

与建立的第一加速度值a12相关联。

在线性加速期间，即当加速度a恒定时，任何给定时间点的速度由以下等式给出：

V(i)＝V(i-1)+a*dt，

其中，

V(i)是在时隙i的时间点的瞬时速度

V(i-1)是紧接在时隙i之前的时隙时间点的瞬时速度

a是加速度

dt是时隙的持续时间

根据一个示例，可以以这种方式连续计算从时隙25到时隙60的每个时隙的速度，如图8中的列#08所示。因此，可以以这种方式建立与检测到的测量值Se(25)、Se(26)、Se(27)...Se(59)和Se(60)相关联的瞬时速度值Vp，检测到的测量值与加速度值a12相关联(参见图8中的列#08连同列#03以及列#07中的时隙25至60)。因此，可以以这种方式建立与检测的测量值S(3)、S(4)、S(5)和S(6)相关联的瞬时速度值S(j)[参见列#05]，检测到的测量值与加速度值a12相关联。

根据另一个示例，与第一测量值s(j)＝S(3)相关的时隙30的瞬时速度可以被计算为：

V(i＝30)＝Vp30＝VT1+a*(30-24)*dt＝Vp24+a*6*dt

与第一测量值s(j)＝S(4)相关的时隙40的瞬时速度可以被计算为：

V(i＝40)＝Vp40＝VT1+a*(40-24)*dt＝Vp40+a*16*dt

或者作为：

V(i＝40)＝Vp40＝V(30)+(40-30)*dt＝Vp30+a*10*dt

与第一测量值s(j)＝S(5)相关的时隙50的瞬时速度随后可以被计算为：

V(i＝50)＝Vp50＝V(40)+(50-40)*dt＝Vp40+a*10*dt

并且与第一测量值s(j)＝S(6)相关的时隙60的瞬时速度可以随后被计算为：

V(i＝60)＝Vp50+a*10*dt

如上所述，当与所建立的加速度值相关联的测量样本值S(i)[参见图8中的列#03]已经与瞬时速度值相关联时，可以在所述状态参数提取器450的输出端传送包括测量样本值S(i)的时间序列的数据阵列，每个值与速度值V(i)，f_ROT(i)相关联。或者，如果希望抽取采样率，可以如下进行：如上所述，当与建立的加速度值相关联的测量采样值S(j)[参见图8中的列#05]已经与瞬时速度值相关联时，可以在所述状态参数提取器450的输出端上传送包括测量样本值S(j)的时间序列的数据阵列，每个值与速度值V(j)，f_ROT(j)相关联。

参考图11，描述了方法的另一个示例。根据该示例，状态参数提取器450操作，以记录(参见图11中的步骤S#160)所述位置信号(E_P)的位置信号值P(i)的时间序列，使得在至少一些记录的位置信号值(P(i))之间，例如，在第一位置信号值P1(i)和第二位置信号值P2(i)之间，存在第一时间关系n_diff1。根据一个示例，接收第二位置信号值P2(i)并将其记录在时隙(i)中，该时隙在接收第一位置信号值P1(i)之后ndiffl个时隙到达(参见图11中的步骤S#160)。然后，接收第三位置信号值P3(i)并将其记录(参见图11中的步骤S#170)在时隙(i)中，该时隙在接收第二位置信号值P2(i)之后ndiff2个时隙到达。

如图11中的步骤S#180所示，状态参数提取器450可以操作，以计算关系值

a12＝ndiff1/ndiff2

如果关系值a12等于一(unity)或基本上等于一，则状态参数提取器450操作，以确定速度是恒定的，并且可以根据恒定速度相位方法继续计算速度。

如果关系值a12大于一，则该关系值指示百分比速度增加。

如果关系值a12小于一，则该关系值指示百分比速度降低。

关系值a12可以用于基于时间序列开始时的速度VI计算时间序列结束时的速度V2，例如，作为

V2＝a12*V1

图12是示出用于执行图9的步骤S#40的方法的示例的流程图。根据一个示例，假设加速度在两个彼此邻近的位置指示器P之间的持续时间内具有恒定值(参见图8中的列#02)。因此，当

·每转一圈就传递位置指示器P一次，并且

·齿轮比是1/1：则

-两个彼此邻近的位置指示器P之间移动的角距离为1圈，也可以表示为360°，以及

-持续时间是T＝n*dt，

■其中，n是前两个彼此邻近的位置指示器P1和P2之间持续时间dt的时隙数量。

在步骤S#200中，第一转速值VT1可以被计算为

VT1＝1/(ndiff1*dt)，

其中，VT1是以每秒转数表示的速度，

ndiff1＝两个连续位置信号之间的时隙数；以及

dt是时隙的持续时间，用秒表示。dt的值例如可以是初始采样频率f_S的倒数。

由于假设加速度在两个彼此邻近的位置指示器P之间的持续时间内具有恒定值，所以计算的第一速度值VT1被分配给两个连续位置信号P(i)

和P(i+ndiff1)之间的中间的第一中间时隙。

在步骤S#210中，第二速度值VT2可以被计算为

VT2＝1/(ndiff2*dt)，

其中，VT2是以每秒转数表示的速度，

ndiff2＝两个连续位置信号之间的时隙数；以及

由于假设加速度在两个彼此邻近的位置指示器P之间的持续时间内具有恒定值，所以所计算的第二速度值VT2被分配给两个连续位置信号P(i+ndiff1)和P(i+ndiff1+ndiff2)之间的中间的第二中间时隙。

此后，速度差V_Delta可以被计算为

V_Delta＝VT2-VT1

该速度差V_Delta值可以除以第二中间时隙和第一中间时隙之间的时隙数。所得值指示相邻时隙之间的速度差dV。当然，如上所述，这假设加速度恒定。

然后可以根据所述第一转速值VT1和指示相邻时隙之间的速度差的值来计算与所选时隙相关联的瞬时速度值。

如上所述，当与第一中间时隙和第二中间时隙之间的时隙相关联的测量样本值S(i)已经与瞬时速度值相关联时，在所述状态参数提取器450的输出端传递包括测量样本值S(i)的时间序列的数据阵列，每个值与速度值V(i)相关联。瞬时速度值V(i)也可以称为f_ROT(i)。

总之，根据一些示例，可以根据以下因素建立第一瞬时速度值VT1：

第一位置信号P1与第二位置信号P2之间的角距离δ-FI_p1-p2，并且依赖于

相应的持续时间δ-T_p1-p2＝t_P2-t_P1。

此后，可以根据以下因素建立第二瞬时速度值VT2

第二位置信号P2和第三位置信号P3之间的角距离δ-FI_P2-P3，并且依赖于

相应的持续时间δ-T_p2-p3＝t_P2-t_P1。

此后，可通过第一瞬时速度值VT1和第二瞬时速度值VT2之间的插值来建立旋转壳体20的瞬时速度值。

换言之，根据示例，可以基于角距离δ-FI_p1-p2、δ-FI_P2-P3和三个连续位置信号之间的相应持续时间来建立两个瞬时速度值VT1和VT2，并且此后，可以通过第一瞬时速度值VT1和第二瞬时速度值VT2之间的插值来建立旋转壳体20的瞬时速度值。

图13是示出一系列时间上连续的位置信号P1、P2、P3，...的示图，每个位置信号P指示被监控的壳体20的一整圈。因此，以秒计的时间值沿着水平轴向右增加。

垂直轴指示转速，以每分钟转数(RPM)分级。

参考图13，示出了根据一个示例的方法的效果。可以根据下式建立第一瞬时速度值V(t₁)＝VT1：

第一位置信号p1和第二位置信号P2之间的角距离δ-FI_p1-p2，并且依赖于

相应的持续时间δ-T_p1-p2＝t_P2-t_P1。通过将角距离δ-FI_p1-p2除以相应的持续时间(t_P2-t_P1)获得的速度值表示旋转壳体20在第一中间时间点t₁的速度V(t₁)，也称为mtp(中间时间点)，如图13所示。

此后，可以根据下式建立第二瞬时速度值V(t₂)＝VT2：

第二位置信号P2和第三位置信号P3之间的角距离δ-FI，并且依赖于

相应的持续时间δ-T2-3＝t_P3-t_P2。

如图13所示，通过将角距离δ-FI除以相应的持续时间(t_P3-t_P2)获得的速度值表示在第二中间时间点t₂(第二mtp)旋转壳体20的速度V(t₂)。

此后，可以通过第一瞬时速度值VT1和第二瞬时速度值VT2之间的插值来建立第一中间时间点和第二中间时间点之间的时间值的瞬时速度值，如曲线f_ROTint所示。

在数学上，这可以用下面的等式来表示：

V(t12)＝V(t1)+a*(t12-t1)

因此，如果可以在两个时间点(t1和t2)检测壳体20的速度，并且加速度a是恒定的，则可以计算任意时间点的瞬时速度。特别地，在时间T12(t₁之后t₂之前的时间点)的壳体速度V(t12)可以通过下式计算：

V(t12)＝V(t₁)+a*(t12-t₁)

其中，

a是加速度，以及

t₁是第一中间时间点t₁(参见图13)。

可以通过执行相应的方法步骤来实现如上所述的速度值的建立以及参考图20、图21和图22所述的补偿抽取，并且这可以通过存储在存储器60中的计算机程序94来实现，如上所述。计算机程序可以由DSP 50执行。或者，计算机程序可以由现场可编程门阵列电路(FPGA)来执行。

当处理器350执行相应的程序代码380、394、410时，如上所述的速度值f_ROT(i)的建立可以由分析设备150执行，如上面结合图4所讨论的。数据处理器350可以包括中央处理单元350，用于控制分析设备14的操作。或者，处理器50可以包括数字信号处理器(DSP)350。根据另一个示例，处理器350包括现场可编程门阵列电路(FPGA)。现场可编程门阵列电路(FPGA)的操作可以由可以包括数字信号处理器(DSP)350的中央处理单元350控制。

与滚磨机中的装料的趾部相关的数据的识别

如上所述，滚磨机壳体20具有面向腔室25的内部壳体表面22，内部壳体表面22包括多个突起310，也称为升降机，其可以被配置为当壳体围绕轴线60旋转时接合并提升材料30(例如，参见图2)。设置在面向腔室25的内部壳体表面22上的突起310的数量在本文用变量L来表示。尽管图2示出了有十二个突起310的情况，即L＝12，但是突起310的数量L可以更高或更低。根据一些实施例，突起310的数量L可以是至少一个，即突起310的数量L可以是L＝1。根据一些实施例，突起310的数量L可以是大于L＝1的任何数量。根据一些实施例，突起310的数量L可以是L＝2至L＝60范围内的任何值。根据一些实施例，突起310的数量L可以是L＝2至L＝35范围内的任何值。

突起310的数量L是与分析由磨机壳体20的旋转引起的振动相关的重要因素。发明人认识到，突起310与装料的趾部的交互，迫使装料的材料在突起310的运动方向上加速，从而导致机械振动V_IMP。发明人还认识到，由突起310与装料的趾部的交互引起的这种机械振动V_IMP将是重复的，即存在重复频率f_R。参考图2，应当注意，其示出了当突起310C冲击材料装料30的趾部205时的旋转磨机壳体20。突起310C对趾部205中的大量材料的冲击导致趾部的大量材料在突起310C的运动方向A_ACC上加速，该加速导致对突起310C的前缘表面的力F_IMP。顺便说一下，这个冲击力F_IMP可以被估计为一个数量级：

F_IMP＝m₂₀₅*a₂₀₅

其中，

m₂₀₅是加速的趾部的质量，

a₂₀₅是趾部的加速度的量。

因此，测量信号S_MD(例如，参见图5)可以包括至少一个取决于旋转运动的滚磨机壳体20的振动运动的振动信号签名S_FIMP；其中，所述振动信号签名S_FIMP具有重复频率f_R，该频率取决于旋转运动的滚磨机壳体20的转速f_ROT。

此外，振动信号签名S_FIMP的峰值幅度的大小似乎取决于冲击力F_IMP的大小。

因此，发明人得出结论，振动信号签名S_FIMP的能量或幅度的测量值似乎指示冲击力F_IMP的大小。

取决于旋转运动的磨机壳体20的振动运动的振动信号签名S_FIMP的存在因此可以提供被监控的滚磨机壳体20的装料的趾部205的指示。事实上，取决于旋转运动的磨机壳体20的振动运动的振动信号签名S_FIMP可以提供被监控的滚磨机壳体20的装料的趾部205的位置的指示，相对于参考位置值指示该位置。

发明人得出结论，由突起310与装料趾部的交互引起的机械振动V_IMP的重复频率f_R取决于设置在内部壳体表面22上的突起310的数量L和壳20的转速f_ROT。

当被监控的滚磨机壳体20以恒定的转速旋转时，这种重复频率f_R可以根据每时间单位的重复或者根据被监控的壳体的每转的重复来讨论，而不区分两者。然而，如果滚磨机壳体20以可变的转速旋转，事情会更加复杂，如在本公开的其它地方所讨论的，例如，结合图20、21、22A、22B和22C。事实上，就检测到的振动信号的模糊而言，似乎即使是磨机壳体的转速的非常小的变化，也可能对检测到的信号质量产生很大的不利影响。因此，对磨机壳体20的转速f_ROT的非常精确的检测显得至关重要。

此外，发明人认识到，不仅机械振动V_IMP的幅度，而且机械振动V_IMP的发生时间，都可以指示与滚磨机中的装料趾部205相关的数据。因此，测量信号S_MD(例如，参见图5)可以包括至少一个取决于旋转运动的滚磨机壳体20的振动运动的振动信号幅度分量S_FIMP；

其中，所述振动信号幅度分量S_FIMP具有重复频率f_R，该重复频率：

取决于旋转运动的滚磨机壳体20的转速f_ROT，并且还

取决于设置在磨机壳体20的内部壳体表面22上的突起310的数量L；以及

其中，在以下各项之间存在时间关系：

重复振动信号幅度分量S_FIMP的出现，以及

具有第二重复频率f_P的位置信号P(i)的出现，该频率取决于旋转运动的滚磨机壳体20的转速f_ROT。

关于恒定的转速，发明人得出结论，如果转速f_ROT是恒定的，则包括振动样本值S(i)的时间序列的数字测量信号S_MD具有重复频率f_R，该重复频率取决于设置在内部壳体表面22上的突起310的数量L。

状态参数提取器450可以可选地包括耦接成接收数字测量信号S_MD或取决于数字测量信号S_MD的信号的快速傅立叶变换(FFT)。关于具有旋转壳体20的滚磨机的分析，分析高于旋转壳体20的旋转频率f_ROT的信号频率可能是令人感兴趣的。在这种情况下，壳体20的旋转频率f_ROT可以被称为“1阶”。如果感兴趣的信号在壳体的每转中出现十次，则该频率可被称为10阶，即重复频率f_R(以Hz测量)除以转速f_ROT(以每秒转数rps测量)等于10Hz/rps，即Oi＝fR/f_ROT＝10阶。

将最大阶数称为Y，FFT中的频率区的总数用作Z，发明人得出结论，根据一个示例，以下公式适用：

Oi*Z＝X*Y。

相反，X＝Oi*Z/Y，其中，

Y是最大阶数；以及

Z是FFT产生的频谱中的频率区数，以及

Oi是被监控的滚磨机壳体中的突起310的数量L。

应该设置上述变量Y、Z和Oi，以便使变量X为正整数。结合上述示例，应当注意，FFT分析器被配置为在旋转壳体20每转一圈接收一次参考信号，即位置标记信号值PS。如结合图2所述，位置标记装置180可以设置在壳体20的外壁表面上，使得当壳体20围绕旋转轴60旋转时，壳体每转一圈，位置标记180经过位置传感器170一次，从而使位置传感器170生成旋转标记信号值PS。

顺便提及，参考FFT分析器设置的上述示例，得到的整数X可以指示被监控的滚磨机壳体20的转数，在此期间分析数字信号S_MD。根据一个示例，上述变量Y、Z和Oi可以通过人机界面HCI 210、210S来设置(参见例如图1和/或图5和/或图15)。

如上所述，突起310也可以被称为升降机310。考虑当数字测量信号S_MD被传送到FFT分析器时的情况：在这种情况下，当FFT分析器被设置用于10个突起时，即L＝10，并且Z＝160个频率仓，并且用户对分析高达Y＝100阶的频率感兴趣，则X的值变成X＝Oi*Z/Y＝10*160/100＝16。因此，当需要Z＝160个频率仓时，需要在16次壳体旋转(X＝16)期间进行测量，突起的数量是L＝10；并且用户对分析高达Y＝100阶的频率感兴趣。结合FFT分析器的设置，阶次值Y可以指示数字测量信号S_MD中要分析的最高频率。

根据一些实施例，当FFT分析器被配置为在旋转壳体20每转一圈接收一次参考信号，即位置标记信号值PS时，FFT分析器的设置应该满足以下标准：

整数值Oi被设置为等于L，即壳体20中突起的数量，并且

选择可设置变量Y和Z，使得数学表达式Oi*Z/Y变成正整数。换言之：当整数值Oi被设置为等于L时，那么可设置变量Y和Z应该被设置为整数值，以便使变量X为正整数，

其中，X＝Oi*Z/Y

根据一个示例，可以通过从一组值中选择一个值Z来设置仓的数量Z。频率分辨率Z的可选值组可以包括

Z＝200

Z＝400

Z＝800

Z＝1600

Z＝3200

恒速阶段的一个示例

如结合图9中的步骤S#30所述，状态参数提取器450可以识别恒速阶段，即壳体20的恒定转速f_ROT的状态。

图14示出了运行期间旋转磨机壳体20的中间部分98的剖视图的另一个示例。该视图可以例如沿着图1的线A-A截取。根据图14的示例，滚磨机壳体20具有六个突起310，其被配置为当壳体围绕轴线60旋转时接合材料装料30，即数量L＝6。

壳体20的内径可以是例如600厘米，转速可以是恒定的，例如每分钟13.6转。为了这个示例的目的，采样频率是这样的，即每转有n＝7680个样本，壳体20的转速为f_ROT。

当每转有一个位置信号并且转速f_ROT恒定或基本恒定时，对于磨机壳体20的每转，将有恒定或基本恒定数量的振动样本值S(i)。为了这个示例的目的，位置信号P(0)指示振动样本i＝0，如表2所示(参见下文)。出于示例的目的，位置信号P(0)相对于壳体20的位置可能不重要，只要重复频率f_P取决于旋转运动的滚磨壳体20的转速f_ROT。因此，如果壳体20每转一圈位置信号E_P有一个脉冲，数字位置信号每转一圈也将有一个位置信号值P(i)＝1，其余的位置信号值为零。

表2

因此，在某一恒定速度f_ROT下，每转可能有n个时隙，如表2所示，n可以是正整数。在表2的示例中，n＝7680。

每转有一个位置信号P，我们知道位置信号将每n个时隙重复一次，因为转速f_ROT是恒定的。因此，通过计算可以生成多个虚拟位置信号P_C。在一个示例中，考虑生成虚拟位置信号P_C。为每个突起310提供一个虚拟位置信号P_C可以用于建立以下之间的时间关系：

重复振动信号幅度分量S_FIMP的出现以及

位置信号P(i)的出现，其具有第二重复频率f_P，该频率取决于旋转运动的滚磨机壳体20的转速f_ROT。

在磨机壳体中具有L个等距的突起310，并且每转具有一个位置信号P和恒定转速f_ROT，可以为每个突起生成一个虚拟位置信号P_C，从而位置信号P、P_C的总数均匀分布。因此，如表3所示，当每转提供n个时隙时，位置信号P或P_C将出现在每n/L个采样值位置。在表3中，n＝7680，L＝6，因此每1280个样本提供一个位置信号P_C，计算的位置信号表示为1C。

可以假设，在磨机壳体20的单次旋转期间，磨机的趾部205的位置基本上是恒定的。由于振动信号幅度分量S_FIMP、S_P是由突起和装料的趾部的交互产生的，所以将以每个突起310一个振动信号幅度分量S_FIMP、Sp的频率重复。因此，可以假设：

重复振动信号幅度分量S_FIMP、S_p的出现以及

位置信号P、PC的出现之间的时间关系对于L个数据块中的每一个基本上是恒定的，在这个示例中L＝6。

表3示出了位置信号值P(i)的时间进程的原理，计算出的位置信号值P(i)被表示为“1C”。

表3

表4

表5

表4是具有n/L＝7680/6＝1280个连续时隙的第一块(即块I)的示意图。应该理解的是，如果在壳体20完整旋转的持续时间内存在恒速阶段(参见图9)，则块I至VI(参见表3)中的每一个将具有与表4中示出的块I相同的外观。

根据本公开的实施例，参考表4中的列#03，分析振动样本值S(i)，用于检测振动信号签名S_FIMP。振动信号签名S_FIMP可以表现为峰值幅度样本值S_P。根据一个示例，参考表4中的列#03，振动样本值S(i)由峰值检测器分析，用于检测峰值样本值S_P。参考表5，峰值分析导致最高振动样本幅度值S(i)的检测。在所示的示例中，振动样本幅度值S(i＝760)被检测为保持最高峰值S_P。

已经检测到峰值S_P位于时隙760中，可以建立重复振动信号幅度分量S_P的出现和位置信号P(i)的出现之间的时间关系。在表5中，传送位置信号P(i)的时隙分别表示为0％和100％，并且其间的所有时隙可以用其相应的位置来标记，如表5中的列#02所示。如表5的列#02中的示例所示，时隙号i＝760的时间位置是时隙i＝0和时隙i＝1280之间的时间距离的59％的位置。换言之，760/1280＝0.59＝59％。

因此，发明人得出结论：

重复振动信号幅度分量S_FIMP的出现与

位置信号P(i)的出现

之间的时间关系可以用作旋转壳体20中两个连续突起310之间的装料的趾部205的相对物理位置的指示。

因此，可以通过下式获得被表示为两个相邻前缘之间的距离的百分比(参见图2中的312C和312D，结合表5)的趾部205的位置：

对从样本号N₀＝0中的第一参考信号出现到样本号N_B＝1280中的第二参考信号出现的样本总数(N_B-N₀＝N_B-0＝N_B＝1280)进行计数，以及

对从在N₀＝0处的第一参考信号出现到在样本号N_P处的峰值幅度值S_P出现的另一个样本数(N_P-N₀＝N_P-0＝N_P)进行计数，以及

基于所述另一数量N_P和所述总数N_B生成所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))。这可以概括为：

R_T(r)＝R_T(760)＝(N_P-N₀)/(N_B-N₀)＝(760-0)/(1280-0)＝0.59＝59％

因此，相对趾部位置可以由下式产生：

对从第一参考信号出现到第二参考信号出现的样本总数(N_B)进行计数，以及

对从第一参考信号出现到在样本号N_P处的峰值幅度值S_P出现的另一个样本数(N_P)进行计数，以及

基于所述样本数N_P和所述样本总数(即N_B)之间的关系生成所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))。

参考图14，应当注意，在所示的时间点，位置标记180被描绘为刚好经过位置传感器170的位置。因此，所示的时间点可以是由时隙1280指示的时间点，即当生成位置信号P(i＝1280)时。由于壳体沿顺时针方向旋转，最近的样本峰值S_P是由突起310A与趾部205的冲击产生的(参见图14和表5)。因此，被检测为保持最高峰值S_P的振动样本幅度值S(i＝760)出现在位置信号P(i＝1280)出现之前的时间T_SP＝dt*(1280-760)。

因为S＝v*t，其中，S＝距离，v＝恒定速度，t是时间，所以时间关系可以直接转换成距离。因此，表5的列#02可被视为指示趾部205在突起310A和突起310B之间的距离的59％的位置处的物理位置(参见图14连同表5的列#02)。

根据另一个示例，参考表6，重复振动信号幅度分量S_P的出现和位置信号P(i)的出现之间的时间关系可以被认为是以度表示的相位偏差。

表6

事实上，通过使用位置信号作为数字测量信号S_MD，S(i)，S(j)的参考信号，并以某种方式调整快速傅立叶转换器的设置，快速傅立叶转换器可以用于提取幅度峰值以及相位值，如下所述。因此，当突起310A和突起310B之间的总距离被视为360°时，表6的列#02可被视为指示趾部205在突起310A和突起310B之间的距离的75°的位置213处的物理位置(参见图14连同表6的列#02)。当表示为两个相邻突起310之间的距离的一部分时，趾部205的物理位置可以称为脚趾205的相对位置。换言之，本公开提供了一种识别滚磨机中的装料的趾部205的相对趾部位置的方式。因此，本公开提供了一种生成指示趾部205的位置的信息的方式，当被表示为旋转壳体20中两个相邻突起310之间的距离的一部分时。参考图15和图16，相对趾部位置可以表示为相角FI(r)，如下面结合图15和图16所讨论的。根据该公开的实施例，相对趾部位置可以表示为百分比(参见上表5的列#02)。此外，根据该公开的实施例，相对趾部位置可以表示为持续时间，或者持续时间的一部分。如上所述，结合表5，由于S＝v*t，其中，S＝距离，v＝突起的速度，t是时间，所以时间关系可以直接转换成距离。在这种情况下，应当注意，突起的速度v取决于壳体20的角速度f_ROT和壳体20的半径R_MIC(参见图14)。

图15是示出状态参数提取器450的示例的框图。图15的状态参数提取器450包括接收数量振动信号S_MD，S(i)和数字位置信号(Pi)的壳体速度检测器500。壳体速度检测器500也可以称为壳体速度值生成器500。壳体速度检测器500可以基于接收的数量振动信号S_MD，S(i)和数字位置信号(Pi)生成三个信号S(j)，P(j)和f_ROT(j)。这可以例如以上面关于图7至13描述的方式来实现。在这方面，应当注意，可以同时传送三个信号S(j)，P(j)和f_ROT(j)，即这些信号都与相同的时隙j相关。换言之，可以以同步的方式提供三个信号S(j)、P(j)和f_ROT(j)。以同步方式提供诸如S(j)、P(j)和ROT(j)等信号，有利地提供了关于各个信号的信号值之间的时间关系的准确信息。因此，例如，由壳体速度值生成器500传递的速度值f_ROT(j)指示在检测幅度值S(j)时壳体20的瞬时转速。

应当注意，由壳体速度值生成器500传递的信号S(j)和P(j)相对于壳体速度值生成器500接收的信号S(i)和(Pi)延迟。还应当注意，信号S(j)和P(j)相对于信号S(i)和(Pi)同等地延迟，因此保持了两者之间的时间关系。换言之，信号S(j)和P(j)同步延迟。

壳体速度检测器500可以传递指示转速是否在足够长的时间内保持恒定的信号，在这种情况下，信号S(j)和P(j)可以传递给快速傅立叶转换器510。

如上所述，变量Y、Z和L应该被设置成使得变量X为正整数。根据一个示例，上述变量Y、Z和L可以通过人机界面HCI 210、210S来设置(参见例如图1和/或图5和/或图15)。如上所述，得到的整数X可以指示被监控的滚磨机壳体20的转数，在此期间，数字信号S(j)和P(j)由FFT510分析。因此，基于变量Y、Z和L的设置，FFT 510可以生成指示测量会话的分析持续时间的值X，并且在测量会话之后，FFT 510传递一组状态值Sp(r)和FI(r)。

状态值Sp(r)和FI(r)中的概念“r”表示时间点。应当注意，从在FFT 510的输入端接收第一对输入信号S(j)，P(j)直到从FFT 510传送一对状态值Sp(r)和FI(r)可能存在时间延迟。一对状态值Sp(r)和FI(r)可以基于输入信号对S(j)，P(j)的时间序列。输入信号对S(j)、P(j)的时间序列的持续时间应该包括至少两个连续的位置信号值P(j)＝1和相应的输入信号对。

如下所述，状态值Sp(r)和FI(r)也可以分别称为C_L和φ_L。如上关于图2所述，振动信号S_EA，S_MD，S(j)，S(r)将呈现指示突起与趾部205的冲击的信号签名S_FIMP，并且当壳体20中有L个突起310时(参见图1结合图15和图14)，壳体20的每转一圈，该信号签名S_FIMP将重复L次。

为了传达对该信号处理的直观理解，考虑叠加原理和诸如正弦信号等重复信号可能是有帮助的。正弦信号可以呈现幅度值和相位值。简而言之，叠加原理也称为叠加性质，指出对于所有线性系统，由两个或多个刺激在给定地点和时间引起的净响应是每个刺激单独引起的响应的总和。声波就是这种刺激的一种。同样，振动信号(例如，包括指示突起与趾部205的冲击的信号签名S_FIMP的振动信号S_EA、S_MD、S(j)、S(r))是这种刺激的一种。事实上，包括信号签名S_FIMP的振动信号S_EA、S_MD、S(j)、S(r)可以被认为是正弦信号的总和，每个正弦信号呈现幅度值和相位值。在这方面，参考傅立叶级数(参见下面的等式1)：

n＝∞

F(t)＝∑C_nsin(nωt+Φ_n)

n＝0(等式1)

其中，

n＝0一段时间内信号的平均值(可以为零，但不必为零)

n＝1对应于信号F(t)的基频。

n＝2对应于信号F(t)的一次谐波部分。

ω＝角频率，即(2*π*f_ROT)

f_ROT＝以每秒周期数表示的壳体转速

t＝时间

φ_n＝第n个分音的相位角

C_n＝第n个分音的幅度

从上面的傅立叶级数可以得出，时间信号可以被认为是由多个正弦信号的叠加组成的。

泛音是任何大于信号基频的频率。在上面的示例中，应当注意，基频将是f_ROT，即壳体转速，因为壳体20每转一圈，FFT 510仅接收一次标记信号值P(j)＝1(例如参见图14)。

使用傅立叶分析模型，基音和泛音一起被称为分音(partial)。谐波或者更准确地说谐波分音是其频率是基频的整数倍的分音(包括基频，基频本身是1倍)。

参考图15和上面的等式1，FFT 510可以传递n＝L的幅度值C_n(r)，即C_L(r)＝Sp(r)。FFT 510还可以传递分音(n＝L)的相位角，即φL(r)＝FI(r)。

现在考虑一个示例，当磨机壳体以每分钟10转(rpm)的速度旋转时，该壳体具有十(10)个突起310。10rpm的速度表示每6秒钟旋转一周，即f_ROT＝0,1667转/秒。具有十个突起(即L＝10)并以f_ROT＝0,1667转/秒的速度运行的壳体使得与突起310相关的信号的重复频率f_R为1,667Hz，因为重复频率f_R是10阶频率。

位置信号P(j)、P(q)(参见图15)可以用作数字测量信号S(j)、S(r)的参考信号。根据一些实施例，当FFT分析器被配置为在旋转壳体20每转一圈接收一次参考信号，即位置信号P(j)、P(q)时，FFT分析器的设置应该满足以下标准：

整数值Oi被设置为等于L，即壳体20中突起的数量，并且

选择可设置的变量Y和Z，使得数学表达式Oi*Z/Y变成正整数。换言之：当整数值Oi被设置为等于L时，则可设置的变量Y和Z应该被设置为整数值，以便使变量X为正整数，

其中，X＝Oi*Z/Y

Y是最大阶数；以及

Z是由FFT产生的频谱中的频段数，并且

Oi是感兴趣的频率，表示为阶数的整数，并且其中，f_ROT是阶数为1的频率，即基频。换言之，壳体20的转速f_ROT是基频，L是壳体20中突起的数量。

使用上面的设置，即整数值Oi被设置为等于L，并且参考上面的图15和等式1，FFT510可以传递n＝L的幅度值C_n，即C_L＝Sp(r)。FFT 510还可以传递部分(n＝L)的相位角，即φ_L＝FI(r)。

因此，根据本公开的实施例，当旋转壳体20每转一圈，FFT 510接收一次位置参考信号P(j)，P(q)时，则FFT分析器可被配置为生成信号的峰值幅度值C_L，该信号的重复频率f_R是L阶频率，其中，L是旋转壳体20中的等距定位的突起310的数量。参考本公开中上面关于等式1的讨论，重复频率f_R是L阶频率的信号的幅度可以被称为C_n，其中，n＝L，即C_L。参考等式1和图15，可以传递幅度值C_L，作为峰值幅度值，在图15中表示为Sp(r)。

再次参考上面的等式1，在本公开中，可以传递其重复频率f_R为L阶频率的信号的相角值φ_L，作为时间指示值，该时间指示值指示冲击力F_IMP的出现和所述旋转壳体的旋转参考位置的出现之间的持续时间T_D1。

因此，根据本公开的实施例，当旋转壳体20每转一圈，FFT 510接收一次位置参考信号P(j)，P(q)时，则FFT分析器可被配置为生成重复频率f_R为L阶频率的信号的相位角值φ_L，其中，L是旋转壳体20中的等距定位的突起310的数量。

因此，使用上面的设置，即整数值Oi被设置为等于L，并且参考上面的图15和等式1，FFT 510可以生成相位角值φ_L。

结合图1参考图15，状态值Sp(r)＝C_L和FI(r)＝φ_L可以被传送到人机界面(HCI)210，用于提供分析结果的视觉指示。如上所述，显示的分析结果可以包括指示滚磨过程的内部状态的信息，用于使操作员230能够控制滚磨机。

图16是分析结果的视觉指示的示例的图示。根据一个示例，分析结果的视觉指示可以包括提供极坐标系统520。极坐标系统是二维坐标系，其中，平面上的每个点由距参考点530的距离和距参考方向540的角度确定。参考点530(类似于笛卡尔坐标系的原点)被称为极点530，并且来自极点的在参考方向上的射线是极轴。到极点的距离称为径向坐标、径向距离或简称半径，角度称为角坐标、极角或方位角。根据一个示例，幅度值Sp(r)用作半径、时间关系值FI(r)、φ(r)、T_D用作角度坐标。

以这种方式，通过在显示器210S上提供内部状态指标对象550，可以显示被监控的滚磨机的内部状态(图16结合图1)。图16结合图1和图14可能有助于理解以下示例。

因此，一个示例涉及电子滚磨机监控系统150、210S，用于生成和显示与滚磨机10中的研磨过程相关的信息，滚磨机10具有壳体20，该壳体以转速f_ROT围绕轴线60旋转，用于通过在旋转壳体中滚磨材料装料来研磨材料装料30。示例监控系统150包括：

在屏幕显示器210S上表示所述滚磨机中的所述研磨过程的内部状态的计算机实现的方法，

该方法包括：

在所述屏幕显示器210S上显示

极坐标系统520，所述极坐标系统520具有

参考点(O，530)，以及

参考方向(0°，360°，540°)；以及

第一内部状态指标对象(550，S_P1，T_D1)，其指示所述研磨过程的所述内部状态，距所述参考点(O)具有第一半径(Sp(r)，S_P1)，并且相对于所述参考方向(0°，360°，540°)具有第一极角(FI(r)，φ(r)，T_D，T_D1)，

所述第一半径(Sp(r)，S_P1)指示当旋转壳体的内部壳体表面上的突起(310)与装料材料(30)的趾部部分205交互时生成的冲击力(F_IMP)，并且

所述第一极角(F1(r)，φ(r)，T_D，T_D1)指示旋转壳体20中两个突起310之间的趾部205的位置。

如上所述，状态参数提取器450可以被配置为生成连续的状态值对Sp(r)和FI(r)。状态参数提取器450还可以分别生成状态值Sp(r)和FI(r)的时间导数值。这可以例如通过从最近的状态值Sp(r)除以两个值之间的持续时间中减去最近的先前状态值Sp(r-1)来完成。类似地，可以获得内部状态值FI的数值导数。因此，可以生成导数值dSp(r)和dFI(r)。导数值dSp(r)和dFI(r)可以用于指示第一内部状态指标对象(550，S_P1，T_D1)的移动。

图17和图18是分析结果的视觉指示的另一个示例的图示。参考图17和18，上述导数值可以用于在所述屏幕显示210S上显示箭头560，该箭头560起源于第一内部状态指示器对象(550，S_P1，T_D1)的位置，并且具有取决于导数值的幅度的延伸。换言之，没有箭头560意味着内部状态是稳定的，在一段时间内没有改变。图18中的箭头560比图17中的箭头560长，从而指示图18中所示的研磨机的内部状态比图17中所示的研磨机的内部状态变化更快。

图19A和图19B示出了根据滚磨机10的内部状态的分析结果的视觉指示的另一个示例。最近内部状态指标对象550(r)指示磨机10的当前内部状态。另一个内部状态指标对象550(r-1)指示磨机10的最近的先前内部状态。

显示为小空心圆的内部状态指标对象550(1)指示填充度几乎为空的磨机10的内部状态。应当注意，当从空载状态启动滚磨机时，初始内部状态指标对象出现在初始极角φ(1)处，该极角表示最先检测到的磨机的趾部位置。在图19A和图19B中，从小的空心圆550(1)开始，前三十一(31)个检测到的趾部位置被表示为空心圆。基于实验测量，似乎初始极角φ(1)可以用作参考趾部位置值。因此，初始极角φ(1)可以称为参考趾部位置值φ_TR。对于其内部状态由图19A和图19B所示的显示器210S表示的特定滚磨机，参考趾部位置对应于大约47°的角度值φ_TR，如图19A和图19B所示。

前三十一(31)个检测到的趾部位置用空心圆表示，而其后的趾部位置序列用阴影圆表示，其中一个阴影圆在图19A中表示为550(p)。图19A中的阴影圆表示磨机壳体20的填充度高于空心圆表示的填充度。图19A中的实心黑色圆表示磨机壳体20的填充度高于阴影圆所示的填充度。因此，应当注意，初始的最低检测到的填充度似乎由相对较小的半径表示，即在初始极角φ(1)处的低峰值幅度值Sp。

参考图19A，逐渐增加的检测到的趾部位置FI(r)以及以相应的方式逐渐增加的磨机壳体20的填充度呈现了从第一内部状态指标对象550(1)开始，在逆时针方向上向外旋转的螺旋臂的图像，如图19A中的弯曲箭头560A所示。

以这种方式，可以表示和可视化滚磨机20的当前内部状态，使得其对磨机系统5的操作员230直观地有意。应当注意，尽管如图17所示，单个内部状态指标对象550的显示表示当前的内部状态或者最近检测到的磨机10的内部状态，但是如图19A所示，范围从初始状态550(1)经由中间状态(例如，550(p)和550(r-1)到550(r))的内部状态指标对象的时间进程的显示表示当前的内部状态550(r)以及磨机10的几个更早的内部状态550(p)、550(p+1)、550(r-1)的历史。

换言之，逐渐增大的极角F1(r)与逐渐增大的半径值S_p(r)相结合，呈现了从第一内部状态指标对象550(1)开始向外旋转的旋臂的图像，如图19A中的弯曲箭头560A所示。从第一内部状态指标对象550(1)的初始极角φ(1)到当前或最近检测到的趾部位置FI(r)的螺旋臂的“角长度”似乎指示绝对趾部位置205(例如，参见图2和图14)。关于这一点，应当注意，图19A的极坐标系统520中的360°对应于两个相邻突起(例如，图2中的312C和312D)的前缘之间距离的100％。

变速相状态参数提取器的示例

如上所述，如果滚磨机壳体20以可变转速f_ROT旋转，则测量数据的分析更加复杂。事实上，就拖尾效应而言，似乎即使磨机壳体的转速发生非常小的变化，也会对检测到的信号质量产生很大的不利影响。因此，对磨机壳体20的转速f_ROT的非常精确的检测似乎是至关重要的，并且对任何速度变化的精确补偿似乎也是至关重要的。

参考图15，壳体速度检测器500可以传递指示转速何时变化的信号，如结合图9所讨论的。再次参考图15，信号S(j)和P(j)以及速度值f_ROT(j)可以被传送到速度变化补偿抽取器470。速度变化补偿抽取器470也可以称为分数抽取器。抽取器470被配置为基于接收的速度值f_ROT(j)抽取数字测量信号S_MD。根据一个示例，抽取器470被配置为通过可变抽取因子D抽取数字测量信号S_MD，在测量会话期间基于可变速度值f_ROT(j)调整可变抽取因子D。因此，补偿抽取器470被配置为生成抽取的数量振动信号S_MDR，使得当所述转速变化时，所述旋转壳体每次旋转的样本值的数量保持在恒定值，或者保持基大致恒定值。根据一些实施例，当每次旋转的样本值的数量变化小于5％时，所述旋转壳体的每次旋转的样本值的数量被认为是基本恒定的值。根据优选实施例，当每次旋转的样本值的数量变化小于1％时，所述旋转壳的每次旋转的样本值的数量被认为是基本恒定的值。根据最优选的实施例，当每次旋转的样本值的数量变化小于0.2％时，所述旋转壳的每次旋转的样本值的数量被认为是基本恒定的值。

因此，图15的实施例包括分数抽取器470，用于以抽取因子D＝N/U抽取采样率，其中，U和N都是正整数。因此，分数抽取器470有利地使采样率抽取分数。因此，速度变化补偿抽取器470可以操作，以通过分数D＝N/U来抽取信号S(j)和P(j)和f_ROT(j)。根据一个实施例，U和N的值可以选择在从2到2000的范围内。根据一个实施例，U和N的值可以选择在从500到1500的范围内。根据又一实施例，U和N的值可以选择在从900到1100的范围内。在本文中，应当注意，术语“分数”的背景如下：分数(来自拉丁语fractus，“破碎”)表示整体的一部分，或者更一般地，任何数量的相等部分。在正的公分数中，分子和分母都是自然数。分子表示一些相等的部分，分母表示有多少部分组成一个单位或一个整体。公分数是表示有理数的数量。同样的数量也可以用小数、百分数或负指数来表示。例如，0.01、1％和10-2都等于分数1/100。因此，分数D＝N/U可以被认为是一个逆分数。

因此，由分数抽取器470传递的结果信号S_MDR具有采样率：

f_SR＝f_S/D＝f_S*U/N

其中，f_S是由分数抽取器470接收的信号S_RED的采样率。

分数值U/N取决于在输入端口490上接收的速率控制信号。速率控制信号可以是指示旋转壳体的转速f_ROT的信号。

抽取器的可变抽取器值D可以被设置为D＝f_S/f_SR，其中，f_S是A/D转换器的初始采样率，f_SR是指示被抽取的数量振动信号S_MDR中每转的样本数量的设定点值。例如，当在磨机壳体中有十二(12)个要被监控的突起时，设定点值f_SR可以被设置为每转768个样本，即每转的样本数被设置为抽取的数量振动信号S_MDR中的fsr。补偿抽取器470被配置为以抽取的数量振动信号S_MDR的规则间隔生成位置信号P(q)，该规则间隔取决于设定点值f_SR。例如，当f_SR被设置为每转768个样本时，位置信号P(q)可以随着抽取的振动信号S(q)的每768个样本传送一次。

因此，输出数据值R(q)的采样频率f_SR(也称为f_SR2)比输入采样频率f_S低一个因子D。因子D可以被设置为大于1的任意数，并且可以是分数，如本公开中其他地方所讨论的。根据优选实施例，因子D可设置为1,0到20,0之间的值。在优选实施例中，因子D是可设置为大约1,3和大约3,0之间的值的分数。可以通过将整数U和N设置为合适的值来获得因子D。因子D等于N除以U：

D＝N/U

根据一个实施例，整数U和N可设置为大整数，以便使因子D＝N/U能够以最小的误差跟随速度变化。选择变量U和N为大于1000的整数有利于在调整输出采样频率以跟踪壳体20的转速变化时具有高精度。因此，例如，将N设置为500，将U设置为1001，则D＝2,002。

变量D在测量开始时被设置为合适的值，并且该值与要被监控的旋转部件的特定转速相关联。此后，在测量会话期间，响应于要监控的旋转部件的转速而自动调整分数值D，使得输出信号S_MDR在旋转壳体的每转中提供基本恒定数量的样本值。

图20是补偿抽取器470的一个示例的框图。这个补偿抽取器的示例表示为470B。

补偿抽取器470B可以包括存储器604，该存储器适于接收和存储数据值S(j)以及指示被监控的旋转磨机壳体的相应转速f_ROT的信息。因此，存储器604可以存储每个数据值S(j)，使得其与指示在检测对应于数据值S(j)的传感器信号S_EA值时被监控的磨机壳体的转速f_ROT(j)的值相关联。参考上面的图7-图13描述了与相应的转速值f_ROT(j)相关联的数据值S(j)的提供。

补偿抽取器470B接收具有采样频率f_SR1的信号S_MD，作为数据值S(j)的序列，并且在其输出端590上传送具有降低的采样频率f_SR的输出信号S_MDR，作为另一数量据值R(q)的序列。

补偿抽取器470B可以包括存储器604，该存储器适于接收和存储数据值S(j)以及指示被监控的旋转磨机壳体的相应转速f_ROT的信息。存储器604可以存储块中的数据值S(j)，使得每个块与指示被监控的磨机壳体的相关转速的值相关联，如下面结合图21所述。

补偿抽取器470B还可以包括补偿抽取变量生成器606，其适于生成补偿值D。补偿值D可以是浮点数。因此，响应于接收到的速度值f_ROT，补偿数可以被控制为浮点数值，使得浮点数值以特定的不准确性指示速度值f_ROT。如上所述，当由适当编程的DSP实现时，浮点数值的不准确性可能取决于DSP生成浮点数值的能力。

此外，补偿抽取器470B还可以包括FIR滤波器608。在这方面，首字母缩写词FIR代表有限脉冲响应。FIR滤波器608是具有特定低通截止频率的低通FIR滤波器，适于以因子D_MAX进行抽取。因子D_MAX可以被设置为合适的值，例如，20,000。此外，补偿抽取器470B还可以包括滤波器参数生成器610。

下面参考图21和22描述补偿抽取器470B的操作。

图21是示出操作图20的补偿取样器470B的方法的实施例的流程图。

在第一步骤S2000中，要监控的磨机壳体的转速f_ROT被记录在存储器604中(图20和图21)，并且这可以在振动测量开始的基本相同的时间完成。根据另一个示例，在一段时间内测量要监控的磨机壳体的转速。最高检测速度f_ROTmax和最低检测速度f_ROTmin可记录在例如存储器604中(图20和图21)。

在步骤S2010中，为了确定转速是否变化，分析记录的速度值。

在步骤S2020中，用户界面210、210S显示记录的速度值f_RO或速度值f_ROTmin、f_ROTmax，并请求用户输入期望的顺序值Oi。如上所述，磨机壳体旋转频率f_ROT通常被称为“1阶”。有趣的信号可能在磨机壳体每转一圈时出现十次(10阶)。此外，分析一些信号的泛音可能会很有意思，因此测量高达100阶、500阶甚至更高阶的信号可能会很有意思。因此，用户可以使用用户界面210、210S输入阶数Oi。

在步骤S2030中，确定合适的输出采样率f_SR。在本公开中，输出采样率f_SR也可以被称为f_SR2。根据一个实施例，输出采样率f_SR被设置为f_SR＝C*Oi*f_ROTmin，

其中，

C是值大于2,0的常数，

Oi是指示被监控的磨机壳体的转速和要分析的信号的重复频率之间的关系的数量。

f_ROTmin是在即将到来的测量会话过程中要预期的被监控的磨机壳体的最低转速。根据一个实施例，如上所述，值f_ROTmin是在步骤S2020中检测到的最低转速。

考虑到采样定理，常数C可以选择为2,00(二)或更高的值。根据本公开的实施例，常数C可以被预设为2,40和2,70之间的值。

根据一个实施例，有利地选择因子C，使得100*C/2表示一个整数。根据一个实施例，因子C可以被设置为2,56。将C选择为2,56，使得100*C＝256＝2的8次幂。

在步骤S2050中，确定补偿抽取变量值D。当被监控的磨机壳体的转速变化时，补偿抽取变量值D将根据瞬时检测的速度值而变化。

根据一个实施例，最大补偿抽取变量值D_MAX被设置为D_MAX＝f_ROTmax/f_ROTmin的值，并且最小补偿抽取变量值D_MIN被设置为1,0。此后，对实际速度值f_ROT进行瞬时实时测量，并相应地设置瞬时补偿值D。

f_ROT是指示要监控的旋转磨机壳体的测量转速的值。

在步骤S2060中，开始实际测量，并且可以确定测量的期望总持续时间。可以根据被监控的磨机壳体的期望转数X来确定测量的总持续时间。

当测量开始时，数字信号S_MD被传送到补偿抽取器的输入端480。在下文中，根据具有样本值S(j)的信号来讨论信号S_MD，其中，j是整数。

在步骤S2070中，将数据值S(j)记录在存储器604中，并将每个振动数据值S(j)与转速值f_ROT(j)相关联。

在随后的步骤S2080中，分析记录的转速值，并且根据转速值将记录的数据值S(j)分成数据块。以这种方式，可以生成数据值块S(j)的多个块，每个数据值块S(j)与转速值相关联。转速值指示在记录该特定块数据值S(j)时，被监控的磨机壳体的转速。各个数据块可以具有相互不同的大小，即各个数据块可以保存相互不同数量的数据值S(j)。

例如，如果被监控的旋转磨机壳体在第一时间段期间首先以第一速度f_ROT1旋转，并且随后，在第二更短的时间段期间改变速度，以第二速度f_ROT2旋转，则记录的数据值S(j)可被分成两个数据块，第一块数据值与第一速度值f_ROT1相关联，第二数据块值与第二速度值f_ROT2相关联。在这种情况下，第二数据块将比第一数据块包含更少的数据值，因为第二时间段更短。

根据一个实施例，当所有记录的数据值S(j)已经被划分成块，并且所有的块已经与转速值相关联时，该方法继续执行步骤S2090。

在步骤S2090中，选择第一块数据值S(j)，并确定对应于相关转速值f_ROT的补偿抽取值D。将该补偿抽取值D与第一块数据值S(j)相关联。根据一个实施例，当所有块都已经与相应的补偿抽取值D相关联时，该方法继续执行步骤S2100。因此，补偿抽取值D的值根据速度f_ROT进行调整。

在步骤S2100中，选择数据值S(j)的块和相关联的补偿抽取值D，如以上步骤S2090中所述。

在步骤S2110中，响应于所选择的输入值块S和相关联的补偿抽取值D，生成输出值块R。这可以如参考图22所描述的那样来完成。

在步骤S2120中，检查是否有任何剩余的输入数据值要处理。如果有另一块输入数据值要处理，则重复步骤S2100。如果没有剩余的输入数据值块要处理，则测量会话完成。

图22A、图22B和图22C示出了操作图20的补偿取样器470B的方法的实施例的流程图。

在步骤S2200中，接收输入数据值块S(j)和相关联的特定补偿抽取值D。根据一个实施例，接收的数据如上面图21的步骤S2100中所述。接收到的输入数据值块S中的输入数据值S(j)都与特定的补偿抽取值D相关联。

在步骤S2210至S2390中，FIR滤波器608(参见图20)适用于在步骤S2200中接收的特定补偿抽取值D，并生成一组相应的输出信号值R(q)。这将在下面更具体地描述。

在步骤S2210中，选择适合于特定补偿抽取值D的滤波器设置。如上面结合图20所提到的，FIR滤波器608是低通FIR滤波器，具有适合于以因子D_MAX进行抽取的某个低通截止频率。因子D_MAX可以被设置为合适的值，例如，20。

滤波比值F_R被设置为取决于因子D_MAX和在步骤S2200中接收的特定补偿抽取值D的值。步骤S2210可以由滤波器参数生成器610(图20)来执行。

在步骤S2220中，在接收的输入数据块s(j)中选择起始位置值x。应当注意，起始位置值x不必是整数。FIR滤波器608具有长度F_LENGTH，然后将根据滤波器长度F_LENGTH和滤波比值F_R来选择起始位置值x。滤波比值FR如上面步骤S2210中设置的那样。根据一个实施例，起始位置值x可以被设置为x：＝F_LENGTH/F_R。

在步骤S2230中，准备滤波和值SUM，并将其设置为初始值，例如，SUM:＝0,0。

在步骤S2240中，选择所接收的输入数据中与位置x相邻且在前的位置j。位置j可以被选择为x的整数部分。

在步骤S2250中，选择FIR滤波器中的位置Fpos，其对应于所接收的输入数据中的所选位置j。位置Fpos可以是一个补偿数量。相对于滤波器的中间位置，滤波器位置Fpos可以被确定为：

Fpos＝[(x-j)*F_R]

其中，F_R是滤波比值。

在步骤S2260中，检查所确定的滤波器位置值Fpos是否在允许的极限值之外，即，指向滤波器之外的位置。如果发生这种情况，进行下面的步骤S2300。否则进行步骤S2270。

在步骤S2270中，通过插值计算滤波器值。应当注意，FIR低通滤波器中的相邻滤波器系数值通常具有相似的数值。因此，插值将有利地精确。首先计算整数位置值IFpos：

IFpos：＝Fpos的整数部分

位置Fpos的滤波器值Fval将是：

Fval＝A(IFpos)+[A(IFpos+1)-A(IFpos)]*[Fpos-IFpos]

其中，A(IFpos)和A(IFpos+1)是参考滤波器中的值，滤波器位置Fpos是这些值之间的位置。

在步骤S2280中，响应于信号位置j，计算滤波和值SUM的更新：

SUM:＝SUM+Fval*S(j)

在步骤S2290中，移动到另一个信号位置：

设置j：＝j-1

此后，转到步骤S2250。

在步骤2300中，选择所接收的输入数据中与位置x相邻且在位置x之后的位置j。这个位置j可以被选择为x的整数部分加1(一)，即j：＝1+x的整数部分。

在步骤S2310中，在FIR滤波器中选择对应于所接收的输入数据中的所选位置j的位置。位置Fpos可以是一个补偿数量。相对于滤波器的中间位置，滤波器位置Fpos可以被确定为：

Fpos＝[(j-x)*F_R]

其中，F_R是滤波比值。

在步骤S2320中，检查所确定的过滤器位置值Fpos是否在允许的极限值之外，即，指向过滤器之外的位置。如果发生这种情况，则进行下面的步骤S2360。否则进行步骤S2330。

在步骤S2330中，通过插值计算滤波器值。应当注意，FIR低通滤波器中的相邻滤波器系数值通常具有相似的数值。因此，插值将有利地精确。首先计算整数位置值IFpos：

IFpos：＝Fpos的整数部分

位置Fpos的过滤值为：

Fval(Fpos)＝A(IFpos)+[A(IFpos+1)-A(IFpos)]*[Fpos-IFpos]

在步骤S2340中，响应于信号位置j，计算滤波和值SUM的更新：

SUM:＝SUM+Fval*S(j)

在步骤S2350中，移动到另一个信号位置：

设置j：＝j+1

此后，转到步骤S2310。

在步骤S2360中，传递输出数据值R(j)。输出数据值R(j)可以被传送到存储器，使得连续的输出数据值被存储在连续的存储器位置中。输出数据值R(j)的数值为：

R(j)：＝SUM

在步骤S2370中，更新位置值x：

x：＝x+D

在步骤S2380中，更新位置值j

j：＝j+1

在步骤S2390中，检查是否已经生成了期望数量的输出数据值。如果没有生成期望数量的输出数据值，则转到步骤S2230。如果已经生成了期望数量的输出数据值，则转到关于图21描述的方法中的步骤S2120。

实际上，步骤S2390被设计成确保生成对应于在步骤S2200中接收的输入数据值块S的输出信号值R(q)，并且当已经生成对应于输入数据值S的输出信号值R时，应该执行图21中的步骤S2120。

参考图22描述的方法可以实现为计算机程序子例程，并且步骤S2100和S2110可以实现为主程序。

图23示出了运行期间旋转磨机壳体20的中间部分98的剖视图的另一个示例。该视图可以例如沿着图1的线A-A截取。根据图23的示例，滚磨机壳体20具有六个突起310，其被配置为当壳体围绕轴线60旋转时接合材料装料30，即数量L＝6。为了清楚起见，图23的示例中的突起被分别标记为310₁、310₂、310₃、310₄、310₅和310₆。

提供位置传感器170，以根据壳体20的旋转位置生成位置信号E_P。如上所述，壳体20可围绕旋转轴60旋转，因此以固定方式安装的位置传感器170可以生成位置信号E_P，该位置信号具有一系列壳体位置信号值P_S，用于指示壳体20的瞬时旋转位置。如图23所示，可以在壳体20的外表面上设置多个位置标记180，使得当壳体20围绕旋转轴60旋转时，在壳体20的一次旋转中，几个位置标记180经过位置传感器170，每个标记180由此使得位置传感器170生成旋转标记信号值Ps。根据一个实施例，在壳体20上设置有L个位置标记180，使得当壳体20围绕旋转轴60旋转时，位置标记180₁...180_L连续地经过位置传感器170，从而使位置传感器170在壳体20的一次旋转中生成L个旋转标记信号值Ps。根据图23所示的实施例，有六个突起310，即L＝6，并且有六个位置标记180₁、180₂、180₃、180₄、180₅和180₆。

据信，重要的是，位置标记180在角位置方面的布置反映了壳体20的内表面22上的突起310在角位置方面的布置。

在图23的实施例中，L个位置标记180以相互等距的方式定位在壳体20的周边上，从而使得位置传感器170在壳体20旋转期间每隔360/L°生成标记信号Ps。在这种情况下，应当注意，在图23的实施例中，L形突起310₁、310₂、310₃、310₄、310₅和310_L以相互等距的方式定位在壳体20的内表面22上。据信，突起310的相互等距位置和位置标记180的相互等距位置对于本公开的一些实施例是重要的。这被认为对于本公开的一些实施例是重要的，因为位置标记180导致生成位置参考信号值，并且当接合旋转磨机装料中的材料时，突起310导致在振动信号中生成信号事件，例如，幅度峰值(参见参考文件S_EA、S_MD、Se(i)、S(j)、S(q)，例如，在图1和图15中)。此外，位置参考信号值的出现和振动信号中的信号事件的出现之间的持续时间可以指示操作中的磨机的内部状态，如本公开中别处所讨论的，该持续时间是由突起310接合旋转磨机壳体的装料中的材料引起的。例如，位置参考信号值的出现和振动信号中的信号事件的出现之间的持续时间可以指示内部状态，例如，趾部205的位置，该持续时间是由突起310接合旋转磨机壳体的装料中的材料引起的。

然而，位置标记180相对于突起310位置的实际放置被认为不太重要。因此，尽管图23示出了位置标记180被放置在与突起310相同的角度位置，但是应当注意，位置标记180也可以根据角度位置进行移位。然而，如果位置标记180在角度位置方面移位，则据信，重要的是，所有位置标记180相等地移位，以保持位置标记180的相互等距位置。更具体地，据信，重要的是，位置标记180在角位置方面的布置反映了壳体20的内表面22上的突起310在角位置方面的布置。

如上所述，结合图19A和图19B，已经观察到，当从空状态启动滚磨机时，初始内部状态指标对象出现在初始极角φ(1)处，该极角表示磨机的最先检测到的趾部位置205。基于实验测量，似乎初始极角φ(1)可以用作参考趾部位置值。因此，初始极角φ(1)因此可以称为参考趾部位置值φ_TR。对于其内部状态由图19A和图19B所示的显示器210S表示的特定滚磨机，参考趾部位置对应于大约47°的角度值φ_TR，如图19A和图19B所示。参考图2和图14，据信，如果位置标记180在角度位置方面物理地移动到不同的位置，则参考趾部位置值φ_TR的角度值将改变为数值上不同的角度值。

如图23所示的旋转磨机壳体20的设置可以与本公开中举例说明的状态参数提取器450结合使用。参考图15，如图23所示，旋转磨机壳体20的设置可用于生成标记信号P(i)，该信号被传送到壳体速度值生成器500。因此，在壳体20旋转期间，壳体速度值生成器500将每隔360/L°接收一个具有位置指示器信号值的标记信号P(i)。因此，当转速f_ROT恒定时，在壳体20旋转期间，快速傅立叶转换器510将每隔360/L°从速度值生成器500接收标记信号值P(j)＝1。或者，当转速f_ROT变化时，在壳体20旋转期间，快速傅立叶转换器510将每隔360/L°从抽取器470、470B接收标记信号值P(q)＝1。

此外，当速度值生成器500在壳体20旋转期间每隔360/L°接收到具有位置指示信号值(例如，P(i)＝1)的标记信号P(i)时，速度值生成器500将能够生成甚至更精确的速度值f_ROT(j)。

至于在壳体20旋转期间每隔360/L°接收到具有标记信号值P(j)＝1时FFT 510的适当设置，这意味着基频将是重复频率f_R。

如上关于图2所述，振动信号S_EA、S_MD、S(j)、S(q)将呈现信号签名S_FIMP，其指示突起与趾部205的冲击，并且当在壳体20中有L个突起310时(参见图23结合下面的等式2)，壳体20每转一圈，信号签名S_FIMP将重复L次。

再次参考傅立叶级数(参见下面的等式2)：

n＝∞

F(t)＝∑C_nsin(nωtiΦ_n)

n＝0(等式2)

其中，

n＝0一段时间内信号的平均值(可以为零，但不必为零)

n＝1对应于信号F(t)的基频

n＝2对应于信号F(t)的一次谐波部分

ω＝感兴趣的角频率，即(2*π*f_R)

f_R＝感兴趣的频率，以每秒周期数表示

t＝时间

φ_n＝第n个分音的相位角

C_n＝第n个分音的幅度

在该实施例中，应当注意，当在壳体20旋转期间，FFT 510每隔360/L°接收一个标记信号值P(j)＝1时，基频将是每个突起310一个。

如上所述，FFT 510的设置应该考虑参考信号。如上所述，位置信号P(j)、P(q)(参见图15)可以用作数字测量信号S(j)、S(q)的参考信号。

根据一些实施例，当FFT分析器被配置为在壳体20的旋转期间每隔360/L°接收一次参考信号，即位置信号P(j)，P(q)，并且L是壳体20中突起310的数量时，则FFT分析器的设置应该满足以下标准：

整数值Oi被设置为一，即等于1，并且

选择可设置的变量Y和Z，使得数学表达式Oi*Z/Y变成正整数。换言之：当整数值Oi被设置为等于1时，则可设置的变量Y和Z应该被设置为整数值，以便使变量X为正整数，

其中，X＝Oi*Z/Y

使用上面的设置，即整数值Oi被设置为等于1，并且参考上面的图15和等式2，FFT510可以传递n＝1的幅度值C_n，即C₁＝Sp(r)。FFT 510还可以传递基频(n＝1)的相位角，即φ₁＝FI(r)。

结合图1和上面的等式2参考图15，可以将状态值Sp(r)＝C₁和FI(r)＝φ₁传送给人机界面(HCI)210，用于提供分析结果的视觉指示。如上所述，显示的分析结果可以包括指示滚磨过程的内部状态的信息，用于使操作员230能够控制滚磨机。

参考图16、图17、图18、图19A和图19B，分析结果的视觉指示的示例图示对于旋转磨机壳体20的设置是有效的，如图23所示，由此FFT510将接收每隔360/L°具有位置指示信号值的标记信号P(i)、P(j)、P(q)，其中，L是壳体20中突起310的数量。

尽管出于传达对FFT变换器510的设置的背景的直观理解的目的，上面关于FFT510的设置的讨论涉及傅立叶级数和等式1和2，但是应当注意，数字信号处理的使用可能涉及离散傅立叶变换(参见下面的等式3)：

等式3：

因此，根据本公开的实施例，上述离散傅立叶变换(DFT)可以包含在信号处理中，用于生成指示滚磨机内部状态的数据，例如，结合状态参数提取器450的实施例所讨论的。关于这一点，参考例如图3、图4、图5、图15和/或图24。鉴于以上对FFT和傅立叶级数主题的讨论，将不进一步详细讨论离散傅立叶变换，因为本公开的熟练读者对其非常熟悉。

尽管图23示出了多个位置标记180可以设置在壳体20的外表面上，每个标记180由此使得位置传感器170生成旋转标记信号值Ps，但是应当注意，这种位置信号可以替代地由机械耦接到旋转磨机壳体20的编码器170生成。因此，位置传感器170可以由编码器170来实现，该编码器机械地耦接到旋转的磨机壳体20上，使得在磨机壳体20旋转期间，编码器在旋转壳体20中的每个突起310上生成例如一个标记信号Ps。

总之，关于FFT 510和上述等式1和等式2的适当设置，应当注意，第n个分音的相位角(即φ_n)可以指示趾部205的相对位置。特别地，第n个分音的相位角(即φ_n)可以指示趾部205的位置，表示为旋转壳体20中两个相邻突起310之间的距离的一部分。参考上面的表6和图14，两个相邻突起之间的总距离可以被认为是360°，并且第n个分音的相位角值(即φ_n)除以360°可以指示两个相邻突起之间的总距离的百分比。这可以例如通过比较上面的表5和表6中的列#2看出。如上所述，φ_n＝第n个分音的相位角，C_n＝第n个分音的幅度。如上所述，考虑到旋转壳体20中突起的数量L和所生成的参考信号的数量以及由此导致的感兴趣信号的阶数Oi，FFT 510可以被设置成传递第n个分音的相位角φ_n和第n个分音的幅度C_n，使得第n个分音的相位角(即φ_n)可以指示趾部205的相对位置。此外，如上所述，FFT 510可以被设置成使得变量X为正整数，其中，

X＝Oi*Z/Y

并且其中，

Oi被设置为整数值，

Y被设置为整数值，

Z被设置为整数值。

图24示出了包括滚磨机10的另一个系统700的示意性俯视图。例如，滚磨机10可以是自生(AG)磨机。或者，滚磨机10可以是半自生(SAG)磨机。另一个示例滚磨机10是球磨机10。滚磨机10包括具有内部壳体表面22的壳体20，内部壳体表面形成用于研磨材料的腔室25。图24的滚磨机系统700可以如在本说明书中描述的任何其它实施例中所描述的那样配置，例如，关于上面的图1-23。然而，尽管图1的滚磨机系统被描述为在磨机的输入侧具有振动传感器70，但是应当注意，图24的滚磨机系统700可以被配置为具有

用于产生第一测量信号S_EAIN的第一振动传感器70_IN以及

用于产生第二测量信号S_EAOUT的第二振动传感器70_OUT。

由第一振动传感器70_IN生成的第一测量信号S_EAIN的信号处理可以如在本公开中描述的任何其他实施例中关于信号S_EA所描述的那样，例如，关于上面的图1-图23。同样，由第二振动传感器70_OUT生成的第二测量信号S_EAOUT的信号处理可以如在本公开中描述的任何其他实施例中关于信号S_EA所描述的那样，例如，关于上面的图1-23。因此，与上述实施例相比，不同之处在于，在系统700中，将基于第一测量信号S_EAIN提供指示滚磨机的输入侧的内部状态的数据，并且基于第二测量信号S_EAOUT提供指示滚磨机的输出侧的内部状态的数据。因此，关于位置信号或参考信号的提供，图24的滚磨机系统700可以如本公开的任何上述实施例中所描述的那样配置。

图24所示的分析设备150可以包括第一状态参数提取器450₁和第二状态参数提取器450₂。状态参数提取器450₁和450₂可以如任何上述实施例中所描述的那样操作，例如，参考图5和/或15。因此，第一状态参数提取器450₁可以被配置为生成参数S_P1(r)、R_T1(r)、f_ROT(r)、dS_P1(r)和dR_T1(r)。

类似地，第二状态参数提取器450₂可以被配置为生成参数S_P2(r)、R_T2(r)、f_ROT(r)、dS_P2(r)和dR_T2(r)。然而，壳体的转速f_ROT(r)当然是相同的，因此如果一个状态参数提取器传递转速值f_ROT(r)就足够了。

参考图24，示出了具有三个相互垂直的轴X、Y和z的笛卡尔坐标系。应当理解，在磨机10的操作过程中，材料30在X轴的正方向上从磨机的输入侧80行进到输出侧90。

图24的滚磨机系统700有利地提供了指示滚磨机的输入侧的内部状态的参数：S_P1(r)、R_T1(r)、dS_P1(r)和dR_T1(r)，以及指示滚磨机的输出侧的内部状态的参数：S_P2(r)、R_T2(r)、dS_P2(r)和dR_T2(r)。

输入侧参数与对应的输出侧参数的比较可以有利地为对磨机10的内部状态的理解增加又一个维度。例如，R_T2(r)和R_T1(r)之间的关系表明

-趾部位置在输入侧和输出侧相同，或者

-趾部位置在输入侧较高，当R_T1(r)>R_T2(r)时指示；或者

-趾部位置在输出侧较高，当R_T2(r)>R_T1(r)时指示。

在输出侧较高的趾部位置可以指示初期异常。例如，当输出材料95的流出减少时，可能是由于堵塞，而固体材料110的流入继续以未减少的速度进行，将会增加过载的风险，这可能导致滚磨机中研磨过程的效率降低。因此，图24的滚磨机系统700可以有利地实现初期异常的早期指示。因此，基于输入侧参数与对应的输出侧参数的比较，滚磨机系统700可以实现控制参数的调节，从而避免例如异常，例如，磨机过载。

参考图24，应当注意，振动传感器70_OUT连接到磨机结构10的主体的非旋转部分，并且振动传感器70_OUT定位成主要检测水平方向Y上的振动(参见具有三个相互垂直的轴X、Y和Z的笛卡尔坐标系，其中，Y是水平方向)。同样，振动传感器70_IN连接到磨机结构10的主体的非旋转部分，并且振动传感器70_IN定位成主要检测水平方向Y上的振动。实验测量似乎表明，与当振动传感器被配置为主要检测垂直方向Z上的振动时获得的振动信号质量相比，当振动传感器配置为主要检测水平方向Y上的振动时，获得改善的振动信号质量。如上所述，例如，结合图2，突起310与装料的趾部205交互，迫使装料趾部中的材料在突起310的运动方向上加速，如图2所示，导致机械振动V_IMP。突起310C对趾部205中的大量材料的冲击导致趾部的大量材料在突起310C的运动的A_ACC方向上加速，该加速导致对突起310C的前缘表面的力F_IMP。由于研磨机的装料30中的固体材料的质量是以公吨为单位的，所以这个冲击力F_IMP是相当大的。然而，由于磨机结构通常将搁置在非常坚硬的地板表面上，该地板表面倾向于减轻垂直方向上的振动，因此看起来好像水平方向Y上的振动检测提供了改善的振动信号质量。

图25示出了包括滚磨机10的系统720的另一个实施例的示意性俯视图。

图25的滚磨机系统720可以如结合图24所描述的那样配置。然而，尽管图24的滚磨机系统700被描述为具有连接到研磨结构10的主体的非旋转部分的振动传感器70_OUT以及连接到研磨结构10的主体的另一非旋转部分的振动传感器70_IN，但是图25的滚磨机系统720的不同之处在于其提供了连接到研磨结构10的旋转壳体20的振动传感器70₂₀。如图25所示，直接在旋转壳体20上设置振动传感器70₂₀将产生高幅度，特别是当振动传感器70₂₀位于壳体的外部，直接在壳体壁的与突起310相对的一侧时。

图25的滚磨机系统720可以可选地包括：

用于产生第一测量信号S_EAIN的第一振动传感器70_20IN以及

用于产生第二测量信号S_EAOUT的第二振动传感器70_20OUT。如图25所示，第一振动传感器70_20IN可以在比输出侧90更靠近输入侧80的位置处牢固地连接到壳体20的外表面。此外，第二振动传感器70_20OUT可以在比输入侧80更靠近输出侧90的位置处牢固地连接到壳体20的外表面。

第一振动传感器70_20IN和第二振动传感器70_20OUT可以被配备为以无线方式与设备150通信，例如，分别经由收发器单元740和750。壳体20的外表面上的传感器70₂₀、70_20IN、70_20OUT可以经由电池供电，或者替代地通过连接到旋转壳体20的外表面的感应装置(未示出)供电，该感应装置通过与一个或多个固定的永磁体交互而作为发电机操作。以这种方式，当壳体20旋转时，将重复地使感应装置穿过固定的一个或多个永磁体的磁场，从而感应出可用作传感器70₂₀、70_20IN、70_20OUT的电源的电流。

图25的滚磨机系统720还可以有利地提供指示滚磨机的输入侧内部状态的参数S_P1(r)、R_T1(r)、dS_P1(r)和dR_T1(r)以及指示滚磨机的输出侧内部状态的参数S_P2(r)、R_T2(r)、dS_P2(r)和dR_T2(r)。因此，本公开的熟练读者直接且明确地得出结论，图25的滚磨机系统720可以有利地以基本上类似于图24的滚磨机系统700的方式实现初期异常的早期指示。特别地，图25的滚磨机系统720可以有利地以上述关于滚磨机系统700的方式实现输入侧参数与相应输出侧参数的比较。因此，图25的滚磨机系统720也可以有利地实现控制参数的调节，从而避免例如异常，例如，磨机过载。

下面公开了各种示例。

示例1涉及一种用于研磨材料的系统5，所述系统包括：

滚磨机，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线()旋转的壳体，用于通过滚磨所述旋转壳体中的装料材料来研磨该材料；其中，所述壳体具有内部壳体表面，所述内部壳体表面包括至少一个突起，所述突起被配置为接合壳体内的材料；

振动传感器，其被配置为根据源自所述壳体的旋转的机械振动(V_IMP)来生成模拟测量信号(S_EA)；

位置传感器，其被配置为生成指示所述旋转壳体的旋转位置的位置信号；

信号记录器，其适于记录

-所述数字测量数据信号(S_MD，S_ENV，S_MD)的测量样本值(Se(i)，S(j))的时间序列，以及

-所述位置信号值(P(i))的时间序列，以及

-时间信息(i，dt；j)，

使得

单独测量数据值(S(j))与指示所述单独测量数据值(S(j))的出现时间的数据相关联，并且使得

单独位置信号值(P(i))与指示所述单独位置信号值(P(i))的出现时间的数据相关联；

信号处理器，其适于检测幅度峰值出现在测量样本值(Se(i)，S(j))的所述记录的时间序列中；

所述信号处理器适于生成指示所述位置信号值出现和所述幅度峰值出现之间的持续时间的数据。

2.根据示例1所述的系统，其中，

所述信号处理器被配置为生成壳体装料数据集，所述壳体装料数据集指示所述壳体中的内部装料状态；所述壳体装料数据集包括所述幅度峰值和所述持续时间。

3.根据任一前述示例所述的系统，其中，

所述壳体装料数据集指示所述旋转磨机壳体的转速。

4.根据任一前述示例所述的系统，其中

所述旋转壳体被配置为在滚磨机的操作期间容纳超过500kg的装料材料。

5.一种电子滚磨机监控系统，用于生成和显示与滚磨机(10)中的研磨过程的内部状态相关的信息，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线(60)旋转的壳体，用于通过滚磨所述旋转壳体中的装料材料来研磨装料材料(30)，所述滚磨机监控系统包括：

状态参数提取器(450)，用于生成

指示所述研磨过程的所述内部状态的第一内部状态指标数据结构(550，S_P1，T_D1)，所述第一内部状态指标数据结构(550，S_P1，T_D1)包括第一冲击力指示值(S_P1)和第一时间指示值(T_D1)；

所述第一时间指示值(T_D1)指示所述冲击力(F_IMP)的出现和所述旋转壳体的旋转参考位置的出现之间的持续时间(T_D1)。

6.根据示例5所述的滚磨机监控系统，其中，所述状态参数提取器(450)进一步生成

第二内部状态指标数据结构(S_P2，T_D2)，其指示所述研磨过程的所述内部状态，所述第二内部状态指标数据结构(550，S_P1，T_D1)包括第二冲击力指示值(S_P2)和第二时间指示值(T_D2)，

所述第二冲击力指示值(S_P2)指示当旋转壳体的内部壳体表面上的突起与装料材料的趾部交互时生成的冲击力(F_IMP)，以及

所述第二时间指示值(T_D2)，其指示所述冲击力(F_IMP)的出现和所述旋转壳体的旋转参考位置的出现之间的持续时间(T_D1)；其中，

所述第一内部状态指标数据结构(S_P1，T_D1)指示在第一时间点的所述研磨过程的所述内部状态，以及

所述第二内部状态指标数据结构(S_P2，T_D2)指示在第二时间点的所述研磨过程的所述内部状态。

7.根据示例6所述的滚磨机监控系统，其中，所述第一内部状态指标数据结构(S_P1，T_D1)结合所述内部状态指标数据结构(S_P2，T_D2)指示所述研磨过程的所述内部状态的时间进程。

8.根据任一前述示例所述的滚磨机监控系统，其中，

所述状态参数提取器(450)包括

9.根据任一前述示例所述的滚磨机监控系统，其中，

所述壳体速度检测器(500)被配置为将所述第一冲击力指示值(S_P1；(S(i))与指示滚磨机壳体转速(f_ROT(j))的所述值相关联。

10.根据任一前述示例所述的滚磨机监控系统，其中，

所述状态参数提取器(450)被配置为维护以下各项之间的同步时间关系：

所述第一冲击力指示值(S_P1；S(i)；S(j))和

指示滚磨机壳体转速的所述值(f_ROT(i))；f_ROT(j))的所述值。

11.在一种电子滚磨机监控系统中，用于生成和显示与滚磨机中的研磨过程相关的信息，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线(60)旋转的壳体，用于通过滚磨所述旋转壳体中的装料材料来研磨装料材料(30)，其中，所述壳体具有内部壳体表面，所述内部壳体表面包括至少一个突起，所述突起被配置为当壳体围绕轴线(60)旋转时接合材料，

一种在屏幕显示器上表示所述滚磨机中的所述研磨过程的内部状态的计算机实现的方法，

所述方法包括：

在所述屏幕显示器上显示

极坐标系统，所述极坐标系统具有

参考点(O)，以及

参考方向(0，360)；以及

第一内部状态指标对象(S_P1，T_D1)，其指示所述研磨过程的所述内部状态，具有距所述参考点(O)的第一半径(S_P1)以及相对于所述参考方向(0，360)的第一极角(T_D1)，

所述第一半径(S_P1)指示当旋转壳体的内部壳体表面上的突起与装料材料交互时生成的冲击力(F_IMP)，以及

所述第一极角(T_D1)指示所述冲击力(F_IMP)的出现和所述旋转壳体的旋转参考位置的出现之间的持续时间(T_D1)。

12.根据示例11所述的方法，其中，所述方法还包括在所述屏幕显示上显示

第二内部指标对象(S_P2，T_D2)，其具有距所述参考点(O)的第二半径(S_P2)以及相对于所述参考方向(0，360)的第二极角(T_D1)，

所述第二半径(S_P2)指示当旋转壳体的内部壳体表面上的突起与装料材料交互时生成的冲击力(S_p；F_IMP)，以及

所述第二极角(T_D1)指示所述冲击力(F_IMP)的出现和所述旋转壳体的旋转参考位置的出现之间的持续时间(T_D1)；其中，

所述第一内部指标对象(S_P1，T_D1)指示在第一时间点的所述研磨过程的所述内部状态，以及

所述第二内部指标对象(S_P1，T_D1)指示在第二时间点的所述研磨过程的所述内部状态。

13.根据示例12所述的方法，其中，在所述屏幕显示器上同时显示所述第一内部状态点(S_P1，T_D1)和所述第二内部状态点(S_P1，T_D1)指示所述研磨过程的所述内部状态的时间进程。

14.一种电子滚磨机监控系统，用于生成和显示与滚磨机(10)中的研磨过程的内部状态相关的信息，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线(60)旋转的壳体，用于通过滚磨所述旋转壳体中的装料材料来研磨装料材料(30)，所述滚磨机监控系统包括：

状态参数提取器(450)，用于生成

所述状态参数提取器(450)包括

15.根据任一前述示例所述的滚磨机监控系统，其中，

所述壳体速度检测器(500)被配置为将所述第一冲击力指示值(S_P1；S(j))与指示滚磨机壳体转速(f_ROT(j))的所述值相关联，使得所述转速(f_ROT(j))值指示在所述冲击力(F_IMP)出现的时间点(j)的所述滚磨机壳体转速(f_ROT(j))。

16.根据任一前述示例所述的滚磨机监控系统，其中，

所述状态参数提取器(450)被配置为生成

振动信号值(S(i))的时间进程和旋转参考位置信号的时间进程；

所述状态参数提取器(450)还包括

速度变化补偿抽取器(470)；所述抽取器(470)被配置为基于速度值(f_ROT(j))抽取振动信号值(S(i)；S_MD)的时间进程，以便生成包括振动信号值(R(q)；Sp(r))的抽取时间进程的抽取振动信号(S_MDR)。

17.根据任一前述示例所述的滚磨机监控系统，其中，所述状态参数提取器(450)还包括

快速傅立叶变换器(510)，其被配置为基于所述抽取振动信号(S_MDR)生成所述第一冲击力指示值(S_P1)和所述第一时间指示值(T_D1)。

18.根据任一前述示例所述的系统，其中，

所述材料包括所述材料的块，所述材料块包含矿物。

19.根据任一前述示例所述的系统，其中，

所述滚磨机(10)操作，以执行干磨。

20.根据任一前述示例所述的系统，其中，

所述滚磨机(10)操作，以将硬质物质颗粒干磨成包括水泥的粉末。

21.一种用于生成与滚磨机(10)的内部状态相关的信息的方法，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线(60)旋转的壳体(20)，用于通过滚磨所述旋转壳体中的材料来研磨装料材料(30)；所述壳体(20)具有包括第一数量(L)的突起(310)的内部壳体表面(22)，所述突起被配置为当所述壳体(20)围绕所述轴线(60)旋转时接合材料，所述方法包括

检测第一参考位置信号值(1；1C，0％)第一次出现在位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的所述时间序列中；

检测第二参考位置信号值(1；1C；100％)第二次出现在位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的所述时间序列中；

检测事件签名(S_P(r)；Sp)第三次出现在振动样本值(Se(i)，S(j)，S(q))的所述时间序列中；

生成指示

在所述第三次出现(即所述事件签名出现)和

所述第一次和第二次出现之间

的第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))的数据。

22.根据任一前述示例所述的方法，其中：

所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))指示两个相邻的所述突起(310)之间的距离的比例。

23.根据任一前述示例所述的方法，其中：

所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))指示相对趾部位置(205)。

24.根据任一前述示例所述的方法，其中：

所述事件签名指示当所述旋转壳体(20)的内部壳体表面(22)上的突起(310)与装料材料(30)的趾部(205)交互时生成的冲击力(F_IMP)。

25.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

生成所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))，作为相位角(FI(r))。

26.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

生成所述事件签名，作为幅度值(S_P(r))；Sp；C_L(r)；C₁(r))。

27.根据任一前述示例所述的方法，其中：

所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))是通过傅立叶变换生成的。

28.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

对从第一次出现到第二次出现的样本总数(N_B)进行计数，以及

对从第一次出现到第三次出现的样本的另一数量(N_P)进行计数，以及

基于所述另一数量和所述总数，生成所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))。

29.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

对从第一次出现到第二次出现的样本的总数(N_B)进行计数，以及

基于所述另一数量和所述总数之间的关系，生成所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))。

30.根据示例29所述的方法，其中：

所述另一数量和所述总数之间的所述关系指示相对趾部位置(205)。

31.根据示例29或30所述的方法，其中：

所述另一数量和所述总数之间的所述关系指示所述装料(30)的趾部(205)的位置，所述位置被表示为两个所述突起(310)之间的距离的一部分，所述两个突起(310A，310B)在所述内部壳体表面(22)上相互邻近。

32.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

所述旋转壳体(20)每转一圈生成所述参考位置信号值(1；1C，0％)至少一次。

33.根据示例32所述的方法，还包括：

所述旋转壳体(20)每转一圈生成所述参考位置信号值(1；1C，0％)第二次数；所述第二数量等于所述第一数量(L)。

34.根据示例32所述的方法，还包括：

所述旋转壳体(20)每转一圈生成所述参考位置信号值(1；1C，0％)第二次数；所述第二数量低于所述第一数量(L)。

35.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

基于旋转位置标记(180)的检测，生成所述参考位置信号值(PS；1；1C，0％)，其中，所述旋转位置标记(180)的旋转指示所述旋转壳体(20)的旋转。

36.根据示例32所述的方法，其中，

基于旋转位置标记(180)的检测，所述旋转壳体(20)每转一圈生成表示参考位置信号值(1；1C，0％)至少一次，其中，所述旋转位置标记(180)的旋转指示所述旋转壳体(20)的旋转。

37.根据示例36所述的方法，其中，

通过基于所述第一数量(L)计算，来生成

所述第一参考位置信号值(1；1C，0％)和

所述第二参考位置信号值(1；1C；100％)

中的至少一个。

38.根据示例36所述的方法，其中，

在一个角度位置生成

所述第一参考位置信号值(1；1C，0％)和

所述第二参考位置信号值(1；1C；100％)

中的至少一个；其中，所述壳体的一整圈被虚拟地或数学地分成第三数量的相互相等的部分。

39.根据示例38所述的方法，其中，

所述第三数量等于所述第一数量；并且其中，所述相互相等的部分对应于所述突起(310)之间的第一数量的相等距离。

40.根据任一前述示例所述的方法，其中：

所述突起基本上相互等距。

41.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

记录振动样本值(Se(i)，S(j)，S(q))的所述时间序列；

在振动样本值(Se(i)，S(j)，S(q))的所述记录的时间序列中检测所述事件签名的出现。

42.根据任一前述示例所述的方法，其中：

所述事件签名是幅度峰值。

43.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

将单独的振动样本值(Se(i)，S(j)，S(q))与单独的位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))相关联。

44.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

在以下出现之间基于第二时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))生成指示瞬时转速值的数据：

所述第一参考位置信号值(1；1C，0％)的所述第一次出现

和所述第二参考位置信号值(1；1C；100％)的所述第二次出现；

所述瞬时转速值(f_ROT)指示所述转速(f_ROT)。

45.根据任一前述示例所述的方法，还包括：

在存储器中记录位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的所述时间序列；以及

在所述存储器中记录振动样本值(Se(i)，S(j)，S(q))的所述时间序列；其中，

所述检测检测参考位置信号值(1；1C)的出现的步骤涉及

检测所述参考位置信号值(1；1C)出现在位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的所述记录的时间序列中。

46.根据任一前述示例所述的方法，其中：

所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))指示所述滚磨机的第一内部状态。

47.根据任一前述示例所述的方法，其中：

48.根据任一前述示例或根据示例39所述的方法，还包括：

基于所述相对趾部位置值生成指示绝对趾部位置值的数据。

49.根据任一前述示例所述的方法，其中：

所述事件签名是峰值幅度值。

50.根据任一前述示例所述的方法，其中：

所述转速(f_ROT)是可变转速(f_ROT)。

51.一种用于研磨材料的系统，所述系统包括：

滚磨机，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线旋转的壳体，用于通过滚磨所述旋转壳体中的装料材料来研磨该材料；其中，所述壳体具有内部壳体表面，所述内部壳体表面包括第一数量的突起，所述第一数量的突起被配置为接合壳体内的材料，所述突起以相等的相互距离布置在所述内部壳体表面上；所述第一数量至少为2；

信号记录器，其适于记录

-所述位置信号值(P(i))的时间序列，以及

-时间信息(i，dt；j)，

使得

所述信号处理器适于生成

所述壳体每转一圈的第二数量的参考位置信号，基于所述位置信号以相等的角度距离生成所述第二数量的参考位置信号；所述第二数量等于所述第一数量，以及

指示所述位置信号值出现和所述幅度峰值出现之间的持续时间的数据。

Claims

1.一种用于生成与滚磨机(10)的内部状态相关的信息的方法，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线(60)旋转的壳体(20)，以用于通过滚磨旋转的所述壳体中的材料来研磨装料材料(30)；所述壳体(20)具有包括第一数量(L)的突起(310)的内部壳体表面(22)，所述突起被配置为随着所述壳体(20)围绕所述轴线(60)旋转而接合材料，所述方法包括：

生成指示旋转的所述壳体(20)的旋转位置的位置信号(E，P，P(i)，P(j)，P(q))，所述位置信号包括位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的时间序列；

在所述位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的时间序列中检测第一参考位置信号值(1；1C，0％)的第一出现；

在所述位置信号样本值(P(i)，P(j)，P(q))的时间序列中检测第二参考位置信号值(1；1C；100％)的第二出现；

根据从所述壳体的旋转而产生的机械振动(V_IMP)来生成振动信号(S_EA，Se(i)，S(j)，S(q))，所述振动信号(S_EA，Se(i)，S(j)，S(q))包括振动样本值(Se(i)，S(j)，S(q))的时间序列；

在所述振动样本值(Se(i)，S(j)，S(q))的时间序列中检测事件签名(S_P(r)；Sp)的第三出现；

生成指示

在所述第三出现，即所述事件签名出现与

所述第一出现和所述第二出现之间的第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))的数据。

2.根据任一前述权利要求所述的方法，其中：

3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中：

所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))指示相对趾部位置(205)。

4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中：

所述事件签名指示当旋转的所述壳体(20)的所述内部壳体表面(22)上的所述突起(310)与所述装料材料(30)的趾部(205)交互时生成的冲击力(F_IMP)。

5.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：

6.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：

生成所述事件签名，作为幅度值(S_P(r))；Sp；C_L(r)；C₁(r))。

7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中：

8.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：

对从所述第一出现到所述第二出现的样本的总数(N_B)进行计数，并且

对从所述第一出现到所述第三出现的样本的另一数量(N_P)进行计数，并且

基于所述另一数量和所述总数，生成所述第一时间关系(R_T(r)；

T_D；FI(r))。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：

基于所述另一数量与所述总数之间的关系，生成所述第一时间关系(R_T(r)；T_D；FI(r))，其中：

所述另一数量与所述总数之间的所述关系指示相对趾部位置(205)。

10.一种电子滚磨机监控系统，用于生成和显示与滚磨机(10)中的研磨过程的内部状态相关的信息，所述滚磨机具有以转速(f_ROT)围绕轴线(60)旋转的壳体，以用于通过在旋转的所述壳体中滚磨装料材料来研磨装料材料(30)，所述滚磨机监控系统包括：

状态参数提取器(450)，用于生成：

指示所述研磨过程的所述内部状态的第一内部状态指标数据结构(550，S_P1，T_D1)，所述第一内部状态指标数据结构(550，S_P1，T_D1)包括第一冲击力指示值(S_P1)和第一时间指示值(P；

T_D1)；

所述第一冲击力指示值(S_P1)指示当旋转的所述壳体的内部壳体表面上的突起与所述装料材料的趾部交互时生成的冲击力(F_IMP)，以及

所述第一时间指示值(T_D1)指示在所述冲击力(F_IMP)的出现与旋转的所述壳体的旋转参考位置的出现之间的持续时间(T_D1)；其中，

所述状态参数提取器(450)包括：

壳体速度检测器(500)，被配置为基于数字位置信号(P(i))来生成指示滚磨机壳体转速(f_ROT(j))的值，所述壳体速度检测器(500)被配置为将指示所述滚磨机壳体转速(f_ROT(i))的值与时间点(i)相关联。