CN116499350A - 在线测量磨机衬板磨损量的传感电路、传感设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于磨机衬板磨损检测技术领域，具体涉及一种在线测量磨机衬板磨损量的传感电路、传感设备及方法。电路包括柔性印刷电路模块、处理器模块、传感模块和上位机，处理器模块包括多路复用器和处理器，传感模块包括NB‑lot模块，柔性印刷电路模块与多路复用器单向信号连接，多路复用器与处理器单向信号连接，处理器与NB‑lot模块双向信号连接，NB‑lot模块与上位机双向信号连接，柔性印刷电路模块包括若干条按照距离磨机中心由近到远的方向等距平行设置的柔性印刷电路，若干条柔性印刷电路均通过电极与多路复用器连接。本发明实现衬板磨损量的在线实时测量，准确度高，安全性好。

Description

在线测量磨机衬板磨损量的传感电路、传感设备及方法
技术领域
本发明属于磨机衬板磨损检测技术领域，具体涉及一种在线测量磨机衬板磨损量的传感电路、传感设备及方法。
背景技术
目前，在磨机衬板磨损检测领域，传统的人工测量衬板厚度有着广泛的应用。传统的人工巡检基本原理为：在磨机停机后先放置一段时间，待筒体内温度降低后，工人进入磨机内，通过尺子或者专用的测量工具进行测量，根据测量数据制定更换衬板时间表和进行看板管理。尽管传统的人工测量能够有效地检测，展现出了极好的性能，但仍有以下不足：
1、人工测量耗时耗力，作业效率低，测量数据少，尤其在衬板使用中后期，由于衬板制造工艺的特点，衬板磨损速率会发生急剧变化，导致只能用较少的数据来预测变化较大的磨损趋势；
2、现有的检测技术需要将磨机提前停机放置一段时间，无法在线测量并传输数据，过程复杂且需要较多人力；
3、人工巡检对检测人员的专业技能要求非常高，测量能力及当时检测条件对检测结果具有很大影响；
4、现有通过线性电阻磨损用于测量检测衬板厚度，当测量内部含有液体金属的磨机时衬板容易发生短路、并联进而产生误差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种在线测量磨机衬板磨损量的传感电路、传感设备及方法。
本发明是这样实现的，首先提供一种在线测量磨机衬板磨损量的传感电路，包括柔性印刷电路模块、处理器模块、传感模块和上位机，处理器模块包括多路复用器和处理器，传感模块包括NB-lot模块，柔性印刷电路模块与多路复用器单向信号连接，多路复用器与处理器单向信号连接，处理器与NB-lot模块双向信号连接，NB-lot模块与上位机双向信号连接，柔性印刷电路模块包括若干条按照距离磨机中心由近到远的方向等距平行设置的柔性印刷电路，若干条柔性印刷电路均通过电极与多路复用器连接。
优选的，在所述处理器模块上设有第一FPC接口，在所述传感模块上设有第二FPC接口，所述处理器与第一FPC接口双向信号连接，第一FPC接口与第二FPC接口双向信号连接，第二FPC接口与所述NB-lot模块双向信号连接。
进一步优选，在所述处理器模块上，设有定时控制模块，定时控制模块与所述处理器信号连接。
进一步优选，所述多路复用器设置2个；在所述传感模块上还设有天线模块；在所述处理器模块和所述传感模块上均设置电源模块。
进一步优选，所述多路复用器选用CH448F芯片，所述NB-Iot模块选用基于Hi3861Lv100的最小系统Hi3861芯片。
本发明还提供一种在线测量磨机衬板磨损量的传感设备，基于上述的在线测量磨机衬板磨损量的传感电路，所述传感设备包括绝缘螺栓，所述绝缘螺栓为中空结构，在绝缘螺栓内部一端设置所述柔性印刷电路模块，若干所述柔性印刷电路平行等距设置在绝缘螺栓靠近磨机中心的一端，绝缘螺栓靠近磨机中心的端面至距离磨机中心最远的柔性印刷电路的距离大于等于衬板的厚度；所述柔性印刷电路模块、所述处理器模块均通过绝缘浇注料密封固定在绝缘螺栓的中空结构内，所述传感模块设置在绝缘螺栓远离柔性印刷电路模块的一端。
优选的，设有保护帽结构与所述绝缘螺栓远离所述柔性印刷电路模块的一端螺纹连接，使传感模块置于保护帽结构内部的腔体内。
进一步优选，还包括安装螺母，安装螺母设置在磨机筒体外侧的所述绝缘螺栓外表面。
本发明还提供一种在线测量磨机衬板磨损量的方法，基于上述的在线测量磨机衬板磨损量的传感设备，所述方法包括如下步骤：
1）将所述绝缘螺栓设有所述柔性印刷电路模块的一端安装在磨机衬板上，且端面与衬板齐平，绝缘螺栓另一端穿出磨机筒体；
2）磨机运行，当衬板磨损时，柔性印刷电路模块距离磨机中心最近的柔性印刷电路被同步磨断，所述多路复用器检测柔性印刷电路模块的柔性印刷电路的通断状态，确定被磨损断的柔性印刷电路数，并引起电压变化，多路复用器将电压变化信号转换为电信号，电信号经过A/D转换以后送到所述处理器，进一步发生磨损时将再次产生电信号，重复上述过程；
3）处理器根据预先设置的条件将电信号转化为磨机衬板实时磨损厚度；
4）当用户通过以太网控制中心连接所述NB-Iot模块并输入合法指令时，处理器通过蓝牙通信模块将磨机衬板磨损厚度在线传递给以太网控制中心，用户通过以太网控制中心查看球磨机衬板磨损厚度；
5）当以太网控制中心未连接NB-Iot模块以及衬板每小时磨损厚度小于3mm时，处理器进入休眠，磨损再次发生时处理器退出休眠模式，传递与当前磨损程度对应的电信号。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、绝缘螺栓内部采用多路复用器检测多条印刷电路通断状态并传递信号给处理器，能有效避免当球磨机内有液体，造成金属接触从而导致短路、并联等误差，在线测量数据具有实时准确性；
2、使用NB-Iot模块传递数据给以太网控制中心，传感模块定时采用休眠，方便查看数据和对测量螺栓控制维护，信号传递具有更高稳定性，准确性；
3、本发明提供的传感设备可以按照休眠-工作-休眠循环，能耗低。
附图说明
图1为本发明提供的在线测量磨机衬板磨损量的传感电路模块图；
图2为多路复用器连接电路图；
图3为FPC接口电路图；
图4为NB-Iot模块电路图；
图5为定时控制连接电路图；
图6为本发明提供的传感设备结构图；
图7为本发明提供的测量方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1。
参考图1、图2、图3、图4、图5和图7，本实施例提供一种在线测量磨机衬板磨损量的传感电路，包括柔性印刷电路模块2、处理器模块10、传感模块5和上位机11，处理器模块10包括多路复用器3和处理器4，传感模块5包括NB-lot模块6，柔性印刷电路模块2与多路复用器3单向信号连接，多路复用器3与处理器4单向信号连接，处理器4与NB-lot模块6双向信号连接，NB-lot模块6与上位机11双向信号连接，柔性印刷电路模块2包括若干条按照距离磨机中心由近到远的方向等距平行设置的柔性印刷电路，若干条柔性印刷电路均通过电极与多路复用器3连接。
本实施例提供的电路的工作原理为：
1）磨机运行，当衬板磨损时，柔性印刷电路模块2的柔性印刷电路被同步磨断，多路复用器3检测柔性印刷电路模块2的柔性印刷电路的通断状态，确定被磨损断的柔性印刷电路数，并引起电压变化，多路复用器3将电压变化信号转换为电信号，电信号经过A/D转换以后送到所述处理器4，进一步发生磨损时将再次产生电信号，重复上述过程；
2）处理器4根据预先设置的条件将电信号转化为磨机衬板实时磨损厚度；
3）当用户通过以太网控制中心连接所述NB-Iot模块6并输入合法指令时，处理器4通过蓝牙通信模块将磨机衬板磨损厚度在线传递给以太网控制中心，用户通过以太网控制中心查看球磨机衬板磨损厚度。
作为处理器4与NB-lot模块6之间的具体连接方式，在所述处理器模块10上设有第一FPC接口12，在所述传感模块5上设有第二FPC接口13，所述处理器4与第一FPC接口12双向信号连接，第一FPC接口12与第二FPC接口13双向信号连接，第二FPC接口13与所述NB-lot模块6双向信号连接。
为了节能，实现自动控制，作为技术方案的改进，在所述处理器模块10上，设有定时控制模块14，定时控制模块14与所述处理器4信号连接。
当以太网控制中心未连接NB-Iot模块6以及衬板每小时磨损厚度小于3mm时，处理器4在定时控制模块14的控制下进入休眠，磨损再次发生时处理器4退出休眠模式，传递与当前磨损程度对应的电信号。
优选的，所述多路复用器3设置2个；在所述传感模块5上还设有天线模块7；在所述处理器模块10和所述传感模块5上均设置电源模块8。
多路复用器3设置两个是为了提高检测精度，设置天线模块7是为了辅助接收信号，在本实施例中，由于处理器模块10设置在绝缘螺栓1内部并用绝缘浇注料密封，传感模块5设置了两个，因此在两个模块上均设置电源模块8。
优选的，所述多路复用器3选用CH448F芯片，所述NB-Iot模块6选用基于Hi3861Lv100的最小系统Hi3861芯片。
实施例2。
参考图6，本实施例提供一种设有实施例1所述的在线测量磨机衬板磨损量的传感电路的传感设备，包括绝缘螺栓1，所述绝缘螺栓1为中空结构，在绝缘螺栓1内部一端设置所述柔性印刷电路模块2，若干所述柔性印刷电路平行等距设置在绝缘螺栓1靠近磨机中心的一端，绝缘螺栓1靠近磨机中心的端面至距离磨机中心最远的柔性印刷电路的距离大于等于衬板的厚度；所述柔性印刷电路模块2、所述处理器模块10均通过绝缘浇注料密封固定在绝缘螺栓1的中空结构内，所述传感模块5设置在绝缘螺栓1远离柔性印刷电路模块2的一端。
使用本传感设备进行磨机衬板磨损厚度的测量原理即实施例1中电路的工作原理，采用本传感设备时，将所述绝缘螺栓1设有所述柔性印刷电路模块2的一端安装在磨机衬板上，且与衬板齐平，绝缘螺栓1另一端穿出磨机筒体。随着磨机衬板的磨损，依次将绝缘螺栓1上的柔性印刷电路磨断，产生磨损信号。
为了合理设置，设有保护帽结构15与绝缘螺栓1远离所述柔性印刷电路模块2的一端螺纹连接，使传感模块5置于保护帽结构15内部的腔体内。
为了使绝缘螺栓1还能起到固定磨机衬板的作用，作为技术方案的改进，还包括安装螺母9，安装螺母9设置在磨机筒体外侧的所述绝缘螺栓1外表面。

Claims (9)

1.在线测量磨机衬板磨损量的传感电路，其特征在于，包括柔性印刷电路模块（2）、处理器模块（10）、传感模块（5）和上位机（11），处理器模块（10）包括多路复用器（3）和处理器（4），传感模块（5）包括NB-lot模块（6），柔性印刷电路模块（2）与多路复用器（3）单向信号连接，多路复用器（3）与处理器（4）单向信号连接，处理器（4）与NB-lot模块（6）双向信号连接，NB-lot模块（6）与上位机（11）双向信号连接，柔性印刷电路模块（2）包括若干条按照距离磨机中心由近到远的方向等距平行设置的柔性印刷电路，若干条柔性印刷电路均通过电极与多路复用器（3）连接。
2.根据权利要求1所述的在线测量磨机衬板磨损量的传感电路，其特征在于，在所述处理器模块（10）上设有第一FPC接口（12），在所述传感模块（5）上设有第二FPC接口（13），所述处理器（4）与第一FPC接口（12）双向信号连接，第一FPC接口（12）与第二FPC接口（13）双向信号连接，第二FPC接口（13）与所述NB-lot模块（6）双向信号连接。
3.根据权利要求1所述的在线测量磨机衬板磨损量的传感电路，其特征在于，在所述处理器模块（10）上，设有定时控制模块（14），定时控制模块（14）与所述处理器（4）信号连接。
4.根据权利要求1所述的在线测量磨机衬板磨损量的传感电路，其特征在于，所述多路复用器（3）设置2个；在所述传感模块（5）上还设有天线模块（7）；在所述处理器模块（10）和所述传感模块（5）上均设置电源模块（8）。
5.根据权利要求1所述的在线测量磨机衬板磨损量的传感电路，其特征在于，所述多路复用器（3）选用CH448F芯片，所述NB-Iot模块（6）选用基于Hi3861Lv100的最小系统Hi3861芯片。
6.在线测量磨机衬板磨损量的传感设备，其特征在于，基于权利要求1所述的在线测量磨机衬板磨损量的传感电路，所述传感设备包括绝缘螺栓（1），绝缘螺栓（1）为中空结构，在绝缘螺栓（1）内部一端设置所述柔性印刷电路模块（2），若干所述柔性印刷电路平行等距设置在绝缘螺栓（1）靠近磨机中心的一端，绝缘螺栓（1）靠近磨机中心的端面至距离磨机中心最远的柔性印刷电路的距离大于等于衬板的厚度；所述柔性印刷电路模块（2）、所述处理器模块（10）均通过绝缘浇注料密封固定在绝缘螺栓（1）的中空结构内，所述传感模块（5）设置在绝缘螺栓（1）远离柔性印刷电路模块（2）的一端。
7.根据权利要求6所述的在线测量磨机衬板磨损量的传感设备，其特征在于，设有保护帽结构（15）与所述绝缘螺栓（1）远离所述柔性印刷电路模块（2）的一端螺纹连接，使传感模块（5）置于保护帽结构（15）内部的腔体内。
8.根据权利要求6所述的在线测量磨机衬板磨损量的传感设备，其特征在于，还包括安装螺母（9），安装螺母（9）设置在磨机筒体外侧的所述绝缘螺栓（1）外表面。
9.在线测量磨机衬板磨损量的方法，其特征在于，基于权利要求6所述的在线测量磨机衬板磨损量的传感设备，所述方法包括如下步骤：
1）将所述绝缘螺栓（1）设有所述柔性印刷电路模块（2）的一端安装在磨机衬板上，且端面与衬板齐平，绝缘螺栓（1）另一端穿出磨机筒体；
2）磨机运行，当衬板磨损时，柔性印刷电路模块（2）距离磨机中心最近的柔性印刷电路被同步磨断，所述多路复用器（3）检测柔性印刷电路模块（2）的柔性印刷电路的通断状态，确定被磨损断的柔性印刷电路数，并引起电压变化，多路复用器（3）将电压变化信号转换为电信号，电信号经过A/D转换以后送到所述处理器（4），进一步发生磨损时将再次产生电信号，重复上述过程；
3）处理器（4）根据预先设置的条件将电信号转化为磨机衬板实时磨损厚度；
4）当用户通过以太网控制中心连接所述NB-Iot模块（6）并输入合法指令时，处理器（4）通过蓝牙通信模块将磨机衬板磨损厚度在线传递给以太网控制中心，用户通过以太网控制中心查看球磨机衬板磨损厚度；
5）当以太网控制中心未连接NB-Iot模块（6）以及衬板每小时磨损厚度小于3mm时，处理器（4）进入休眠，磨损再次发生时处理器（4）退出休眠模式，传递与当前磨损程度对应的电信号。
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