三維建模中煤塊粒度分析的動(dòng)篩故障診斷方法
【專利摘要】一種三維建模中煤塊粒度分析的動(dòng)篩故障診斷方法，屬于動(dòng)篩故障診斷方法。該動(dòng)篩故障診斷方法，通過沖擊力傳感器、激光多普勒測(cè)速法測(cè)出煤塊從動(dòng)篩下落對(duì)緩沖板的沖擊力度、煤塊撞擊緩沖板后的起跳速度、起跳高度作為動(dòng)篩故障診斷的特征；三維建模分析煤塊的下落過程，煤塊對(duì)緩沖板的撞擊力度P、煤塊彈跳初速度v0、煤塊上升位移h這三個(gè)參數(shù)，根據(jù)這三種信號(hào)的特征確定煤塊的橫截面積，與非故障篩孔的橫截面積進(jìn)行對(duì)比，并計(jì)算出煤塊的橫截面積與厚度；間接測(cè)量煤塊粒度對(duì)動(dòng)篩故障進(jìn)行診斷。優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明將煤塊對(duì)緩沖板的撞擊力度、煤塊彈跳初速度、煤塊上升位移這三個(gè)參數(shù)，準(zhǔn)確確定煤塊的最大橫截面積和厚度，準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)單的監(jiān)測(cè)出篩板的故障。
【專利說明】三維建模中煤塊粒度分析的動(dòng)篩故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動(dòng)篩故障診斷方法，特別是一種三維建模中煤塊粒度分析的動(dòng)篩故障診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)篩是選煤廠最重要的設(shè)備之一。由于選煤是一個(gè)連續(xù)的流水作業(yè)過程，因此處于中間環(huán)節(jié)的動(dòng)篩一旦出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)流程中后續(xù)的機(jī)器受損，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致停產(chǎn)。因此，對(duì)它進(jìn)行快速、精確的故障診斷關(guān)系到選煤的效率和安全，而簡(jiǎn)單化、及時(shí)性、精確度是動(dòng)篩診斷方法優(yōu)劣的重要指標(biāo)。
[0003]故障診斷的主要手段是通過對(duì)故障的現(xiàn)象、特征和機(jī)理的研究，分析故障出現(xiàn)的位置和原因，進(jìn)而給出故障預(yù)警和預(yù)防的方法。目前的動(dòng)篩監(jiān)測(cè)方法主要有人工定期檢查、視頻監(jiān)測(cè)、特征向量分析，然而在實(shí)際應(yīng)用中，依然只有人工定期檢查被應(yīng)用得較為廣泛，其它方法則很少被現(xiàn)場(chǎng)使用。究其原因，主要是由于這些方法的復(fù)雜度偏高，穩(wěn)定性較差，難以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；或者沒有考慮到選煤廠噪聲干擾大、煤塵較多的環(huán)境特點(diǎn)，致使監(jiān)測(cè)的可靠度不高。
[0004]歸納起來，目前的方法主要有:
[0005]I)人工定期檢查
[0006]選煤廠工人根據(jù)篩板損壞的經(jīng)驗(yàn)周期，提前對(duì)篩板進(jìn)行檢查或者更換，該方法雖然簡(jiǎn)單，但是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無法做到故障實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，這種方法高度依賴巡檢工人的經(jīng)驗(yàn)，以它作作為設(shè)備部件更換的依據(jù)并不可靠，可能會(huì)大量浪費(fèi)篩板。
[0007]2)視頻監(jiān)測(cè)
[0008]視頻監(jiān)測(cè)的方法是在篩板上方安裝高清防塵攝像儀，通過對(duì)監(jiān)控視頻圖像的處理，診斷篩孔大小是否損壞、篩板是否斷裂。但是實(shí)際情況篩板、煤塊在視頻中的灰度值相差不多，即便使用額外光源等手段，也不能準(zhǔn)確的對(duì)篩孔大小、篩板斷裂等故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0009]3)特征向量分析
[0010]特征向量法是在篩板上安裝振動(dòng)傳感器，提取出篩板的時(shí)域、頻域、烈度等特征，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，貝葉斯估計(jì)等分類方法，將篩板正常與非正常時(shí)的特征分類出來，以便確定當(dāng)前篩板是否處于斷裂、篩孔損壞等故障。該方法能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)故障診斷，但是考慮到方法的準(zhǔn)確度與穩(wěn)定性，該方法并不適合選煤廠的生產(chǎn)環(huán)境。
[0011]以上方法雖然均以篩板為對(duì)象進(jìn)行故障診斷，但是它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中處理速度慢、復(fù)雜度高、穩(wěn)定性差，不適合于選煤廠生產(chǎn)的特定環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是要提供一種三維建模中煤塊粒度分析的動(dòng)篩故障診斷方法，解決當(dāng)前各種方法中對(duì)動(dòng)篩板監(jiān)測(cè)不足以及在實(shí)際選煤廠生產(chǎn)特定應(yīng)用環(huán)境中處理速度慢、復(fù)雜度高、穩(wěn)定性差等問題。[0013]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:該動(dòng)篩故障診斷方法，通過沖擊力傳感器、激光多普勒測(cè)速法測(cè)出煤塊從動(dòng)篩下落對(duì)緩沖板的沖擊力度、煤塊撞擊緩沖板后的起跳速度、起跳高度作為動(dòng)篩故障診斷的特征；三維建模分析煤塊的下落過程，煤塊對(duì)緩沖板的撞擊力度P、煤塊彈跳初速度％、煤塊上升位移h這三個(gè)參數(shù)，根據(jù)這三種信號(hào)的特征確定煤塊的橫截面積，與非故障篩孔的橫截面積進(jìn)行對(duì)比，并計(jì)算出煤塊的橫截面積與厚度；間接測(cè)量煤塊粒度對(duì)動(dòng)篩故障進(jìn)行診斷；
[0014]將煤塊的建模成橢圓柱體，并假定其長(zhǎng)半徑為A，短半徑為B，厚度為C，其密度為Praal;同時(shí)，假定振動(dòng)篩距緩沖板的高度為H，空氣的阻力系數(shù)和密度分別為ζ和Ρ&;沒有特別說明的情況下，以上符號(hào)單位均采用國(guó)際主單位；
[0015]具體步驟如下:
[0016](I)在緩沖板上密集安裝沖擊力傳感器以及在緩沖板與篩板之間安裝激光多普勒測(cè)速儀，通過沖擊力傳感器與激光多普勒測(cè)速儀測(cè)定煤塊從篩板下落撞擊到緩沖板后，獲得煤塊對(duì)緩沖板的撞擊力度、煤塊彈跳初速度、煤塊上升位移這三個(gè)參數(shù)；對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行周期性監(jiān)測(cè)與設(shè)定沖擊力門限值檢測(cè)；
[0017](2)計(jì)算煤塊的最大橫截面積與煤塊的厚度
[0018]首先，對(duì)煤塊從篩板下落撞擊到緩沖板的沖擊力進(jìn)行分析；根據(jù)煤塊撞擊緩沖板的數(shù)據(jù)分析，煤塊對(duì)緩沖板的沖擊力可以表示為:
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種三維建模中煤塊粒度分析的動(dòng)篩故障診斷方法，其特征是:該動(dòng)篩故障診斷方法，通過沖擊力傳感器、激光多普勒測(cè)速法測(cè)出煤塊從動(dòng)篩下落對(duì)緩沖板的沖擊力度、煤塊撞擊緩沖板后的起跳速度、起跳高度作為動(dòng)篩故障診斷的特征；三維建模分析煤塊的下落過程，煤塊對(duì)緩沖板的撞擊力度P、煤塊彈跳初速度Vtl、煤塊上升位移h這三個(gè)參數(shù)，根據(jù)這三種信號(hào)的特征確定煤塊的橫截面積，與非故障篩孔的橫截面積進(jìn)行對(duì)比，并計(jì)算出煤塊的橫截面積與厚度；間接測(cè)量煤塊粒度對(duì)動(dòng)篩故障進(jìn)行診斷； 將煤塊的建模成橢圓柱體，并假定其長(zhǎng)半徑為A，短半徑為B，厚度為C，其密度為P Mal ；同時(shí)，假定振動(dòng)篩距緩沖板的高度為H，空氣的阻力系數(shù)和密度分別為ζ和Ρ&;沒有特別說明的情況下，以上符號(hào)單位均采用國(guó)際主單位； 具體步驟如下: (1)在緩沖板上密集安裝沖擊力傳感器以及在緩沖板與篩板之間安裝激光多普勒測(cè)速儀，通過沖擊力傳感器與激光多普勒測(cè)速儀測(cè)定煤塊從篩板下落撞擊到緩沖板后，獲得煤塊對(duì)緩沖板的撞擊力度、煤塊彈跳初速度、煤塊上升位移這三個(gè)參數(shù)；對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行周期性監(jiān)測(cè)與設(shè)定沖擊力門限值檢測(cè)； (2)計(jì)算煤塊的最大橫截面積與煤塊的厚度 首先，對(duì)煤塊從篩板下落撞擊到緩沖板的沖擊力進(jìn)行分析；根據(jù)煤塊撞擊緩沖板的數(shù)據(jù)分析，煤塊對(duì)緩沖板的沖擊力可以表示為:
【文檔編號(hào)】B07B1/42GK103537436SQ201310539577
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】胡青松, 常飛, 耿飛, 喬欣, 張申, 吳立新 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)