專利名稱：測量球磨機中煤量的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是連續(xù)測量球磨機中煤量的裝置。
當使用球磨機時，必須一直確保有恒定的煤量，以便確保最佳的研磨和干燥。如果送進的煤量太多，就不能進行充分的研磨，并使干燥不完善，如果送進的煤量太少，就不能供應足夠的煤給下游的鍋爐。
已知的一些系統(tǒng)對運轉的球磨機中的含煤量采用的是估算法。
第一種系統(tǒng)主要基于測量由驅動球磨機轉動的電動機所消耗的功率的變化。這種方法的靈敏度不高，而且這種方法需要經(jīng)常根據(jù)球的磨損情況或所加新球的情況重新進行校正。
另一種系統(tǒng)主要基于使用高度探測器。
一些氣動探測器可以對兩個高度之間的壓差進行測量，每個氣動探測器都有一根一端進入球磨機內(nèi)部的氣動管，根據(jù)測量出的壓差可以推算出球磨機中的煤量。然而，這些高度探測器裝在惡劣的環(huán)境(煤塵，球的脫落，堵塞的危險等)中，這種設置會導致重大故障；這些探測器要與維修費用巨大的結構復雜的氣動柜相連。這種系統(tǒng)的隨意使用性一般。
還有一種系統(tǒng)主要基于對球磨機發(fā)出的噪音進行測量。這種方法的缺點在于要提供一個與球磨機的流量，所送入煤塊的大小，球磨機中球的數(shù)量以及配備在球磨機的內(nèi)壁的隔離板的磨損密切相關的信號。
本發(fā)明的一個目的是提供一種精確測量上述球磨機中煤量的裝置，這種裝置不需要把一些構件設置在條件惡劣的由球磨機內(nèi)部構成的部位中，測量結果既與所用原煤的粒度無關，也與球磨機的流量無關，而且與球的數(shù)量和磨損程度也沒有關系。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種成本低，隨意使用性高的測量裝置。
本發(fā)明還有一個目的在于提供一種裝置，該裝置的重新校正既不需要在球磨機內(nèi)進行，也不需要在該球磨機停機時進行。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的連續(xù)測量球磨機內(nèi)煤量的裝置的特征在于它包括一個選自超聲波和電磁波的波發(fā)射器和一個波接收器，發(fā)射器和接收器設置成使波的至少一部分穿過球磨機內(nèi)部，接收器與一個電路相連，該電路根據(jù)接收到的信號與預先標定過的測量數(shù)據(jù)進行比較而演算出煤量。
該測量主要基于波的吸收和波傳播速度的變化中的一種現(xiàn)象。
發(fā)射器是超聲波發(fā)射器，接收器是超聲波接收器，測量主要基于發(fā)射信號和接收信號之間的振幅差。
發(fā)射器是超聲波發(fā)射器，接收器是超聲波接收器，超聲波發(fā)射器在給定的頻率范圍內(nèi)進行頻率掃描，同時根據(jù)測量的吸收峰頻率和無煤空氣中的吸收峰值頻率之間的頻率偏差進行測定。
頻率范圍為400.00Hz到1MHz。
發(fā)射器和接收器設置在球磨機兩側的旋轉軸上，波沿著軸向傳播穿過球磨機。
下面結合附圖對非限定性的實施例進行描述，以便更清楚地理解本發(fā)明。附圖中

圖1為剖視圖，它示意性地表示了帶有本發(fā)明的測量裝置的煤粉碎設備；圖2為沿圖1的II—II線作的剖視圖；圖3為一組曲線，它示出了根據(jù)穿過球磨機的聲波頻率的變化，理論吸收值和經(jīng)修正的實際吸收值的變化情況；圖4為完成本發(fā)明測量裝置的電路實施例的流程圖。
在這里所述的和圖1所示的實施例中，所涉及的是由螺旋輸送器供料的圓柱形球磨機。顯然本發(fā)明適用于各種球磨機(例如雙錐形球磨機)，不論將煤送入球磨機內(nèi)的送入設備如何均是這樣。
圖1概括地示出了含有至少一個供應設備10的煤粉碎裝置，供應設備將煤供應給整體上由標號20表示的球磨機。
供應設備10包括一個儲料斗1，由箱4中的鏈式傳送機3帶動使煤2離開儲料斗，鏈式傳送機由電動機5驅動，煤被帶到垂直管道6的第一端。
球磨機20有一個圓柱形套筒11，套筒兩端為截錐件12和13，支承套筒的兩根軸頸14和15分別固定在這兩個截錐件上。上述兩根軸頸分別裝在兩個帶有軸瓦的軸承16和17上。由大齒輪18帶動球磨機轉動，大齒輪與未示出的小齒輪嚙合，小齒輪由一個未示出的電動減速馬達帶動。
兩個管件21和22裝在套筒14和15的軸線上，這兩個管件分別帶有一個同軸的彈性螺旋輸送器23和24，它們經(jīng)驅動與球磨機一塊轉動，熱空氣分別經(jīng)管路25和26進入壓力為幾千帕的管件21和22中。煤在重力作用下通過管道6，該管道的第二端與管件22成直角。煤還經(jīng)另一個未示出的供應設備的管道6′到達另一個管件21。借助螺旋輸送器23和24的旋轉將煤送到球磨機內(nèi)。
球磨機裝有例如是鋼制成的球27。當套筒轉動時，球將煤破碎，煤的細顆粒由熱空氣送到環(huán)形空間28，29中，這兩個環(huán)形空間分別在套筒14，15和管件21，22之間，由管路30和31把這些細顆粒排到燃燒器中。
圖2為套筒在運行過程中的放大剖視圖。我們看到的是所有球的整體27，由于套筒的轉動，球沿箭頭所指的方向偏離。由粉碎所形成的煤灰在這些球的上方。
在所述實施例中，本發(fā)明的裝置有一個設置在球磨機外部的超聲波發(fā)射器35，該發(fā)射器以平行于球磨機旋轉軸的方向發(fā)射超聲波，使超聲波穿過管件21，穿過球磨機和管件22的超聲波被球磨機外部的接收器36接收。裝置的外殼上開有一些讓超聲波通過的孔。
申請人發(fā)現(xiàn)，由于存在煤塵而使波的發(fā)射減弱。在球磨機內(nèi)煤塵的密度，也就是所送入的煤量和入射波的減弱之間存在一個單一的規(guī)律。這樣就只要把所接收到的波的振幅和發(fā)射波的振幅進行比較就能知道球磨機中的煤量。
可以采用各種類型的波超聲波，電磁波(其中包括可見或不可見的光波，X或γ射線)，等……。
下面描述的實施例涉及超聲波的使用，頻率范圍在例如400.000Hz至1MHz之間。
為了更好地理解本發(fā)明，必須參照圖1回顧一下，穿過象空氣這樣的氣體介質的聲音信號的吸收A從理論上來講與聲波頻率N的平方成正比，它可以寫成如下關系A＝KN2其中K是常數(shù)。
圖3的曲線示出了與頻率相應的理論K值(間斷線)，該值為平行于橫軸的直線。
實際上，也稱作修正吸收系數(shù)的系數(shù)K相對于頻率并不是恒定的，而存在一個對應特定頻率N0的峰值，該特定頻率為共振頻率，如果氣體介質(例如空氣)中帶有懸浮顆粒，則N0與氣體中的顆粒密度有關。
因為，氣體中傳播的聲波應看成是介質中壓力波的傳播。所以氣體分子的攪動速率與頻率直接相關，并可將它們的一部分能量傳送給懸浮顆粒。在空氣分子和顆粒之間存在有彈性耦合，這種耦合具有的共振頻率的值取決于顆粒的密度。
圖3示出了懸浮顆粒三種密度值的吸收變化情況。
曲線Co是顆粒密度do＝0(不含顆粒的空氣)的吸收曲線，其共振頻率等于N00。
曲線C1和C2是天然顆粒和粒度相同顆粒的兩種密度值d1和d2的吸收曲線。它們的共振頻率分別為N01和N02。下面用N0n表示對應顆粒密度dn的共振頻率。
圖4的電路包括一個由模擬電路構成的“測量”部分A，一個由數(shù)字電路構成的測量信號處理部分B和一個模擬的輸出部分C。
超聲波發(fā)射器35發(fā)射的波穿過待監(jiān)測的裝置10中的氣體介質(通常為空氣)，氣體介質中含有希望測量其密度的懸浮顆粒。
用一個含有數(shù)字振蕩器40的波通道給超聲波發(fā)射器35提供信號，振蕩器接收由鋸齒波信號發(fā)射裝置產(chǎn)生的頻率變化，鋸齒波由發(fā)射裝置電路41產(chǎn)生。用模擬數(shù)字轉換器42把振蕩器的輸出信號轉換成模擬信號，經(jīng)功率放大器43放大以后再將該信號送給超聲波發(fā)射器35。
用兩個接收器觀測超聲波，一個接收器50靠近發(fā)射源35，另一個接收器36位于待觀測系統(tǒng)10的出口處。信號分別先經(jīng)放大器51和45放大，然后分別再由模擬數(shù)字轉換器52和46轉換成數(shù)字信號，這樣就有了出自轉換器52的參考信號Sr和出自轉換器46的測量信號Sm。
振幅比較器47可以提供一個表示信號Sm和Sr間的振幅偏差的測量信號。該偏差能表示聲波在待觀測介質中的吸收情況。逐點記錄的曲線發(fā)生器55記錄該測量偏差，以便根據(jù)圖1的特征曲線Cn建立起修正吸收量A/N0n和頻率N之間的關系。電路56構成該曲線的觀察窗口，以便確定對應于吸收頻率的峰值頻率。
在對無懸浮顆粒的介質進行吸收測量的同時對系統(tǒng)進行測量。將所得到的頻率N00存儲在電路57中。
當在具有懸浮顆粒的情況下進行測量時，把經(jīng)電路56計算出的共振頻率N0n送到頻率比較電路58中，該頻率比較電路從電路57中接收參考共振頻率N00。
比較器58的輸出提供一個表示頻率漂移△F＝N0n—N00的信號，該信號為懸浮顆粒密度的正比函數(shù)。
把信號△F送到函數(shù)發(fā)生器59，該發(fā)生器的任務是發(fā)出一個經(jīng)信號△F放大和線性化以后可以被利用的信號。在由模擬數(shù)字轉換器51轉換成模擬信號以后，把該信號送到顯示器52，也可以送到能夠對懸浮顆粒密度進行自動調(diào)節(jié)的激勵器53中。
比較器47的輸出48在對相位進行校正時可以直接用作測量輸出，由函數(shù)發(fā)生器50對出自比較器47的信號進行處理，從而獲得合適的信號，然后再由模擬數(shù)字轉換器51轉換成模擬信號。換向器60可以把校正測量變成標準測量。
本發(fā)明并不局限于上述只作為例子給出的實施方案。
在所給的例子中，波穿過整個球磨機。在另一方案中，波可以只穿過部分球磨機，波在障礙物上反射，并由發(fā)射器同一側的接收器進行收集和測量。
在本發(fā)明的另一個實施例中，描述密度值特征的觀察對象也可以是波速。
權利要求
1.連續(xù)測量球磨機內(nèi)的煤量的裝置，其特征在于它包括一個波的發(fā)射器(35)和一個波的接收器(36)，波選自超聲波和電磁波，把發(fā)射器和接收器設置成使波的至少一部分穿過球磨機內(nèi)部，接收器(36)與一個電路相連，該電路根據(jù)接收到的信號與預先標定過的測量數(shù)據(jù)進行比較而演算出煤量。
2.根據(jù)權利要求1的裝置，其特征在于測量基于波的吸收或波傳播速率的變化。
3.根據(jù)權利要求1或2的裝置，其特征在于發(fā)射器(35)為超聲波發(fā)射器，接收器(36)是超聲波接收器，測量基于發(fā)射信號和接收信號之間的振幅差。
4.根據(jù)權利要求1或2的裝置，其特征在于發(fā)射器(35)是超聲波發(fā)射器，接收器(36)是超聲波接收器，超聲波發(fā)射器在給定的頻率范圍內(nèi)進行頻率掃描，同時根據(jù)測得的吸收峰值頻率和無煤空氣中的吸收峰值頻率之間的差值進行測量。
5.根據(jù)權利要求4的裝置，其特征在于頻率范圍為400.000Hz至1MHz之間。
6.根據(jù)權利要求3至5之一的裝置，其特征在于發(fā)射器(35)和接收器(36)設置在球磨機兩側的旋轉軸上，波沿著軸向傳播穿過球磨機。
7.根據(jù)上述任一權利要求的裝置，其特征在于它包括對給定頻率范圍進行掃描的波發(fā)射器(35)；設置在波發(fā)射器附近并提供一個稱作參考信號的接收信號的第一波接收器(50)；用以在發(fā)射器發(fā)射的信號穿過所述球磨機后接收該信號，并將接收信號進行發(fā)射的第二波接收器(36)；發(fā)出一個表示第一和第二接收器的接收信號差的差信號的第一比較器(46)；接收第一比較器的信號并得出表示所述差信號的振幅與頻率的關系的曲線的曲線發(fā)生器(55)；確定共振峰值頻率N0n的窗口計算器；產(chǎn)生一個表示頻率漂移△F的信號的第二比較器(57)，上述頻率漂移是吸收共振峰值頻率N0n和無顆粒時測量所得到的經(jīng)存儲的參考信號N00之間的頻率漂移。
8.根據(jù)權利要求7的裝置，其特征在于第一比較器(46)是數(shù)字比較器，在經(jīng)數(shù)字模擬轉換器(52，46)數(shù)字化以后該比較器接收第一波接收器(50)和第二波接收器(36)的信號。
9.根據(jù)權利要求7或8的裝置，其特征在于由發(fā)射器電路(41)激勵的振蕩器(40)給波發(fā)射器(35)提供信號。
10.根據(jù)權利要求7至9之一的裝置，其特征在于把頻率漂移信號△F送到一個能使該信號放大和線性化的函數(shù)發(fā)生器(59)中。
全文摘要
連續(xù)測量球磨機中煤量的裝置，其特征在于它包括一個波發(fā)射器(35)和一個波接收器(36)，所述波選自超聲波和電磁波，發(fā)射器和接收器的設置應使波的至少一部分穿過球磨機內(nèi)部，接收器(36)與一個電路相連，該電路根據(jù)接收到的信號與預先標定過的測量數(shù)據(jù)進行比較而演算出煤量。
文檔編號G01N29/04GK1124845SQ9510910
公開日1996年6月19日 申請日期1995年6月23日 優(yōu)先權日1994年6月24日
發(fā)明者丹尼爾·方丹耶, 雅克·巴勃 申請人:Gec阿爾松·斯坦工業(yè)公司