一種基于壓力和位移傳感器的靜態(tài)料層夾持厚度檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及選礦、冶金、建材、化工、陶瓷等利用球磨粉碎行業(yè)，是為有效監(jiān)測層受介質球靜態(tài)擠壓時壓力和料層厚度的一種檢測裝置。
【背景技術】
[0002]球形介質是球磨機粉磨生產(chǎn)中應用最為廣泛的介質，顆粒的破碎主要通過兩介質球之間相互碰撞擠壓作用來實現(xiàn)。但是由于缺乏對介質球間碰撞擠壓過程的精確描述，常常簡單認為介質球之間只存在單個或單層被破碎的顆粒，或者采用經(jīng)驗的方法來估計顆粒破碎所需要的碰撞擠壓力，這與實際介質球間顆粒破碎是以料層形式有較大出入，導致球磨工藝參數(shù)不準確，能量利用率低。因此根據(jù)料層擠壓時的擠壓力和料層厚度變化信息，結合料層破碎狀態(tài)，分析擠壓范圍內料層有效破碎時擠壓力大小與該時刻料層厚度信息，以便建立介質球間非限制料層破碎模型，從而優(yōu)化粉磨工藝參數(shù)，提高粉磨效率。由于破碎瞬時的擠壓力大小與料層厚度很難測量，特別是細小顆粒的料層厚度。雖然有學者開展料層厚度方面的研宄，但是都沒有給出比較通用和便利的裝置來測量被擠壓而破碎顆粒的料層厚度。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于壓力和位移傳感器的靜態(tài)料層夾持厚度檢測裝置。
[0004]這種基于壓力和位移傳感器的靜態(tài)料層夾持厚度檢測裝置，主要包括:導向管、介質球、磁鐵、頂桿、壓力傳感器、位移傳感器、工控機、通信線、上底板、步進電機、聯(lián)軸器、絲桿、活動座、導柱和下底座；步進電機和絲杠螺母帶動活動座沿著導柱上下緩慢移動，驅動頂桿上吸附的介質球擠壓料層和下介質球，安裝于活動座上的壓力傳感器和位移傳感器分別檢測擠壓力和位移大小，并將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)焦た貦C上；導向管周邊用螺釘固定于下底座，頂桿末端通過磁鐵吸附上介質球對料層實施擠壓；頂桿的上下運動由步進電機、聯(lián)軸器和絲桿帶動活動座移動實現(xiàn)，步進電機安裝于上底板，由工控機通過通信線控制；通過位移傳感器和壓力傳感器檢測料層靜態(tài)擠壓下壓力和位移變化；活動座沿著左右兩個導柱上下運動，導柱豎直安裝于下底座和上底板之間。
[0005]作為優(yōu)選:導向管采用透明材質，中心與頂桿中心對齊。
[0006]作為優(yōu)選:絲桿兩端分別于聯(lián)軸器和下底座連接，且與活動座上的螺母組成絲桿螺母副。
[0007]作為優(yōu)選:位移傳感器安裝于上底板和活動座之間，壓力傳感器安裝于活動座與頂桿之間。
[0008]本實用新型的有益效果是:結構合理，操作簡便，測試精度高，穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型結構圖；
[0010]附圖標記說明:導向管1、介質球2、磁鐵3、頂桿4、壓力傳感器5、位移傳感器6、工控機7、通信線8、上底板9、步進電機10、聯(lián)軸器11、絲桿12、活動座13、導柱14、下底座15。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步描述。雖然本實用新型將結合較佳實施例進行描述，但應知道，并不表示本實用新型限制在所述實施例中。相反，本實用新型將涵蓋可包含在有附后權利要求書限定的本實用新型的范圍內的替換物、改進型和等同物。
[0012]如圖1所示，本實施例的基于壓力和位移傳感器的靜態(tài)料層夾持厚度檢測裝置主要包括:導向管1、介質球2、磁鐵3、頂桿4、壓力傳感器5、位移傳感器6、工控機7、通信線
8、上底板9、步進電機10、聯(lián)軸器11、絲桿12、活動座13、導柱14、下底座15。步進電機和絲杠螺母帶動活動座沿著導柱上下緩慢移動，驅動頂桿上吸附的介質球擠壓料層和下介質球，安裝于活動座上的壓力傳感器和位移傳感器分別檢測擠壓力和位移大小，并將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)焦た貦C上，用于分析擠壓力與料層厚度、顆粒破碎情況。
[0013]該裝置將被擠壓的介質球和料層置于導向管I內，導向管周邊用螺釘固定于下底座15，頂桿4末端通過磁鐵3吸附上介質球對料層實施擠壓。導向管采用透明材質，中心與頂桿中心對齊，初始料層厚度不宜過大，3?5層為宜，利于減少導向管對擠壓區(qū)域料層的限制作用。在擠壓開始前，上介質球要處于料層上方緩慢對下料層施加擠壓。
[0014]該裝置頂桿4的上下運動由步進電機10、聯(lián)軸器11、絲桿12帶動活動座13移動實現(xiàn)，步進電機安裝于上底板9，由工控機7通過通信線8控制。絲桿兩端分別于聯(lián)軸器和底座連接，且與活動座上的螺母組成絲桿螺母副。活動座的移動速度要足夠慢，保證料層擠壓過程基本處于準靜態(tài)。
[0015]該裝置通過位移傳感器6、壓力傳感器5檢測料層靜態(tài)擠壓下壓力和位移變化。位移傳感器安裝于上底板和活動座之間，壓力傳感器安裝于活動座與頂桿之間。壓力傳感器的采樣頻率需要較高，以便檢測料層擠壓過程中壓力短時的突變。位移傳感器的精度要能夠達到I微米，便于對較細顆粒料層擠壓情況開展研宄。位移和擠壓力數(shù)據(jù)通過工控機同步米集和保存。
[0016]該裝置通過位移傳感器6、壓力傳感器5檢測料層靜態(tài)擠壓下壓力和位移變化。位移傳感器安裝于上底板和活動座之間，壓力傳感器安裝于活動座與頂桿之間。壓力傳感器的采樣頻率需要較高，以便檢測料層擠壓過程中壓力短時的突變。位移傳感器的精度要能夠達到I微米，便于對較細顆粒料層擠壓情況開展研宄。
[0017]使用時，將頂桿4上移到一定高度，將磁鐵3和上介質球2吸附于頂桿4末端?？煲苹顒幼?3使上介質球2處于料層上方，再以很低的速度使活動座13下移實施料層擠壓破碎。為保護壓力傳感器5，當擠壓力達到設定極限值時，步進電機10反轉使活動座13上移微小距離。料層厚度值需要通過相同擠壓力下，有料層擠壓位移與無料層擠壓位移數(shù)據(jù)的差值求得，這也消除了由于桿件變形而產(chǎn)生的料層厚度誤差。通過壓力傳感器5和位移傳感器6檢測非限制料層受到介質球2緩慢擠壓時的壓力和位移變化信息，獲得料層顆粒有效破碎的最佳擠壓力和料層厚度信息，為球磨工藝設計提供更加準確檢測數(shù)據(jù)，優(yōu)化工藝參數(shù)，提高粉磨效率。
【主權項】
1.一種基于壓力和位移傳感器的靜態(tài)料層夾持厚度檢測裝置，其特征在于:主要包括:導向管(1)、介質球(2)、磁鐵(3)、頂桿(4)、壓力傳感器(5)、位移傳感器￠)、工控機(7)、通信線(8)、上底板(9)、步進電機(10)、聯(lián)軸器(11)、絲桿(12)、活動座(13)、導柱(14)和下底座(15);步進電機(10)和絲杠(12)螺母帶動活動座(13)沿著導柱(14)上下緩慢移動，驅動頂桿(4)上吸附的介質球(2)擠壓料層和下介質球，安裝于活動座上的壓力傳感器(5)和位移傳感器(6)分別檢測擠壓力和位移大小，并將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)焦た貦C(7)上；導向管(I)周邊用螺釘固定于下底座(15)，頂桿(4)末端通過磁鐵(3)吸附上介質球(2)對料層實施擠壓；頂桿(4)的上下運動由步進電機(10)、聯(lián)軸器(11)和絲桿(12)帶動活動座(13)移動實現(xiàn)，步進電機安裝于上底板(9)，由工控機(7)通過通信線(8)控制；通過位移傳感器(6)和壓力傳感器(5)檢測料層靜態(tài)擠壓下壓力和位移變化；活動座(13)沿著左右兩個導柱(14)上下運動，導柱(14)豎直安裝于下底座(15)和上底板(9)之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于壓力和位移傳感器的靜態(tài)料層夾持厚度檢測裝置，其特征在于:導向管(I)采用透明材質，中心與頂桿(4)中心對齊。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于壓力和位移傳感器的靜態(tài)料層夾持厚度檢測裝置，其特征在于:絲桿(4)兩端分別于聯(lián)軸器(11)和下底座(15)連接，且與活動座(13)上的螺母組成絲桿螺母副。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于壓力和位移傳感器的靜態(tài)料層夾持厚度檢測裝置，其特征在于:位移傳感器(6)安裝于上底板(9)和活動座(13)之間，壓力傳感器(5)安裝于活動座(13)與頂桿⑷之間。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于壓力和位移傳感器的靜態(tài)料層夾持厚度檢測裝置，主要包括：導向管、介質球、磁鐵、頂桿、壓力傳感器、位移傳感器、工控機、通信線、上底板、步進電機、聯(lián)軸器、絲桿、活動座、導柱和下底座；步進電機和絲杠螺母帶動活動座沿著導柱上下緩慢移動，驅動頂桿上吸附的介質球擠壓料層和下介質球，安裝于活動座上的壓力傳感器和位移傳感器分別檢測擠壓力和位移大小，并將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)焦た貦C上；導向管周邊用螺釘固定于下底座，頂桿末端通過磁鐵吸附上介質球對料層實施擠壓。本實用新型的有益效果是：結構合理，操作簡便，測試精度高，穩(wěn)定性好。
【IPC分類】B02C17-18, G01N15-00, B02C17-10
【公開號】CN204286992
【申請?zhí)枴緾N201420825099
【發(fā)明人】毛亞郎, 孫毅, 單繼宏, 金曉航, 梁曼, 許利學
【申請人】浙江工業(yè)大學之江學院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月23日