[发明专利]基于声音能量的球磨机工作状态检测方法

权利要求书

1.一种基于声音能量的球磨机工作状态检测方法，其特征在于，包括：

在球磨机的转筒外部设置方向性麦克风阵列，通过所述方向性麦克风阵列采集所述球磨机工作时转筒内介质球撞击衬板或物料的声音能量；

通过比较所述方向性麦克风阵列的各方向性麦克风阵元接收的声音能量的大小得出疑似介质球撞击衬板或物料的能量段；

统计固定时间段内得到的疑似介质球撞击衬板或物料对应能量段的频率，并根据所述频率确定介质球撞击衬板或物料的位置所对应的方向性麦克风阵元编号，包括：累计接收包括m个数据段的mT分钟的数据，若mT分钟内疑似介质球撞击衬板或物料对应能量段的频率大于等于常数α，0＜α≤1，则确认介质球撞击衬板或物料，并记录当前所对应的方向性麦克风阵元编号，上述过程表示为：

其中，X₁表示球磨机高转速状态下介质球撞击衬板所对应的方向性麦克风阵元编号的集合，{1,2,…,M}表示球磨机高转速状态下介质球撞击衬板时对应的方向性麦克风阵元编号；X₂表示球磨机正常转速状态下介质球撞击物料所对应的方向性麦克风阵元编号的集合，{M+1,M+2,…,N}表示球磨机正常转速状态下介质球撞击物料所对应的方向性麦克风阵元编号；

将确定的介质球撞击衬板或物料的位置所对应的方向性麦克风阵元编号与球磨机处于正常转速状态下希望介质球所落区域的位置所对应的方向性麦克风阵元编号进行比较，判断得出所述球磨机的当前工作状态，并在当前工作状态为非正常工作状态时进行相应的处理，包括：预先确定球磨机处于正常转速状态下希望介质球所落在的区域对应的方向性麦克风阵元编号为{M+1,M+2,…,N}；

将获取的介质球撞击衬板或物料对应的方向性麦克风阵元编号与球磨机处于正常转速状态下的方向性麦克风阵元编号进行比较，若介质球撞击衬板或物料所对应的方向性麦克风阵元编号的集合X中的方向性麦克风阵元编号小于M+1，即X中的方向性麦克风阵元编号为{1,2,…,M}，则确认球磨机处于高转速状态，报警和/或降低球磨机的转速；若介质球撞击衬板或物料所对应的方向性麦克风阵元编号的集合X中的方向性麦克风阵元编号均在{M+1,M+2,…,N}内，则确认球磨机处于正常转速状态，维持当前转速；若X中没有方向性麦克风阵元编号，即则确认球磨机处于低转速状态，报警和/或提高球磨机的转速。

2.根据权利要求1所述的基于声音能量的球磨机工作状态检测方法，其特征在于，所述方法中，在球磨机的转筒外部设置方向性麦克风阵列包括：

将方向性麦克风阵元设置在同一平面的弧形支架上形成弧形的方向性麦克风阵列，所述弧形的方向性麦克风阵列与所述球磨机的转筒横截面形成同心圆，该方向性麦克风阵列的各方向性麦克风阵元正面轴向垂直于所述球磨机的转筒表面。

3.根据权利要求2所述的基于声音能量的球磨机工作状态检测方法，其特征在于，所述方法中，在弧形支架上设置各方向性麦克风阵元时，以方向性麦克风阵列中最上端的方向性麦克风阵元作为参考点，用所述参考点与所述转筒的圆心的连线作为x轴，用在同一平面与x轴垂直的线作为y轴，通过确定的x轴和y轴形成的坐标系为参照，按以下方式设置所述方向性麦克风阵列的各方向性麦克风阵元，包括：

相邻方向性麦克风阵元所测角度的重叠角度为γ，0≤γ≤0.5，其中，表示相邻方向性麦克风阵元所测角度的重叠角度大小，表示单个方向性麦克风阵元所测角度的大小。