FI87114B

FI87114B - Method and arrangement for measuring the volumetric efficiency of a mill

Info

Publication number: FI87114B
Application number: FI910202A
Authority: FI
Inventors: Jorma Kalervo Miettunen
Original assignee: Outokumpu Electronics Oy
Priority date: 1991-01-15
Filing date: 1991-01-15
Publication date: 1992-08-14
Also published as: FI910202A; CA2059352A1; ZA92107B; CA2059352C; AU9008391A; FI87114C; AU657108B2; FI910202A0

Description

1 87114 .1 87114.

TAPA JA LAITE MYLLYN TÄYTTÖASTEEN MITTAAMISEKSIMETHOD AND APPARATUS FOR MEASURING THE FILLING LEVEL OF THE MILL

Tämä keksintö kohdistuu tapaan ja laitteeseen myllyn täyttöasteen mittaamiseksi, jossa mittauksessa käytetään hyväksi myllyn sähkömoottoriin kohdistuvia tehonvaihteluja.The present invention relates to a method and apparatus for measuring the degree of filling of a mill, in which measurement the power variations applied to the electric motor of the mill are utilized.

FI-patentista 57026 tunnetaan tapa ja laite sähkömoottorin käyttämän myllyn täyttöasteen mittaamiseksi, jossa muodostetaan jatkuvasti myllyn ottamaa sähkötehoa kuvaava sähkö-signaali ja tämän signaalin perusteella määrätään myllyn täyttöaste käyttäen hyväksi aikaisemmin eri täyttöasteilla suoritettuja koemittauksia. Tässä FI-patentissa 57026 sähkö-signaali muodostetaan siten, että se kuvaa tehon vaihtelun voimakkuutta, tehon vaihtelun amplitudia suhteellisen alhaisella taajuusalueella 2-25 Hz.FI patent 57026 discloses a method and device for measuring the degree of filling of a mill used by an electric motor, in which an electrical signal describing the electrical power taken by the mill is continuously generated and the degree of filling of the mill is determined on the basis of this signal. In this FI patent 57026, the electrical signal is formed so as to describe the intensity of the power variation, the amplitude of the power variation in the relatively low frequency range 2-25 Hz.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada entistä parempi myllyn täyttöasteen mittaustapa ja mittauslaite, joka käyttää myllyn täyttöasteen mittauksessa myllyn sähkömoottorin tehonvärähtelyilmiötä, joka värähtely koostuu peräkkäin vakiotaajuudella toisiaan seuraavista teho-piikeistä. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit selviävät oheisista patenttivaatimuksista.The object of the present invention is to provide an even better method for measuring the degree of filling of a mill and a measuring device which uses the power oscillation phenomenon of an electric motor of a mill, which consists of successive power peaks at a constant frequency. The essential features of the invention will become apparent from the appended claims.

Keksinnön mukaisesti myllyn sähkömoottorin tehonvärähtelyn tehopiikit syntyvät myllyn vaipan nostopalkkien iskeytyessä jauhettavaan massaan siten, että kukin piikki muodostuu sitä aikaisemmin, mitä korkeampi on myllyn täyttöaste. Täten mittausmenetelmä perustuu iskeytymishetken tarkkaan määritykseen. Iskeytymishetken määrittäminen suoritetaan mittaamalla myllyn tehonvärähtelypiikkien siirtymä ajan suhteen. Siirtymämittauksessa on tehon mittaukset aloitettava jokaisella myllyn pyörähdyksellä myllyn ollessa tarkalleen samassa vaiheessa. Tämän vuoksi tehomittauksen ajoituksessa käytetään myllyn kehän ulkopuolelle asennettua mittaus-elintä, joka antaa mittausprosessorille keskeytyspulssin aina, kun myllyn kehälle kiinnitetty vastakappale kulkee mittauselimen ohi.According to the invention, the power peaks of the power vibration of the electric motor of the mill are generated when the lifting beams of the mill jacket strike the mass to be ground, so that the higher the filling level of the mill, the earlier each peak is formed. Thus, the measurement method is based on an accurate determination of the moment of impact. The determination of the moment of impact is performed by measuring the displacement of the power oscillation peaks of the mill with respect to time. In the displacement measurement, the power measurements must be started with each rotation of the mill with the mill in exactly the same phase. Therefore, the timing of the power measurement uses a measuring element mounted outside the circumference of the mill, which gives the measuring processor an interrupt pulse whenever the counterpart attached to the circumference of the mill passes the measuring element.

2 871142 87114

Keksinnön mukaista tapaa käyttäen mittauselimellä mitataan ensin myllyn tehon ominaiskäyrä, jolloin määrätyllä mittaus-ajanjaksolla, joka on riippuvainen edullisesti esimerkiksi myllyn kierrosmäärästä, mitataan heti keskeytyspulssin jälkeen myllyn teho halutulla mittaustaajuudella kultakin myllyn kierrokselta. Myllyn eri kierroksilta saatujen teho-käyrien perusteella muodostetaan tehokäyrien keskiarvokäyrä, joka on myllyn ominaiskäyrä ja joka talletetaan mittaus-prosessoriin. Saatua ominaiskäyrää vastaava myllyn täyttö-aste määritetään sinänsä tunnetulla tavalla, jolloin ominaiskäyrää vastaava täyttöaste toimii vertailuarvona.Using the method according to the invention, the measuring element first measures the characteristic curve of the mill power, whereby the power of the mill is measured at the desired measuring frequency from each mill revolution for a certain measuring period, which preferably depends on, for example, the mill speed. Based on the power curves obtained from the different revolutions of the mill, an average curve of the power curves is formed, which is a characteristic curve of the mill and which is stored in the measurement processor. The degree of filling of the mill corresponding to the obtained characteristic curve is determined in a manner known per se, in which case the degree of filling corresponding to the characteristic curve serves as a reference value.

Myllyn ominaiskäyrän muodostamisen jälkeen suoritetaan myllyn ominaiskäyrää vastaavan ainakin yhden vertailukäyrän mittaus olennaisesti jatkuvatoimisena. Vertailukäyrän mittauksessa myllyn sähkömoottorin ottamaa tehoa mitataan halutun myllyn pyörähdysmäärän aikana yhtä monta mittausta ja yhtä suurella mittaustaajuudella kuin millä ominaiskäyrä mitattiin. Mittaustuloksista muodostetaan vertailukäyrä, joka on mittauksen aikaisten pyörähdysten keskiarvokäyrä ja joka myös talletetaan mittausprosessorin muistiin.After generating the mill characteristic, the measurement of at least one reference curve corresponding to the mill characteristic is performed in a substantially continuous manner. In measuring the reference curve, the power taken by the electric motor of the mill is measured during the desired number of revolutions of the mill at the same number of measurements and at the same measurement frequency as at which the characteristic curve was measured. The measurement results are formed into a reference curve, which is the average curve of the rotations during the measurement and which is also stored in the memory of the measurement processor.

Mittauksista saatuja ominaiskäyrää ja vertailukäyrää verrataan edelleen toisiinsa niin, että vertailukäyrän siirtymä ominaiskäyrään nähden määritetään. Määritys tapahtuu siten, että molempien käyrien, ominaiskäyrän ja vertailukäyrän kaikista mittausarvoista vähennetään ensin käyrien keskiarvot ja siirretään näin muutettua vertailukäyrää aika-akselilla kohtaan, jossa vertailukäyrä ja ominaiskäyrä olennaisen hyvin yhtyvät. Edullisin yhteensopivuus määritetään pienimmän neliösumman menetelmällä. Pienintä neliösummaa vastaavasta siirtymästä lasketaan uusi täyttöaste edellisen täyttöasteen ja myllyn pyörähdysajän perusteella.The characteristic curve and the reference curve obtained from the measurements are further compared with each other so that the displacement of the reference curve with respect to the characteristic curve is determined. The determination is performed by first subtracting the mean values of the curves from all the measured values of both curves, the characteristic curve and the reference curve and moving the modified reference curve on the time axis to the point where the reference curve and the characteristic curve substantially coincide. The most preferred match is determined by the least squares method. From the displacement corresponding to the least squares sum, a new filling level is calculated on the basis of the previous filling level and the rotation time of the mill.

Keksinnön mukaisen laitteen mittausprosessorina käytetään mikroprosessoria, johon voidaan tarvittaessa liittää samanaikaisesti useampiakin sähkömoottorilla toimivia myllyjä.As the measuring processor of the device according to the invention, a microprocessor is used, to which, if necessary, several mills operating with an electric motor can be connected simultaneously.

3 871143 87114

Keksinnön mukaiseen laitteeseen soveltuva mikroprosessori on edullisesti esimerkiksi Intel 8052 prosessoriin perustuva prosessorikortti, joka toisaalta on liitetty mitattavan myllyn tehonottoon ja myllyn pyörähdyksen aikana mitattavan keskeytyspulssin mittauselimeen ja joka toisaalta voidaan liittää prosessitietokoneeseen. Mikroprosessori sisältää edullisesti kaikki täyttöastemittauksessa tarvittavat liitännät ja toiminnat. Liitettäessä mikroprosessori prosessitietokoneeseen lähetettävät täyttöastetiedot siirtyvät mikroprosessorilta prosessitietokoneelle edullisesti virtapulsseina, joissa virta on välillä 4-20 mA.The microprocessor suitable for the device according to the invention is preferably, for example, a processor card based on an Intel 8052 processor, which on the one hand is connected to the power input of the mill to be measured and the interrupt pulse measuring element during the mill rotation and on the other hand can be connected to a process computer. The microprocessor preferably includes all the connections and functions required for the degree of measurement. When the microprocessor is connected to the process computer, the filling level information to be transmitted from the microprocessor to the process computer is preferably in the form of current pulses with a current between 4 and 20 mA.

Keksinnön mukaista myllyn täyttöasteen mittausta voidaan soveltaa edullisesti esimerkiksi autogeenimyllyillä, semi-autogeenimyllyillä ja kuulamyllyillä. Ainakin tällaisilla myllyillä myllyn nostopalkit aiheuttavat sähkömoottorin ottamaan tehoon niin olennaista värähtelyä, että värähtelyn aikaansaamasta signaalista on keksinnön mukaista mittaustapaa käyttäen löydettävissä samanmuotoisina toistuvia jaksoja, jotka mahdollistavat keksinnön mukaista mittaustapaa käyttäen mitata myllyn tehokäyrän siirtymästä myllyn täyttöaste.The measurement of the degree of filling of a mill according to the invention can be applied advantageously with, for example, autogenous mills, semi-autogenous mills and ball mills. At least in such mills, the mill lifting beams cause such a substantial oscillation in the power absorbed by the electric motor that repetitive periods of the same shape can be found in the signal generated by the oscillation using the method according to the invention.

Keksinnön mukaista mittauslaitetta voidaan käyttää myllyn täyttöasteen säätöön ja optimointiin. Keksinnön mukaisella mittauksella saadaan myös myllyn syöttö edullisesti ohjattua, koska analysoimalla mikroprosessoriin talletettuja tenokäyriä saman myllyn erilaisilla vuorauksilla on mahdollista edullisesti optimoida esimerkiksi se, montako nostopalkkia ja minkä korkuisia nostopalkkeja myllyssä käytetään.The measuring device according to the invention can be used for adjusting and optimizing the filling level of the mill. The measurement according to the invention also makes it possible to control the feed of the mill advantageously, because by analyzing the teno curves stored in the microprocessor with different linings of the same mill, it is possible to advantageously optimize, for example, how many lifting beams and at what height are used in the mill.

Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää erästä keksinnön edullista sovellutusmuotoa kaaviomaisesti esitettynä.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, which shows a preferred embodiment of the invention schematically.

Kuvion mukaisesti myllyn 1 vaippaan on kiinnitetty meta1 1 i;oa.<2. Metallipalan 2 ja myllyn kehän ulkopuolelle 4 87114 asennetun mittausanturin 3 avulla saadaan mitatuksi tarkalleen samassa vaiheessa myllyn pyörähdyksen aikana nostopalkkien 4 iskeytymishetki jauhettavaan massaan myllyn täyttöasteen mittauksen synkronointia varten. Mittaus-anturilla 3 mitataan tällöin myllyn tehokäyrän tai vertailu-käyrän mittaamiseen käytettävä keskeytyspulssi, kun mylly on pyörähtänyt täyden kierroksen edellisen keskeytyspulssin jälkeen. Keskeytyspulssi johdetaan mittausprosessorille 5, joka sisältää syöttö/tulostus-kortin 6 ja varsinaisen prosessoriosan 7.According to the figure, a meta 1 1 i; oa is attached to the casing of the mill. By means of a measuring sensor 3 mounted on the outside of the mill piece 2 and the circumference of the mill 4 87114, the moment of impact of the lifting beams 4 on the pulp to be ground is synchronized at exactly the same stage during the mill rotation. The measuring sensor 3 then measures the interrupt pulse used to measure the power curve of the mill or the reference curve when the mill has rotated a full revolution since the previous interrupt pulse. The interrupt pulse is applied to a measuring processor 5, which includes an input / output card 6 and an actual processor part 7.

Myllyn 1 sähkömoottorille 8 syötetään tehoa teholähettimen 9 kautta. Teholähetin 9 on myös liitetty mittausprosessoriin 5, jolla mitataan nostopalkkien 4 aiheuttama tehonvärähtely. Mittausprosessorin prosessoriosa 7 käsittelee saadut mittaustiedot sekä myllyn 1 ominaiskäyrän että myllyn vertailukäyrän määrittämiseksi. Edelleen prosessoriosa 7 määrittää myllyn 1 ominaiskäyrän ja vertailukäyrän välisen siirtymän sekä tämän siirtymän ja myllyn pyörähdysajan perusteella myllyn muuttuneen täyttöasteen. Mittaus-prosessori 5 voidaan haluttaessa edelleen liittää prosessi-tietokoneeseen 10.Power is supplied to the electric motor 8 of the mill 1 via a power transmitter 9. The power transmitter 9 is also connected to a measuring processor 5, which measures the power oscillation caused by the lifting beams 4. The processor section 7 of the measurement processor processes the obtained measurement data to determine both the characteristic curve of the mill 1 and the reference curve of the mill. Further, the processor section 7 determines the transition between the characteristic curve and the reference curve of the mill 1 and the changed degree of filling of the mill on the basis of this displacement and the rotation time of the mill. If desired, the measurement processor 5 can be further connected to the process computer 10.

Claims

A method for measuring the degree of filling at a mill, in which measurement of the variations in power of the mill's electric motor is utilized, characterized in that in measuring the degree of filling, the power oscillation caused by lifting beams at the mill's mantle and acting on the mill's electric motor is used so as to determine The moment the lifting beams of the mill mantle hit the mass to be milled, the displacement of the power oscillation peaks is measured relative to the time.

Method according to claim 1, characterized in that the measurement is carried out at a constant frequency.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the power oscillation peaks are formed the earlier the higher the degree of filling of the mill.

Method according to any of the preceding claims, characterized in that in measuring the filling rate, the characteristics of the mill are first measured and at least one reference curve and the obtained curves are compared with each other so that the reference curve. : displacement in relation to the characteristic is determined.

Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the outside of the mill (1) has arranged. a sensor (3) and on the mill (1) surround a sensor (3) corresponding to the counterpart (2) for synchronization of the measurements: ).

Device according to claim 5, characterized in that the measuring processor (5) can measure at least one mill (1) filling degree.