检测磨矿机负荷的主要方法有声响法、振动法和功率法,前两种方法主要用于检测球磨机和棒磨机的负荷;功率法常用来检测自磨机和砾磨机的负荷。
声响法磨矿机负荷与其转动时的声响有明显的相关性,通过检测声响可确定磨矿机的负荷。当磨矿机内只有磨矿介质而无物料(俗称“空砸”)时,其转动声响大而清脆;随着物料增加,声响降低;当过负荷(俗称“胀肚”)时,声响小而沉闷,声强是反映声响强弱的最基本参量,但难以测量,可以用声级计检测声压来代替;声级计价格较贵,多用于试验研究。用于选矿厂检测磨矿机声响的装置俗称“电耳”,它由声响传感器、选频放大器及电压电流转换器三部分组成。可以用电容式话筒作为声响传感器,因其功率较低,多用号筒式扬声器代替,它的价格低、坚固耐用、输出功率较大。电压电流转换器输出标准直流信号,除指示磨矿机负荷外,还能与给定值比较,产生报警信号。在磨矿机自动控制系统中,将电耳的输出信号作为系统的输入参量。声响法设备简单,但易受环境噪声干扰,使用时应选择好传感器的适宜安装位置。
振动法磨矿机在转动时,介质和物料周期地偏向于磨矿机筒的一侧,由此产生的振动与磨矿机负荷相关,故可通过检测磨矿机的振动特性来确定其负荷大小。当磨矿机内物料多时,物料的垫衬阻尼作用大,因而减小了磨矿机的振动加速度;反之,振动加速度就加大。将压电式加速度传感器安装在磨矿机轴承上,在一定频率范围内,传感器的输出电压与磨矿机振动加速度有线性关系,传感器输出的电压信号经变送器转变为标准直流信号,用以指示磨矿机负荷并输入自动控制系统。
功率法驱动磨矿机的电机的有用功率大小与磨矿机负荷大小有关,检测驱动电机的功率即可确定磨矿机的负荷。在磨矿过程中,消耗于磨矿机内介质和物料的功率为有用功率。因它难以测量,故多以驱动电机的有功功率代替。磨矿机在最佳负荷时,处理能力最高,其所耗功率也最大。过载或欠载时,功率均将下降。因此,根据功率检测磨矿机负荷时,除测量瞬时功率外,还需判定其变化趋势。
中国的磨矿机大多用交流电驱动,实用的功率测量装置多为三相有功功率变送器。将接在驱动电机主回路中的互感器的二次侧电压(电流)输给变送器,由变送器变换为与电机有功功率对应的标准直流信号,将此信号送到极值调节器,控制给矿量,使磨矿机在最佳负荷下运行。用微机代替极值调节器,可以通过数字滤波技术克服磨矿机运行的不均匀性带来的功率波动干扰,相对地提高了功率检测的灵敏度。由于在球磨机和棒磨机中介质负荷占主要比例,因此磨矿机功率对物料负荷的变化不够敏感,故功率法多用于自磨机和砾磨机,但采用数字滤波技术等措施的功率法也可以用于球磨机和棒磨机。