球磨机是工业生产中不可或缺的物料研磨设备,它应用于对各类物料有研磨需求的场景,如选矿、石灰、水泥、煤炭等行业。目前我国球磨机能源消耗巨大,占整个工业系统总能量的一半以上,并时常伴有堵磨、饱磨现象的发生,生产效率低下。磨机生产数据表明,若磨机一直工作在最佳负荷状态,其运行耗费电量、研磨产量和维护成本都可达到最优值。根据球磨机的具体工作情况,如果能够在球磨机工作过程中通过智能设备实时测量球磨机的工作负荷,及时控制进口物料和出口物料,使其始终保持高效率的研磨状态,将具有十分重要的意义。针对球磨机工作过程中的负荷监测应用需求,本课题研制了一台基于DSP的智能磨音测量仪。该磨音测量仪主要由硬件电路和软件控制程序构成,其中硬件电路主要包括核心处理器电路、音频信号采集电路、显示屏接口电路、通信接口电路四大模块;软件部分主要包括初始化模块、信号采集模块、核心处理算法模块、图形显示模块、输出接口模块五大部分。智能磨音测量仪的工作过程是采集磨机发出的噪声信号,通过对信号进行时频分析,选取反映磨机工作状态的频率范围,然后对选取频段的声音进行声强分贝值的计算,根据声强预测磨机负荷状态。该设备输出4~20mA标准电流到监控中心的分布式控制系统(DCS)中,可以有效指导工作人员对磨机的进料和出料过程进行合理控制,保证磨机高效生产。课题研制的智能磨音测量仪经过软硬件联合调试后,能够有效的采集磨音信号并能进行频谱波形的显示和声强指示,最终将磨音测量仪安装在重庆丰都某水泥厂的球磨机生产线上进行试运行,运行结果表明:通过对现场磨机工作频率范围的设定,本设备能够准确的指示出球磨机在空磨、正常磨和饱磨工况下的分贝值、负荷状态,并产生正比于负荷值的4~20mA标准电流输出,为磨机高效生产提供了先进的监测手段,降低了磨机生产维护成本,减轻了现场工人的劳动强度。