本实用新型涉及金属矿选采业领域，特别是涉及一种金属矿矿浆浓度自动检测装置。
背景技术：
选矿是矿产资源开发利用的一个重要的工业流程。破碎、磨矿、分级、
浮选、浓缩、脱水等这6道工艺流程是大多数选矿厂所具备的，其中，对矿浆浓度有明确规定的生产流程有5个，分别为磨矿、分级、浮选、浓缩和脱水。选矿过程中，矿浆浓度与细度的控制，对于磨矿作业和旋流器后端以及选矿下游流程来说极为重要。精矿质量、药剂消耗、
浮选机的产能、设备的选别效果、设备的工作寿命以及处理矿石的水电耗等都受到矿浆浓度的影响。当矿浆超过一定值时，输送矿浆的
渣浆泵会发出特别刺耳的噪音，渣浆泵磨损率大大增加，其正常工作寿命也大大缩短。因此，控制好各个工艺流程中的矿浆浓度范围在选矿过程中十分重要。
矿浆在线粒度分析仪在国外发展起步比较早，主要的实现原理或方法有电感应、超声波衰减、激光衍射、γ射线吸收等。例如芬兰奥托昆普公司开发的PSI系列在线矿浆浓度分析仪，采用了位移和激光衍射测量的原理；美国赛默飞世尔科技公司生产的PSM-400型粒度分析仪，基于超声波吸收技术；俄罗斯
有色金属自动化公司研制的PIK-074P系列在线粒度分析仪，采用了矿物颗粒电感应产生信号的技术。国内受制于技术和基础工业的薄弱，在该类产品尤其是检测传感器探头的研发方面进展不大，90%依赖于国外引进技术。例如北京爱欧德仪器设备有限公司AODJ-XE1PIK-074P在线粒度分析仪，北京东目仪器有限公司ND1PIK-074P 在线粒度分析仪，烟台德信仪表有限公司PIK-074P在线粒度分析仪，其探头均采用俄罗斯的产品。这类产品价格昂贵，传感器探头兼容性差，检测模型自动化程度低、适用性差，设备投资成本大（动辄50万元人民币以上），不利于对矿浆浓度
检测仪在选矿厂的进一步应用。另一方面，由于矿浆浓度检测现场环境恶劣，矿浆粒度及流量不均匀，检测矿浆的类型、成分变化较大，再加上这些设备缺少维护，懂得操作及维护选矿自动化仪表的人员也不多；因此，一般的矿浆浓度检测仪在实际应用中的效果普遍不理想。
目前，国内金属矿选矿厂应用最普遍的方法仍然是每隔一定时间，通过人工测量来计算矿浆浓度。对金属矿矿样指标分析通常是化验室每隔一段时间取一次样，而这种对矿样的分析由于存在严重的滞后以及各种人为和其它因素的影响，不能够在生产上提供很好的指导和及时传递精准无误的浓度信息。因此，离线形式已经不再符合生产自动化的需求，这就需要研究探索新技术或新方法以及采用新技术或新方法的装置，来实现更为准确的金属矿矿浆浓度检测。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种金属矿矿浆浓度自动检测装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，包括安全区和危险区，所述安全区和危险区之间通过安全栅隔离。
所述危险区包括危险区接口，所述危险区接口用于与传感器信号连接；
所述安全区包括微控制器、信号采集模块、通信模块和用于为金属矿矿浆浓度自动检测装置提供电能的电源模块，所述微控制器分别与所述信号采集模块和所述通信模块信号连接，所述信号采集模块经所述安全栅与所述危险区接口信号连接。
优选的，所述安全栅包括：
电源安全栅，与所述危险区接口和电源模块信号连接，用于隔离安全区和危险区的电源信号；
信号安全栅，与所述危险区接口和信号采集模块信号连接，用于隔离安全区和危险区的传感器信号。
优选的，所述电源安全栅的型号为YB970L，所述信号安全栅的型号为YB2111B双通道隔离式安全栅。
优选的，所述信号采集模块包括：
模拟信号采集单元，经所述安全栅与危险区接口信号连接，用于获取所述传感器采集的模拟信号；
模数转换单元，与所述模拟信号采集单元与微控制器信号连接，用于将模拟信号采集单元获取的模拟信号转换为数字信号。
优选的，所述通信模块包括安全区接口、ZigBee模块和GPRS模块，所述安全区接口、ZigBee模块和GPRS模块与微控制器信号连接。
优选的，所述安全区接口包括RS232串行通信接口、RS485/RS422串行通信接口、CAN总线通信接口和RJ45以太网通信接口中的至少一种。
优选的，所述ZigBee模块的型号为CC2530系列，所述GPRS模块的型号为Quectel EC20系列。
优选的，所述危险区接口包括型号为MS3102E10SL-3S的连接器以及型号为MS3102E10SL-3p的连接器。
优选的，所述电源模块包括电源板和电源保护电路，所述电源板用于连接外部电源以及为金属矿矿浆浓度自动检测装置供电，所述电源保护电路与电源板信号连接。
优选的，所述微控制器的型号为ARM926EJ-S。
本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型在安全区和危险区之间设置安全栅，通过安全栅将危险区和安全区隔离开来，解决了高噪声、高电磁干扰、强振动的金属选矿现场环境的装置电信号和电源的安全性问题；
（2）危险区接口包括型号为MS3102E10SL-3S的连接器以及型号为MS3102E10SL-3p的连接器，可兼容不同厂商的电感应式矿浆粒度传感器，并可为大电流的现场设备安全供电，可有效降低了设备投入的成本；
（3）安全区接口包括RS232串行通信接口、RS485/RS422串行通信接口、CAN总线通信接口和RJ45以太网通信接口，可以实现本地现场的有线组网，直接与组网内的计算机进行信息通信以及上传采集处理后的数据；
（4）ZigBee模块采用CC2530系列
芯片，可实现在选矿现场环境下简单、有效的无线通讯与组网；
（5）GPRS模块采用Quectel EC20系列芯片，可方便地接入远程云服务平台，使得金属矿矿浆浓度自动检测装置的性能与适应性更好，成本更低。
附图说明
图1为金属矿矿浆浓度自动检测装置的组成框图；
图2为电源安全栅的连接示意图；
图3为信号安全栅的连接示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1-3，本实施例提供了一种金属矿矿浆浓度自动检测装置：
如图1所示，一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，包括安全区和危险区，所述安全区和危险区之间通过安全栅隔离。
所述安全栅是限制电能做功的核心部件，是危险区所接传感器安全用电的保证。本实施例通过安全栅将危险区和安全区隔离开来，解决了高噪声、高电磁干扰、强振动的金属选矿现场环境的装置电信号和电源的安全性问题。
所述安全栅包括电源安全栅和信号安全栅，所述电源安全栅用于隔离安全区和危险区的电源信号，所述信号安全栅用于隔离安全区和危险区的传感器信号。本实施例中，所述电源安全栅的型号为YB970L，数量为1个个，其连接示意图如图2所示；所述信号安全栅的型号为YB2111B双通道隔离式安全栅，数量为2个，其连接示意图如图3所示。
所述危险区包括危险区接口，所述危险区接口用于与传感器信号连接。所述危险区接口包括型号为MS3102E10SL-3S的连接器以及型号为MS3102E10SL-3p的连接器，例如，所述危险区接口包括4个MS3102E10SL-3S的连接器（如图1中标识为XDCR1-XDCR4的4个连接器，作为电感应式矿浆粒度传感器的接入接口）以及1一个MS3102E10SL-3p的连接器（如图1中标识为SWRO的1个连接器，作为现场设备安全供电接口），从而可同时接入4个电感应式矿浆粒度传感器，兼容不同厂商的电感应式矿浆粒度传感器，并可为危险区大电流的现场设备安全供电，可以有效降低设备投入的成本。
所述安全区包括微控制器、信号采集模块、通信模块和用于为金属矿矿浆浓度自动检测装置提供电能的电源模块，所述微控制器分别与所述信号采集模块和所述通信模块信号连接，所述信号采集模块经所述安全栅与所述危险区接口信号连接。
所述微控制器的型号为ARM926EJ-S，包括CPU、存储器、看门狗电路及实时控制电路等。
所述信号采集模块包括模拟信号采集单元和模数转换单元。所述模拟信号采集单元经所述安全栅（信号安全栅）与危险区接口信号连接，用于获取所述传感器采集的模拟信号；所述模数转换单元与所述模拟信号采集单元与微控制器信号连接，用于将模拟信号采集单元获取的模拟信号转换为数字信号。
所述通信模块包括安全区接口、ZigBee模块和GPRS模块，所述安全区接口、ZigBee模块和GPRS模块与微控制器信号连接，用于实现金属矿浆浓度自动检测装置的组网以及数据传输等。
所述安全区接口包括RS232串行通信接口、RS485/RS422串行通信接口、CAN总线通信接口和RJ45以太网通信接口中的至少一种，可以实现本地现场的有线组网，直接与组网内的计算机进行信息通信与上传采集处理后的数据。本实施例中安全区接口包括1个RS232串行通信接口、2个RS485/RS422串行通信接口、1个CAN总线通信接口和1个RJ45以太网通信接口。
所述ZigBee模块采用CC2530系列芯片，可实现在选矿现场环境下简单、有效的无线通讯与组网。
所述GPRS模块采用Quectel EC20系列芯片，可方便地接入远程云服务平台，使得金属矿矿浆浓度自动检测装置的性能与适应性更好，成本更低。
所述电源模块包括电源板和电源保护电路，所述电源板用于连接外部电源以及为金属矿矿浆浓度自动检测装置供电，所述电源保护电路与电源板信号连接，所述电源保护电路用于防止电源板过流过压等。
本实施例的工作原理为：将矿浆浓度检测区布设的传感器接入危险区接口，传感器得电后开始工作，传感器采集的信号通过危险区接口到达信号安全栅，再经由信号采集模块进行信号的放大、整形、模数转换后传输给微控制器进行处理。微控制器提供RS232/RS485/RS422串行通信接口、CAN总线通信接口和以太网通信接口，用于本地现场的有线组网，直接与组网内的计算机进行信息通信与采集处理后的数据的上传；微控制器通过ZigBee模块，可以实现本地现场的无线组网，直接与组网内的计算机进行信息通信以及上传采集处理后的数据；微控制器通过GPRS模块或以太网通信接口，互联网接入远程云服务平台，与云服务平台直接进行远程信息通信以及上传采集处理后的数据。
需要说明的是，本发明中的对微控制器、安全栅、信号采集模块等元器件采用现有的相关产品即可，本发明不涉及对这些元器件的改进，本领域技术人员在获知了本实用新型的实用新型目的以及本实用新型公开的上述结构的基础上，无需付出创造性劳动即可实现本实用新型目的并获得相应的技术效果。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
技术特征：
1.一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，包括安全区和危险区，所述安全区和危险区之间通过安全栅隔离；
所述危险区包括危险区接口，所述危险区接口用于与传感器信号连接；
所述安全区包括微控制器、信号采集模块、通信模块和用于为金属矿矿浆浓度自动检测装置提供电能的电源模块，所述微控制器分别与所述信号采集模块和所述通信模块信号连接，所述信号采集模块经所述安全栅与所述危险区接口信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，所述安全栅包括：
电源安全栅，与所述危险区接口和电源模块信号连接，用于隔离安全区和危险区的电源信号；
信号安全栅，与所述危险区接口和信号采集模块信号连接，用于隔离安全区和危险区的传感器信号。
3.根据权利要求2所述的一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，所述电源安全栅的型号为YB970L，所述信号安全栅的型号为YB2111B双通道隔离式安全栅。
4.根据权利要求1所述的一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，所述信号采集模块包括：
模拟信号采集单元，经所述安全栅与危险区接口信号连接，用于获取所述传感器采集的模拟信号；
模数转换单元，与所述模拟信号采集单元与微控制器信号连接，用于将模拟信号采集单元获取的模拟信号转换为数字信号。
5.根据权利要求1所述的一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，所述通信模块包括安全区接口、ZigBee模块和GPRS模块，所述安全区接口、ZigBee模块和GPRS模块与微控制器信号连接。
6.根据权利要求5所述的一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，所述安全区接口包括RS232串行通信接口、RS485/RS422串行通信接口、CAN总线通信接口和RJ45以太网通信接口中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，所述ZigBee模块的型号为CC2530系列，所述GPRS模块的型号为Quectel EC20系列。
8.根据权利要求1所述的一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，所述危险区接口包括型号为MS3102E10SL-3S的连接器以及型号为MS3102E10SL-3p的连接器。
9.根据权利要求1所述的一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，所述电源模块包括电源板和电源保护电路，所述电源板用于连接外部电源以及为金属矿矿浆浓度自动检测装置供电，所述电源保护电路与电源板信号连接。
10.根据权利要求1所述的一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，其特征在于，所述微控制器的型号为ARM926EJ-S。
技术总结
本实用新型公开了一种金属矿矿浆浓度自动检测装置，包括安全区和危险区，所述安全区和危险区之间通过安全栅隔离；所述危险区包括危险区接口，所述危险区接口用于与传感器信号连接；所述安全区包括微控制器、信号采集模块、通信模块和用于为金属矿矿浆浓度自动检测装置提供电能的电源模块，所述微控制器分别与所述信号采集模块和所述通信模块信号连接，所述信号采集模块经所述安全栅与所述危险区接口信号连接。本实用新型在安全区和危险区之间设置安全栅，通过安全栅将危险区和安全区隔离开来，解决了高噪声、高电磁干扰、强振动的金属选矿现场环境的装置电信号和电源的安全性问题。
技术研发人员：陈志文
受保护的技术使用者：成都艾普特云物联网科技有限公司
技术研发日：2019.05.29
技术公布日：2019.08.09
声明：
“金属矿矿浆浓度自动检测装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：成都艾普特云物联网科技有限公司
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2024年11月29日 ~ 12月01日 
