球磨机作为一种使用广泛的物料粉碎设备,因其内部工作环境恶劣,介质运动形态一直缺乏有效的检测手段。本文基于微惯性测量技术的工作原理和其应用现状,提出了一种适合球磨机介质运动测量的新方法,获得的介质运动数据能为球磨机相关研究提供定量的参考。本文以解决球磨机介质运动测量问题入手,设计了一体积足够小、重量可以忽略且包括有三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁强计等MEMS传感器的检测球,利用检测球真实的获取介质的运动数据。首先设计了适合球磨机的介质运动测量方案,包括各关键坐标系的建立、介质运动数据的采集与传输实现方法、上位机数据处理算法流程。然后对核心测量单元进行了详细的硬件设计与软件设计,对检测球进行了结构设计,并利用MATLAB软件编写的姿态解算程序对测量单元进行了基于磨机筒体旋转试验的姿态角误差测试,试验结果为30s内姿态角误差为3°,验证了测量数据的可信度,同时也表明数据处理算法基本正确。最后进行了试验磨机的介质运动测量实验,利用检测球获取了五组不同磨机转速下的磨介平均碰撞作用力和平均转动动能大小,得出了每分钟34转左右为该试验磨机的最佳转速。本文提出的球磨机介质运动测量新方法,能为球磨机相关研究提供定量分析的手段,具有较好的参考价值和实际意义。