摘要:浮選(xuan)是洗煤廠(chang)生産的關(guan)鍵環節，浮(fu)選效果的(de)好壞直接(jie)關🏃🏻系到精(jing)煤産率。爲(wei)了解決浮(fu)選過程中(zhong)入料煤泥(ni)水流量難(nan)以實時監(jian)測影響浮(fu)選自動加(jia)藥系統正(zheng)常運🍓行的(de)問題，并針(zhen)對一些選(xuan)煤廠管路(lu)老舊、管徑(jing)💔較大難以(yi)改造、結合(he)性價比等(deng)🏃‍♂️因素，選用(yong)智能型插(cha)入電磁流(liu)量計 進行(hang)入料煤泥(ni)水流量的(de)測量，測量(liang)精度能達(da)到要求🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，爲(wei)浮選自動(dong)加藥系統(tong)的正常運(yun)行提供正(zheng)确數據。
　　 電(dian)磁流量計(ji) 是一種測(ce)量精度高(gao)、應用範圍(wei)廣的流量(liang)儀表，随着(zhe)現代化工(gong)業的不斷(duan)發展，傳統(tong)的管段式(shi)電磁流量(liang)計在浮選(xuan)煤泥水工(gong)業現場進(jin)行流量測(ce)量時出現(xian)✊了一些應(ying)用瓶頸，主(zhu)要有以下(xia)兩點：
（1）傳統(tong)的管段式(shi)電磁流量(liang)計雖然精(jing)度很高，但(dan)其制造💘成(cheng)本也高，在(zai)浮選煤泥(ni)水大直徑(jing)管道流量(liang)測量現場(chang)💁不需要這(zhe)麽高的精(jing)度，而且浮(fu)選煤泥水(shui)管道一般(ban)直🌍徑都比(bi)較大,其制(zhi)造成本将(jiang)會更高。
（2）傳(chuan)統的管段(duan)式電磁流(liu)量計與管(guan)道爲法蘭(lan)連接，一些(xie)❌選煤廠浮(fu)選煤泥水(shui)管道較老(lao)舊，安裝時(shi)需要截斷(duan)管道焊接(jie)法㊙️蘭，這一(yi)過程可能(neng)會對管道(dao)造成較📞大(da)損傷，而且(qie)傳統的管(guan)段式電磁(ci)流量😄計隻(zhi)能在管道(dao)内沒有流(liu)體時才能(neng)安裝、拆📱卸(xie)儀表，這将(jiang)會影響精(jing)煤生産，也(ye)勢必會提(ti)高檢修費(fei)用。插入式(shi)電磁流㊙️量(liang)計是從傳(chuan)統的管段(duan)式電磁🐇流(liu)量計演變(bian)過來的，其(qi)設計原理(li)相同，但由(you)于☂️其傳感(gan)器結構的(de)特點使它(ta)在大直徑(jing)管道流🧡量(liang)測量時有(you)明顯💁的優(you)點，制造成(cheng)本低，其密(mi)封結構可(ke)📧已實現不(bu)停水在線(xian)安✍️裝，現場(chang)安裝時無(wu)須截斷管(guan)道，易于拆(chai)卸維修，對(dui)測量較粗(cu)管道的入(ru)料煤泥水(shui)流量有很(hen)大的優勢(shi)。
1浮選自動(dong)加藥系統(tong)原理
　　浮選(xuan)是選煤廠(chang)生産過程(cheng)中的一個(ge)重要環節(jie)，在整個生(sheng)産過程中(zhong)扮演着重(zhong)要角色。根(gen)據公式G（試(shi)劑加藥量(liang)🌈）=K（加藥系數(shu)）×M(幹煤🔅泥質(zhi)量)和M(幹煤(mei)泥質量）=L(煤(mei)泥水流量(liang))×C(煤泥水濃(nong)度)可知，若(ruo)要獲得浮(fu)選💔中藥劑(ji)泵的加藥(yao)量首先要(yao)得到煤泥(ni)水中幹煤(mei)泥質🔅量，所(suo)以要測定(ding)各個管道(dao)中煤泥水(shui)流量和煤(mei)泥水濃度(du)。通過❄️對選(xuan)煤廠的煤(mei)種和所選(xuan)用的藥劑(ji)進行分析(xi)，爲了保障(zhang)品質和回(hui)收率，由自(zi)動加藥系(xi)統根據對(dui)入料煤泥(ni)水濃度和(he)流量的監(jian)測，計算出(chu)實時幹煤(mei)泥質量，然(ran)後計算出(chu)藥劑用量(liang)并由藥劑(ji)泵加藥。
　　系(xi)統在電腦(nao)端實時顯(xian)示工藝各(ge)種參數，直(zhi)觀地顯示(shi)監✉️測的各(ge)個參數和(he)自動加藥(yao)系統的運(yun)行情況。該(gai)系統還🚶‍♀️可(ke)以生成💁生(sheng)産信息曆(li)史曲線，通(tong)過查詢生(sheng)産數據，方(fang)便生産技(ji)術人員㊙️進(jin)行分析研(yan)究微調加(jia)藥系數❤️K，使(shi)生産效率(lü)達到更高(gao)。
2插入式電(dian)磁流量計(ji)的設計原(yuan)理
　　插入式(shi)電磁流量(liang)計的工作(zuo)原理是基(ji)于法拉第(di)電磁🈲感應(ying)定律(圖1)，其(qi)可以測量(liang)管道内導(dao)電性液體(ti)的體積流(liu)量。流量計(ji)有一個用(yong)絕緣材料(liao)制成的護(hu)套㊙️，内裝有(you)線圈、鐵芯(xin)和磁轭，護(hu)套🌈的側面(mian)裝有兩隻(zhi)電極。勵磁(ci)線圈由三(san)值方波勵(li)磁‼️脈沖勵(li)時，将産生(sheng)一磁通密(mi)度爲B的工(gong)作磁場。當(dang)導電流體(ti)以流速V通(tong)過😄裝有一(yi)對間距爲(wei)L的測量電(dian)極且内徑(jing)爲D的管道(dao)時🚩，這對電(dian)極将會産(chan)生同時垂(chui)直于磁場(chang)方向和液(ye)體流動方(fang)向的感應(ying)電動勢E。感(gan)應出的電(dian)🌍動勢E正比(bi)于🧑🏾‍🤝‍🧑🏼磁通密(mi)度B與平均(jun)流速V的乘(cheng)積：E=BLV。電動勢(shi)E(流量信号(hao))由😄電極檢(jian)出并通過(guo)屏蔽電纜(lan)送到轉換(huan)器🈲内參與(yu)運算得出(chu)管道内的(de)實際流速(su)V，再根據，即(ji)可求出實(shi)際體積流(liu)量。
 
3插入式(shi)電磁流量(liang)計硬件電(dian)路分析
　　整(zheng)個硬件電(dian)路（圖2）包括(kuo)電源部分(fen)、勵磁電路(lu)部分、信号(hao)💃放大采♊集(ji)處理部分(fen)及輸入輸(shu)出顯示部(bu)分。其中影(ying)響🏃流量♈計(ji)測量精度(du)的主要是(shi)勵磁電路(lu)部分和信(xin)号放大采(cai)集處理部(bu)分。
 
　　勵磁(ci)電路采用(yong)低頻三值(zhi)矩形波勵(li)磁（圖3），這種(zhong)勵磁方👌式(shi)既可🐇以🌈大(da)幅減小由(you)直流勵磁(ci)時産生的(de)電極極化(hua)效應，也可(ke)以克服正(zheng)弦波勵磁(ci)産生的正(zheng)交幹🏒擾的(de)影響，同時(shi)，低頻三值(zhi)矩形波勵(li)磁😘比低頻(pin)矩形波勵(li)磁有更低(di)的勵磁功(gong)率，而❗且還(hai)可以🏃在零(ling)值勵❤️磁時(shi)進行零點(dian)自動補償(chang)，穩定流量(liang)計🌐的零點(dian)。
 
　　雖然插入(ru)式電磁流(liu)量計采用(yong)低頻三值(zhi)矩形波勵(li)磁時它的(de)極☎️化現象(xiang)和正交幹(gan)擾較弱，但(dan)也不能從(cong)🚶‍♀️根本🧡上完(wan)全消除，再(zai)加上感應(ying)電動勢在(zai)信号線傳(chuan)輸過程中(zhong)信号線也(ye)會在空間(jian)磁場的‼️作(zuo)用下産生(sheng)幹擾信号(hao)，所以實際(ji)👨‍❤️‍👨測量得到(dao)的電壓信(xin)号是有用(yong)信号與各(ge)種幹擾信(xin)号的“組合(he)”，它不僅🔞包(bao)含流速信(xin)号也包含(han)各🔅種🌈幹擾(rao)信号。
　　插入(ru)式電磁流(liu)量計兩個(ge)電極上實(shi)際測量得(de)到的電壓(ya)信号可以(yi)用以下的(de)信号模型(xing)來表示。即(ji)
 
　　微分幹擾(rao)和同相幹(gan)擾會随着(zhe)磁場的穩(wen)定而快速(su)☂️消失；共❤️模(mo)幹🐉擾和串(chuan)模幹擾會(hui)造成插入(ru)式電磁流(liu)🎯量計零點(dian)🌐漂移，傳輸(shu)信号⁉️線采(cai)用屏蔽線(xian)，确保儀表(biao)接地良好(hao)可大♍幅度(du)減弱其影(ying)響；電化學(xue)幹擾主要(yao)是電極表(biao)面的極化(hua)現象會造(zao)成插入式(shi)電磁流量(liang)計零點不(bu)穩，提高勵(li)磁頻率可(ke)以減小其(qi)影響。觀察(cha)管道流體(ti)流速在5m/s左(zuo)右時感應(ying)信号（圖4），可(ke)以發現除(chu)去毛刺感(gan)♉應信号幅(fu)值可達25mV,但(dan)其中有用(yong)信号的幅(fu)值在0.5mV左右(you)，所以信号(hao)放大采集(ji)過程中要(yao)進行濾波(bo)。參照勵磁(ci)方式，分析(xi)流速信号(hao)電壓的基(ji)本特征，以(yi)⭐下從信号(hao)放大采集(ji)處理部分(fen)對流速信(xin)号能夠有(you)效地、針對(dui)性地放大(da)、處理和濾(lü)除雜波進(jin)行分析。
 
　　前(qian)置放大電(dian)路（圖5）采用(yong)儀表放大(da)器進行放(fang)大，儀表放(fang)💁大器前端(duan)是RFI濾波器(qi)，濾除衰減(jian)大部分幹(gan)擾信号，R1爲(wei)電阻，确保(bao)放大倍數(shu)穩定。二極(ji)管D1、D2可以限(xian)制輸入信(xin)号的大小(xiao)，避免誤接(jie)線造成損(sun)壞。
 
　　信号放(fang)大電路（圖(tu)6）采用運算(suan)放大器TLC2262，TLC2262是(shi)TI公司雙路(lu)運算放大(da)🙇🏻器可以達(da)到軌對軌(gui)輸出的性(xing)能，電阻R2、R4爲(wei)精密電阻(zu)，确保放大(da)倍數穩♌定(ding)，R24和C31組成一(yi)個低通濾(lü)波器。
 
注:實(shi)際放大25倍(bei)，共模抑制(zhi)比爲20000倍，液(ye)體電導率(lü)≥25uS/cm,，信号内阻(zu)一般小于(yu)400kΩ;誤差小于(yu)0.05%;溫漂小于(yu)0.01。
　　由低通濾(lü)波器進行(hang)衰減并濾(lü)除部分雜(za)波後的信(xin)号SIGN（圖7）經模(mo)拟開關進(jin)入ADC進行AD轉(zhuan)換輸入單(dan)片機。可以(yi)🙇‍♀️發現，此時(shi)的信号與(yu)‼️勵磁波形(xing)已經十分(fen)相似，信号(hao)高低處已(yi)經十分平(ping)滑，可以進(jin)行AD轉換⭐。
 
 
4插(cha)入式電磁(ci)流量計的(de)測量精度(du)
　　插入式電(dian)磁流量計(ji)适用于DN150～DN2000的(de)管道，其測(ce)量精度達(da)到1.0級，圖8是(shi)此次應用(yong)的插入式(shi)電磁流量(liang)計的檢定(ding)記錄表，經(jing)檢定後各(ge)點誤差均(jun)在1%以内，隻(zhi)要安裝條(tiao)件符合規(gui)定，儀表的(de)精度是有(you)保障的。
5結(jie)語
　　插入式(shi)電磁流量(liang)計安裝簡(jian)單、老舊管(guan)道改造方(fang)便，應✍️用在(zai)浮選自動(dong)加藥系統(tong)其測量精(jing)度能夠達(da)到🚶‍♀️要求☔，爲(wei)浮選自動(dong)加藥系統(tong)的正常運(yun)行提供準(zhun)确♍數據，有(you)助于生産(chan)技術人員(yuan)進行分析(xi)研究調整(zheng)試劑加藥(yao)系數K，使經(jing)浮選得到(dao)的🐕精煤品(pin)質穩定、生(sheng)産效率提(ti)高并能添(tian)加浮選藥(yao)劑、節省藥(yao)劑，同時，也(ye)能降低工(gong)作的🏃‍♂️複雜(za)程度，節省(sheng)勞動力。

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