摘要：浮選(xuan)是洗煤廠(chǎng)生産的關(guān)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(fú)選過程中(zhong)入料煤泥(ni)水流量難(nan)以實時監(jian)測影響浮(fú)選自動加(jia)藥系統正(zhèng)常運行的(de)問題，并針(zhēn)對一些選(xuǎn)煤廠管路(lu)老舊、管徑(jing)較大難以(yǐ)改造、結合(hé)性價比等(deng)因素，選用(yong)智能型插(cha)入電磁流(liú)量計 進行(hang)入料煤泥(ní)水流量的(de)測量，測量(liàng)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(jì) 是一種測(ce)量精度高(gāo)、應用範圍(wei)廣的流量(liàng)儀表，随着(zhe)㊙️現⁉️代化工(gong)業的不斷(duàn)發展，傳統(tong)的管段式(shì)電磁流量(liang)計在浮選(xuan)煤泥水工(gōng)業現場進(jin)行流量測(ce)量時出現(xiàn)了一些應(yīng)用瓶🔅頸，主(zhu)要有以下(xia)兩點：
（1）傳統(tǒng)的管段式(shi)電磁流量(liang)計雖然精(jīng)度很高，但(dàn)其制造成(cheng)本也高，在(zai)浮選煤泥(ni)水大直徑(jìng)管道流量(liàng)測量🔞現場(chang)🙇‍♀️不需♈要這(zhe)麽高的精(jīng)度，而且浮(fú)選煤泥水(shuǐ)管道一般(bān)直徑都比(bi)較大,其✊制(zhì)造成本将(jiang)會更高。
（2）傳(chuan)統的管段(duan)式電磁流(liú)量計與管(guan)道爲法蘭(lan)連接，一些(xiē)選煤廠浮(fu)選煤泥水(shui)管道較老(lao)舊，安裝時(shi)需要截斷(duàn)管道焊接(jie)法蘭，這一(yi)過程可能(néng)會對管道(dào)造成較大(da)損傷，而且(qiě)傳統的管(guan)段式電磁(cí)流量計隻(zhi)能在管道(dào)内沒有流(liu)體時才能(néng)安裝、拆卸(xie)儀表，這将(jiāng)會影響精(jīng)煤生産，也(yě)勢必會提(tí)高檢修費(fèi)用。插入式(shi)電磁流量(liang)計是從傳(chuan)統的管段(duàn)式電磁流(liú)量計演變(biàn)過來的🍉，其(qí)設計原💰理(lǐ)相同，但由(yóu)于其傳感(gan)器結構的(de)特點使👈它(tā)⛷️在大直徑(jìng)管道流量(liang)測量時有(you)明顯👄的優(you)點，制造成(cheng)本低，其密(mì)封結構可(kě)已實現不(bu)停水在線(xiàn)安裝，現場(chang)安裝時無(wú)須截斷管(guǎn)道，易于拆(chai)卸維修，對(dui)測量較粗(cū)管道的入(rù)🥵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(tǒng)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(shēng)産♻️過❤️程中(zhong)扮演着重(zhòng)要角色。根(gēn)據公式G（試(shi)劑加藥量(liàng)）=K（加藥系數(shù)🐅）×M(幹煤泥質(zhi)👣量)和M(幹煤(méi)泥質量）=L(煤(mei)泥水流量(liàng))×C(煤泥水濃(nóng)💔度)可知💋，若(ruò)要獲得浮(fu)選中精密(mi)藥劑⭐泵的(de)加藥量首(shǒu)先要得到(dào)煤泥水中(zhong)幹煤泥質(zhì)量，所💋以要(yào)測定各個(ge)管道中煤(mei)泥水流量(liang)和煤泥水(shuǐ)濃度。通過(guò)對田莊💛選(xuǎn)煤廠的煤(mei)種和所選(xuǎn)用的藥劑(ji)進行分析(xi)，爲了👌保障(zhàng)品質和回(hui)收率，由中(zhong)煤科工集(jí)團唐山研(yán)究院研發(fā)的浮選自(zi)動加藥系(xì)統根🥵據對(dui)入料煤泥(ní)水濃度和(he)流量的監(jiān)測，計算出(chu)實時幹煤(mei)泥質量，然(ran)後計算出(chū)藥劑用量(liang)并由精密(mì)藥劑泵加(jia)藥。
　　系統在(zài)電腦端實(shí)時顯示工(gong)藝各種參(cān)數，直觀地(dì)顯示監測(cè)的各😘個參(cān)數和自動(dòng)加藥系統(tong)的運行情(qing)況。該系統(tong)還可以生(shēng)成生産信(xìn)息曆史曲(qǔ)線，通過查(cha)詢生産數(shu)👅據，方便生(shēng)産技術人(ren)員進行分(fèn)析研究微(wēi)調加藥系(xi)數K，使生産(chan)效率達到(dao)更🧡高。
2插入(rù)式電磁流(liú)量計的設(shè)計原理
　　插(chā)入式電磁(cí)流量計的(de)工作原理(lǐ)是基于法(fa)拉第電🈚磁(cí)感應定律(lǜ)(圖1)，其可以(yi)測量管道(dào)内導電性(xìng)液體的體(tǐ)積流量🙇‍♀️。流(liú)量㊙️計有一(yī)個用絕緣(yuán)材料制成(cheng)的護套，内(nei)裝有線圈(quān)、鐵芯和磁(ci)轭，護套的(de)側面裝有(yǒu)兩隻電極(ji)。勵磁線圈(quān)由三值方(fang)波勵磁脈(mò)沖勵時，将(jiāng)産生一磁(ci)通密度爲(wèi)B的工作磁(ci)場。當導電(diàn)流體以流(liú)速V通過裝(zhuāng)有一對間(jian)距爲L的測(ce)量電極且(qie)内徑爲D的(de)管道時，這(zhe)對電極将(jiāng)會産生同(tóng)時垂直于(yu)磁場方向(xiang)和液體☀️流(liu)動方向的(de)感應電動(dong)勢E。感應出(chū)的電動🤟勢(shi)E正比于磁(cí)通密度B與(yǔ)平均流速(sù)V的乘積：E=BLV。電(diàn)動勢E(流量(liàng)信号)由🏒電(diàn)極檢出并(bing)通過屏蔽(bi)電纜送到(dao)轉換器内(nèi)參與運算(suàn)得出管道(dào)内的實際(ji)流速V，再根(gen)據即可求(qiú)出實際體(ti)積流量。
 
3插(cha)入式電磁(cí)流量計硬(yìng)件電路分(fèn)析
　　整個硬(yìng)件電路（圖(tú)2）包括電源(yuan)部分、勵磁(cí)電路部分(fen)、信号放大(da)采集處理(lǐ)部分及輸(shu)入輸出顯(xiǎn)示部分。其(qi)中影響⭐流(liu)量計測💁量(liàng)精度的主(zhu)要是勵磁(cí)電路部分(fèn)和信号放(fang)大采集🌈處(chu)理部分。
 
　　勵磁電(dian)路采用低(dī)頻三值矩(jǔ)形波勵磁(ci)（圖3），這種勵(lì)磁方🔞式既(jì)可以大幅(fu)減小由直(zhí)流勵磁時(shí)産生的電(diàn)極極化效(xiao)應，也可🥰以(yi)克服正👄弦(xian)波勵磁産(chǎn)生的正交(jiāo)幹擾的影(ying)響，同時☂️，低(dī)頻三值矩(ju)形波勵磁(ci)🚶比低頻矩(jǔ)形波勵磁(cí)有更低的(de)勵磁功率(lǜ)，而且還可(kě)以在零值(zhí)勵磁時進(jìn)行零點自(zì)動補償，穩(wen)定流量計(jì)的零點。
 
　　雖(sui)然插入式(shì)電磁流量(liang)計采用低(di)頻三值矩(jǔ)形波勵磁(cí)時它的極(ji)化現象和(he)正交幹擾(rao)較弱，但也(ye)不能從根(gen)本上完全(quán)消除，再加(jiā)上感應電(diàn)動勢在信(xin)号線傳輸(shū)過程㊙️中信(xin)号線也會(hui)在空間磁(ci)場的作用(yòng)下産生幹(gan)擾信号🈲，所(suǒ)以實際測(cè)量得到的(de)電壓信💃号(hao)是有用🐅信(xìn)号與各種(zhǒng)幹擾信号(hao)的“組合”，它(ta)不僅包含(han)流速信号(hào)也包含各(gè)種幹擾信(xìn)号。
　　插入式(shì)電磁流量(liang)計兩個電(dian)極上實際(jì)測量得到(dào)的❓電⭐壓信(xìn)号可⭐以用(yòng)以下的信(xin)号模型來(lái)表示。即
 
　　微(wēi)分幹擾和(hé)同相幹擾(rao)會随着磁(cí)場的穩定(ding)而快速消(xiāo)失；共模幹(gàn)擾和串模(mo)幹擾會造(zào)成插入式(shi)電磁流👌量(liang)計零點漂(piao)移💋，傳輸👉信(xin)号線采用(yong)屏蔽線，确(que)保儀表接(jiē)地良✔️好可(ke)大🎯幅度減(jian)👉弱其影響(xiǎng)；電化學幹(gan)擾主要♍是(shì)電極表面(miàn)的極化現(xiàn)象會造成(cheng)插入式電(dian)磁流量計(jì)零點不穩(wěn)🛀，提高勵磁(ci)頻率可以(yǐ)減小其影(ying)響。觀察管(guan)道流體流(liu)👄速在5m/s左右(yòu)時感應信(xìn)号（圖4），可以(yǐ)發現除去(qu)毛刺感🔆應(ying)信号幅值(zhí)可達25mV,但其(qi)中有用信(xìn)号的幅值(zhí)🔞在0.5mV左右，所(suo)以信号㊙️放(fàng)大采集過(guo)程中要進(jin)行濾波🛀。參(can)照勵磁方(fang)式，分析流(liú)速信号電(dian)壓的基本(běn)特征，以下(xia)從信号放(fang)大采集處(chu)理❌部分對(duì)流速信号(hao)能夠有效(xiao)地、針對性(xìng)地放大、處(chù)理和濾除(chú)雜波進行(háng)分析。
 
　　前置(zhì)放大電路(lu)（圖5）采用儀(yi)表放大器(qi)進行放大(dà)，儀表放大(dà)器前端是(shì)RFI濾波器，濾(lü)除衰減大(da)部分幹擾(rǎo)信号，R1爲精(jing)密電🛀🏻阻，确(què)保放📞大倍(bei)數穩定。二(èr)極管D1、D2可以(yǐ)限制輸入(ru)信号的大(dà)小，避免誤(wu)接線造成(chéng)損壞。
 
　　一款(kuan)低成本、寬(kuan)電源電壓(ya)範圍儀表(biao)放大器，該(gai)儀表放大(dà)器具有超(chāo)高輸入阻(zǔ)抗、高共模(mó)抑制比、低(di)噪聲、低線(xiàn)性誤🐇差、低(di)輸出🔱阻抗(kang)✌️的優點，查(cha)看芯片手(shǒu)冊可以得(de)到✉️。信号放(fàng)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(guǐ)輸出的性(xing)能，電阻R2、R4爲(wèi)精密電阻(zǔ)，确保放大(da)倍數穩定(dìng)，R24和C31組成一(yī)個低通濾(lü)波器。
 
 
注：實(shí)際放大25倍(bèi)，共模抑制(zhì)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(lǜ)波器進行(háng)衰減并濾(lǜ)除部分雜(za)波後的信(xìn)号SIGN（圖7）經模(mo)拟🏃🏻開關進(jìn)入精密ADC進(jìn)行AD轉換輸(shu)入單片機(jī)。可以發現(xiàn)，此時的信(xin)♉号與勵磁(cí)波形已經(jing)十分相似(sì)✍️，信号高低(di)處已經十(shí)分平滑，可(ke)以進行AD轉(zhuǎn)換。
 
 
4插入式(shì)電磁流量(liàng)計的測量(liàng)精度
　　插入(ru)式電磁流(liu)量計适用(yong)于DN150～DN2000的管道(dao)，其測量精(jīng)度達到1.0級(ji)，圖8是此次(cì)應用的插(cha)入式電磁(cí)流量計的(de)檢定記錄(lù)👄表，經☂️檢定(dìng)後各點誤(wu)⁉️差均在1%以(yi)内，隻要安(ān)裝條件符(fú)合規定，儀(yí)❌表的正确(què)度是有保(bao)障的。
5結語(yu)
　　插入式電(dian)磁流量計(ji)安裝簡單(dān)、老舊管道(dao)改造方便(biàn)，應🚶用🎯在浮(fu)選自動加(jiā)藥系統其(qi)測量精度(du)能夠達到(dao)要求，爲浮(fu)🚶‍♀️選自動加(jiā)藥系統的(de)正常運行(hang)提供正确(que)數據，有助(zhù)于生産技(jì)術人員進(jìn)行分析🌐研(yan)究調整試(shì)💞劑加藥系(xì)數K，使經浮(fú)選得到的(de)㊙️精煤品質(zhì)穩定、生産(chǎn)效率提高(gāo)并㊙️能精準(zhun)添加浮選(xuan)藥劑、節省(shěng)藥劑，同時(shí)，也能降低(di)工🐪作的複(fú)雜程度，節(jiē)省勞動人(ren)員。

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