摘要:浮選(xuan)是洗煤廠生産(chan)的關鍵環節，浮(fú)選效果的好壞(huài)直接關系到精(jīng)煤産率。爲了解(jiě)決浮選過程中(zhōng)入料煤泥水流(liu)量難以實時監(jiān)測影響浮選自(zì)動加🐇藥系統正(zheng)常運🈲行的問題(tí)，并針對一些選(xuǎn)煤廠管路老舊(jiù)、管徑較大難以(yǐ)改造、結合性價(jia)比等因素，選用(yong)智能型插入電(dian)磁流量計 進行(háng)入料煤泥水流(liu)量的測量，測量(liàng)精度能達到要(yao)求，爲浮選自動(dòng)加藥系統的正(zhèng)常運行提供準(zhǔn)确數據。
　　 電磁流(liu)量計 是一種測(cè)量精度高、應用(yong)範圍廣的流量(liàng)儀表，随着現代(dai)化工業的不斷(duàn)發展，傳統的管(guan)段式電磁流量(liàng)計在浮選煤泥(ni)水工業現場進(jin)行流量測量時(shí)出現了一些應(yīng)用瓶頸，主要有(you)以下兩點：
（1）傳統(tǒng)的管段式電磁(cí)流量計雖然精(jīng)度很高，但其制(zhi)造成本也高👌，在(zai)浮選煤泥水大(da)直徑管道流量(liàng)測量現場不需(xu)要這麽高的精(jīng)度，而且浮選煤(mei)泥水管道一般(bān)直🌈徑都比✍️較大(dà),其☀️制造成本将(jiang)會更高。
（2）傳統的(de)管段式電磁流(liu)量計與管道爲(wei)法蘭連接，一些(xiē)選煤♉廠浮選煤(méi)泥水管道較老(lǎo)舊，安裝時需要(yao)截斷管道焊接(jie)法蘭，這一過程(cheng)可能會對管道(dào)造成較🧡大損傷(shang)，而且傳✨統的管(guan)段式電🔴磁流量(liang)計隻能在管道(dào)内沒有流體時(shi)才能安裝、拆卸(xiè)儀表，這将會影(ying)響💔精煤生産，也(yě)⁉️勢必會提高檢(jiǎn)修費用。插🤩入式(shi)電磁流✔️量計是(shì)從傳統的管段(duan)式電磁流量計(jì)演變過來的，其(qí)設計原理相同(tóng)，但由于📱其傳感(gan)器🐅結構的特點(diǎn)使它✌️在大直徑(jìng)管道流量測量(liàng)時有明顯🐉的優(yōu)點，制造成本低(di)，其密封結構可(ke)已實現不停水(shui)在線安裝，現🏃‍♀️場(chǎng)安裝時無須截(jie)斷管道，易于拆(chāi)卸維修🧡，對測量(liàng)較粗管道的入(rù)料煤泥水流量(liàng)有很大的優勢(shi)。
1浮選自動加藥(yao)系統原理
　　浮選(xuǎn)是選煤廠生産(chan)過程中的一個(ge)重要環節，在整(zhěng)個生産過程中(zhong)扮演着重要角(jiao)色。根據公式G（試(shi)劑加藥量）=K（加藥(yao)系數）×M(幹煤泥質(zhi)❌量)和M(幹煤泥質(zhi)量）=L(煤泥水流量(liàng))×C(煤泥水濃度)可(ke)知，若要獲得浮(fú)選中精密藥劑(ji)泵的加藥量首(shǒu)先要💚得到煤泥(ní)水中幹煤泥質(zhi)量，所以要測定(dìng)各🤩個管道中煤(mei)泥水流量和煤(méi)泥水濃度🈲。通過(guò)對選煤廠的煤(méi)種和所選用的(de)藥劑進行分析(xi)，爲了保障品質(zhi)和回收率，由中(zhōng)煤科工集團唐(tang)山研究院研發(fa)的浮選自🎯動加(jia)藥系統根據對(duì)入料煤泥水濃(nong)度和流量的監(jian)測，計算出🔅實時(shí)幹煤泥質🈲量，然(rán)👈後計算出藥劑(ji)用量并由精密(mi)藥劑泵加藥。
　　系(xì)統在電腦端實(shi)時顯示工藝各(gè)種參數，直觀地(dì)顯🚩示監測的各(gè)個參數和自動(dong)加藥系統的運(yun)行情況。該系統(tǒng)還可以⛷️生成生(shēng)産信息曆史曲(qǔ)線，通過查詢生(sheng)産數據，方便生(shēng)産技術人員進(jin)行分析研究微(wēi)調加藥系數K，使(shi)生産效率達到(dào)更高。
2插入式電(diàn)磁流量計的設(shè)計原理
　　插入式(shì)電磁流量計的(de)工作原理是基(ji)于法拉第電磁(cí)㊙️感應定律(圖1)，其(qí)可以測量管道(dao)内導電性液體(ti)的體積🥵流量。流(liú)量計有一個用(yong)絕緣材料制成(cheng)的護套，内裝有(yǒu)線圈、鐵🚶‍♀️芯和磁(cí)轭，護套的側面(mian)裝有兩隻電極(jí)。勵磁線🏃‍♀️圈由三(san)值方波勵磁脈(mo)沖勵時，将産生(sheng)一磁通密度爲(wèi)B的工作磁場🌍。當(dang)導電流體以流(liú)速V通過裝有一(yī)對間距爲L的測(ce)量電極且内徑(jing)爲D的管道時，這(zhe)對電極将會産(chan)生同時🈚垂直于(yú)磁場方向和液(yè)體流動方向的(de)感應電動勢E。感(gan)應出的電動勢(shi)E正比于磁通密(mi)度B與平均流速(sù)V的乘積：E=BLV。電動勢(shi)E(流量信号)由電(dian)極檢出并通過(guo)屏蔽電❤️纜送到(dào)轉換器内參與(yǔ)運⁉️算得出管道(dao)内的實際流速(sù)V，再根據，即可求(qiú)出實際體積流(liú)量。
 
3插入式電磁流(liu)量計硬件電路(lù)分析
　　整個硬件(jian)電路（圖2）包括電(diàn)源部分、勵磁電(diàn)路部分、信号放(fàng)💋大㊙️采集處理部(bù)分及輸入輸出(chū)顯示部分。其中(zhong)🌈影響流量計測(cè)量精度的主要(yao)是勵磁電路部(bù)分和信号放大(da)采集處理部分(fen)。
 
　　勵磁電路采用(yong)低頻三值矩形(xíng)波勵磁（圖3），這種(zhong)勵磁方式既可(ke)以大幅減小由(you)直流勵磁時産(chǎn)生的電極極化(huà)效應，也可以克(ke)服正弦波勵磁(cí)産生的正交幹(gan)擾的影響，同時(shí)，低頻三值矩形(xíng)✏️波勵磁比低頻(pin)矩形波勵磁有(you)更低的勵磁功(gong)率，而且還可以(yǐ)在零值勵磁時(shí)進行零點自動(dong)補償，穩定流量(liang)計的零點。
 
　　雖然(ran)插入式電磁流(liú)量計采用低頻(pin)三值矩形波勵(lì)磁🌏時它的極化(huà)現象和正交幹(gan)擾較弱，但也不(bu)能從根本上完(wán)全消除，再加上(shang)♉感應電動勢在(zai)信号線傳輸過(guo)程中信号線也(yě)會在空間磁場(chang)的作用下産生(shēng)幹擾信号，所以(yi)實際測量得到(dào)🔞的電壓信号是(shì)有用信号與各(ge)種☎️幹擾信号的(de)“組合”，它不僅包(bao)含流速信🌍号也(yě)包含各種🔞幹擾(rao)信号。
　　插入式電(dian)磁流量計兩個(gè)電極上實際測(cè)量得到的🌈電壓(ya)信号⭐可🍉以用以(yi)下的信号模型(xing)來表示。即
 
　　微分(fèn)幹擾和同相幹(gàn)擾會随着磁場(chǎng)的穩定而快速(sù)消🐪失；共模幹擾(rao)和串模幹擾會(huì)造成插入式電(dian)磁流量計零點(diǎn)漂移，傳輸信号(hao)線采用屏蔽線(xiàn)，确保儀表⭕接地(dì)良好可大幅度(du)減弱其影🎯響；電(dian)化學幹擾主要(yào)是電極表🌏面的(de)極化現象會造(zao)成插入式🔴電磁(ci)流量計零點不(bu)穩，提高勵磁頻(pin)率可以減小其(qí)影響。觀察管道(dao)流體流速在5m/s左(zuo)右時感應信号(hao)（圖4），可以發🌂現除(chu)去毛刺感應信(xin)号幅值可達25mV,但(dàn)其中有用信号(hào)的幅值在0.5mV左右(yòu)，所以信号放大(dà)采集過程中要(yao)進行濾波。參照(zhao)勵磁方式，分析(xī)流🏃速信号電壓(yā)的基本特征，以(yi)🐪下從信号放大(dà)采集處理㊙️部分(fèn)對流速信号能(neng)夠有🏃🏻效地、針對(dui)性地放大、處理(li)和濾除雜波進(jìn)行分析。
 
　　前置放(fàng)大電路（圖5）采用(yòng)儀表放大器進(jìn)行放大，儀表🐇放(fang)😄大器前☂️端是RFI濾(lü)波器，濾除衰減(jiǎn)大部分幹擾信(xin)号，R1爲精密電阻(zǔ)，确📞保放大倍數(shù)穩定。二極管D1、D2可(kě)以限制輸入信(xìn)😘号的大小，避免(miǎn)誤接線造成損(sun)壞。
 
　　AD8226是ADI公司一款(kuǎn)低成本、寬電源(yuan)電壓範圍儀表(biǎo)放大器😄，該🔱儀表(biao)放大🆚器具有超(chao)高輸入阻抗、高(gao)共模抑制比、低(di)噪聲、低線性誤(wu)差、低輸出阻抗(kàng)的優點，查看芯(xin)片手冊可以得(de)到。信号放大電(dian)路（圖6）采用🔞運算(suàn)放大器🙇‍♀️TLC2262，TLC2262是TI公司(sī)雙路運算放大(da)器可以達到軌(guǐ)對軌輸出的🚩性(xing)能，電阻R2、R4爲精密(mì)電阻，确保放大(da)倍數穩定，R24和C31組(zǔ)成一個低通濾(lǜ)波器。
 
注:實際放(fang)大25倍，共模抑制(zhì)比爲20000倍，液體電(dian)導率≥25uS/cm,，信号内⭕阻(zu)💋一般小于400kΩ;誤差(chà)小于0.05%;溫漂小于(yú)0.01。
　　由低通濾波器(qi)進行衰減并濾(lǜ)除部分雜波後(hou)的信号SIGN（圖7）經模(mó)拟開關進入精(jīng)密ADC進行AD轉換輸(shū)入單片機。可以(yi)發現，此時的信(xin)号與勵磁波形(xing)已經十分相似(sì)，信号高低處已(yi)經十分⛷️平滑，可(kě)以進行AD轉換。
 
 
4插(chā)入式電磁流量(liang)計的測量精度(du)
　　插入式電磁流(liú)量計适用于DN150～DN2000的(de)管道，其測量精(jing)度達到1.0級，圖8是(shi)此次應用的插(chā)入式電磁流量(liàng)計的檢定記錄(lu)🎯表，經檢定後各(gè)點誤差均在1%以(yi)内，隻要安裝條(tiáo)件符合規定，儀(yi)表的正确率是(shì)有保障🤟的。
5結語(yǔ)
　　插入式電磁流(liú)量計安裝簡單(dān)、老舊管道改造(zào)方便📐，應用在浮(fú)選自動加藥系(xì)統其測量精度(dù)能夠達到要求(qiu)，爲浮選自動加(jiā)🔴藥系統的正常(chang)運行提供準确(que)數據，有助于生(shēng)産技術人員進(jin)行分析🧑🏽‍🤝‍🧑🏻研究調(diào)整試♋劑加藥系(xì)數K，使經浮選得(de)到的精煤品質(zhi)‼️穩定、生産效率(lǜ)提高并🍓能添加(jiā)浮選💚藥劑、節省(sheng)藥🈲劑，同時，也能(neng)☔降低工作的複(fú)✉️雜程度，節省勞(lao)🔴動力。

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