摘要：浮選(xuǎn)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(liú)量難以實時監(jian)測影響浮選自(zi)動加藥系統正(zheng)常運行的問題(ti)，并針對一些選(xuǎn)煤廠管路老舊(jiù)、管徑較大難以(yi)改造、結合性價(jià)比等因素，選用(yong)智能型插入電(diàn)磁流量計 進行(hang)入料煤泥水流(liú)量的測量，測量(liang)精度能達到要(yao)求，爲浮選自動(dong)加藥系統的正(zheng)常運行提供正(zheng)确數據。
　　電磁流(liú)量計 是一種測(cè)量精度高、應用(yòng)範圍廣的流量(liàng)儀表，随着🏒現代(dai)化工業的不斷(duan)發展，傳統的管(guan)段式電磁流量(liang)計在浮選煤泥(ni)水工🤞業現場進(jìn)行流量測量時(shi)出現👌了一些應(ying)用瓶♋頸，主要有(you)以下👈兩點：
（1）傳統(tong)的管段式電磁(cí)流量計雖然精(jing)度很高，但其制(zhì)造✨成本也高，在(zai)浮選煤泥水大(dà)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(jiāng)會更高。
（2）傳統的(de)管段式電磁流(liú)量計與管道爲(wèi)法蘭連接，一些(xie)☔選煤廠浮🔴選煤(mei)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(chéng)可能會對管道(dao)造成較大損傷(shang)👌，而且傳統的管(guǎn)段式電磁流量(liàng)計隻能在管💛道(dào)内沒有流體時(shí)才能安裝、拆卸(xie)儀表，這将會影(ying)響♈精煤生産，也(ye)勢必會提高檢(jiǎn)修費用。插入式(shì)電磁流量計是(shi)從傳統的管段(duàn)式電磁流量計(ji)演變過來的，其(qi)設計原理相同(tong)，但由于其傳感(gan)器結構的特點(dian)使它💋在大直徑(jing)管道流🛀量測量(liàng)時有明顯的優(you)點，制造💰成本低(dī)，其密封結構可(kě)已實現不停水(shui)在線安裝，現💋場(chǎng)安裝時無須截(jié)斷管道，易于拆(chai)卸維修👣，對測量(liàng)較粗管道的入(ru)料煤泥水流量(liàng)有很大的優勢(shì)。
1浮選自動加藥(yao)系統原理
　　浮選(xuǎn)是選煤廠生産(chǎn)過程中的一個(gè)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(shì)劑加藥量）=K（加藥(yao)系數）×M(幹煤泥質(zhì)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(ni)水中幹煤‼️泥質(zhì)量，所以要測定(ding)各個管道中煤(méi)泥水流量和煤(méi)泥水濃度⚽。通過(guo)對田莊選煤廠(chang)的煤種和所選(xuan)用的藥劑進行(hang)分析，爲了保障(zhàng)品質和回收率(lü)，由中煤科工集(ji)團唐山研究院(yuàn)研發的浮選自(zi)動加藥系統根(gen)據對入料煤泥(ní)水濃度和流量(liang)的監測，計算出(chu)實時幹煤泥質(zhì)👄量，然後計算出(chu)藥劑用量🔴并由(yóu)精密藥劑泵加(jia)藥。
　　系統在電腦(nao)端實時顯示工(gong)藝各種參數，直(zhí)觀地顯示🔴監測(ce)的各💁個參數和(hé)自動加藥系統(tong)的運行情況。該(gāi)系統還可以生(shēng)成生産信息曆(lì)史曲線，通過查(cha)詢生産數據，方(fāng)便生産技術人(ren)員進行分析研(yán)究微調加藥系(xì)數K，使生産效率(lǜ)達到更高。
2插入(ru)式電磁流量計(ji)的設計原理
　　插(chā)入式電磁流量(liang)計的工作原理(li)是基于法拉第(di)電磁感應定律(lǜ)(圖1)，其可以測量(liàng)管道内導電性(xìng)液體的體積流(liú)量。流量計有一(yī)個用絕緣材料(liao)制成的護套♊，内(nèi)裝有線圈、鐵芯(xin)和磁轭，護套的(de)側面裝有兩隻(zhī)電極。勵磁線圈(quān)由三值方波勵(li)磁脈沖勵時，将(jiāng)産生一✊磁通密(mi)度爲B的工作磁(cí)場。當導電流體(tǐ)以流速V通過裝(zhuang)有一對間距爲(wei)L的測量電極🍓且(qie)内徑爲D的管道(dao)時，這對電極将(jiāng)會産生同時垂(chuí)直于磁場方向(xiang)和液體流♊動方(fāng)向的感應電動(dong)勢E。感應出的電(dian)動勢E正比于🔴磁(cí)通密度B與平均(jun)流速V的乘積：E=BLV。電(diàn)動勢E(流量信🐇号(hào))由電極檢出并(bìng)通過屏蔽電纜(lan)送到轉換器内(nèi)參與運算得出(chu)管道内的實際(jì)流💰速V，再根據即(ji)可求出實際體(tǐ)積流量。
 
3插入式(shì)電磁流量計硬(yìng)件電路分析
　　整(zhěng)個硬件電路（圖(tu)2）包括電源部分(fen)、勵磁電路部分(fen)、信号放🧡大采🌏集(jí)處理部分及輸(shu)入輸出顯示部(bu)分。其中影響流(liú)量計測量精度(du)的主要是勵磁(cí)電路部分和信(xin)号放🍉大采集處(chu)理部分。
 
　　勵(lì)磁電路采用低(di)頻三值矩形波(bō)勵磁（圖3），這種勵(lì)磁方式既可🛀以(yi)💚大幅減小由直(zhi)流勵磁時産生(shēng)的電極極化效(xiào)應，也可以克服(fu)正弦波勵磁産(chan)生的正交幹擾(rǎo)的影響，同時，低(dī)頻三值矩形波(bo)勵磁比低頻矩(ju)形波勵磁有更(gèng)低的勵磁功率(lǜ)，而🙇‍♀️且還可以在(zai)零值勵磁時進(jin)行零點自動補(bu)償，穩定流量計(ji)的零點。
 
　　雖然插(cha)入式電磁流量(liàng)計采用低頻三(sān)值矩形波勵💋磁(cí)時📞它的極化現(xian)象和正交幹擾(rao)較弱，但也不能(néng)從根本上完全(quán)消除，再加上感(gǎn)應電動勢在信(xin)号線傳輸過程(cheng)中信号線也會(huì)在空間磁場的(de)作用下産生幹(gan)擾信号，所以實(shi)際測量得到🐇的(de)電壓信号是有(yǒu)用信号與各種(zhǒng)幹擾信号的“組(zu)合”，它不僅包含(han)流速信号也包(bao)含各🏃‍♂️種幹擾信(xin)号。
　　插入式電磁(ci)流量計兩個電(diàn)極上實際測量(liang)得到的🐪電壓信(xìn)号可以用以下(xià)的信号模型來(lái)表示。即
 
　　微分幹(gan)擾和同相幹擾(rǎo)會随着磁場的(de)穩定而快速消(xiao)⚽失；共模幹擾和(hé)串模幹擾會造(zào)成插入式電磁(cí)流量計零點漂(piāo)移，傳輸信号線(xiàn)采用屏蔽線，确(que)保儀表接地良(liang)好可大幅度減(jiǎn)🥵弱其影響；電化(hua)學幹擾主要是(shi)電極表面的極(ji)化現象會造成(chéng)插入式💋電磁流(liú)量計零點不穩(wěn)，提高勵磁頻♋率(lü)可以減小其影(ying)響。觀察🐉管道流(liu)體流🈲速在5m/s左右(yòu)時感應♍信号（圖(tu)4），可以發現除去(qu)毛刺感應信号(hào)幅值可達25mV,但其(qí)中有用信号的(de)幅值✔️在0.5mV左右，所(suo)以信号🆚放大采(cǎi)集過程中✂️要⛷️進(jin)行濾波。參照勵(lì)磁方式，分析流(liu)速信号電壓的(de)基本特征，以下(xia)從信号放大采(cǎi)集處理部分對(dui)流速信📱号能夠(gou)有💁效地、針對性(xing)📐地放大、處理和(hé)濾除雜波進行(hang)分析。
 
　　前置放大(dà)電路（圖5）采用儀(yi)表放大器進行(háng)放大，儀表放大(dà)器前端是RFI濾波(bō)器，濾除衰減大(dà)部分幹擾信号(hao)，R1爲精密電🈲阻，确(que)保放🏃大倍數穩(wěn)定。二極管D1、D2可以(yi)限制輸入信号(hào)的大小，避免誤(wu)接線造成損🌈壞(huai)。
 
　　一款低成本、寬(kuān)電源電壓範圍(wei)儀表放大器，該(gāi)儀表放大器具(ju)有超高輸入阻(zǔ)抗、高共模抑制(zhi)比、低噪聲、低線(xiàn)💚性誤差、低輸出(chu)阻抗的優點，查(chá)看芯片手冊可(ke)以得到。信号放(fang)大電路（圖6）采用(yong)👉運算放大器TLC2262，TLC2262是(shi)TI公司雙路運算(suàn)📧放大器可以達(dá)到軌對軌輸出(chu)的性能，電阻R2、R4爲(wei)精密電阻，确保(bao)放大🔞倍數穩定(ding)，R24和C31組成一個低(dī)♻️通濾波器。
 
 
注：實(shí)際放大25倍，共模(mó)抑制比爲20000倍,液(ye)體電導率≧25uS/cm，信号(hào)📱内⛹🏻‍♀️阻一般小于(yu)400kΩ；誤差小于0.05%；溫漂(piāo)小于0.01。
　　由低通濾(lǜ)波器進行衰減(jian)并濾除部分雜(zá)波後的信号SIGN（圖(tú)7）經模拟開關進(jin)入精密ADC進行AD轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī)。可以✌️發現，此時(shí)的信号與勵磁(ci)波形已經十分(fen)相似，信号高低(dī)處已經十分平(píng)滑，可以進行AD轉(zhuǎn)換。
 
 
4插入式電磁(cí)流量計的測量(liàng)精度
　　插入式電(diàn)磁流量計适用(yong)于DN150～DN2000的管道，其測(ce)量精度達🤞到1.0級(jí)，圖8是此次應用(yong)的插入式電磁(cí)流量計的檢定(dìng)☁️記錄🏃‍♂️表，經檢定(dìng)後各點誤差均(jun)在1%以内，隻要安(an)裝條件符合規(gui)定，儀表的正😘确(que)度是有保障的(de)。
5結語
　　插入式電(dian)磁流量計安裝(zhuang)簡單、老舊管道(dao)改造方便，應用(yòng)在浮選自動加(jiā)藥系統其測量(liàng)精度能夠達到(dao)要求，爲浮選自(zì)♉動加藥系統的(de)正常運行提供(gong)正确數據，有🧑🏽‍🤝‍🧑🏻助(zhu)于生産技術人(rén)員進行分析研(yán)究調整試劑加(jia)藥系數K，使經浮(fú)選得到的精煤(méi)品質穩定、生産(chan)🌈效率提高并😘能(néng)精準添加💁浮選(xuǎn)藥劑、節省藥劑(jì)，同時，也能降低(di)工作🥰的複雜程(cheng)度，節省勞動人(rén)員。

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