摘要:浮選(xuan)是洗煤廠(chang)生産的關(guan)鍵環節，浮(fú)選效果的(de)好㊙️壞直接(jie)關系到精(jing)煤産率。爲(wèi)了解決浮(fu)選過程中(zhōng)入料❌煤泥(ni)水流量難(nán)㊙️以實時監(jian)測影響浮(fu)選自動加(jia)藥系統正(zhèng)常運行的(de)問題，并針(zhen)對一些選(xuan)煤廠管路(lù)老舊、管徑(jing)較大難以(yǐ)改造、結合(hé)性價比等(děng)因素，選用(yong)智能型插(chā)入電磁流(liu)量計 進行(háng)入料煤泥(ní)水流量的(de)測量，測量(liàng)精度能達(da)到要🔞求，爲(wèi)浮選自動(dong)加藥系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供準(zhun)确數據。
　　 電(dian)磁流量計(ji) 是一種測(cè)量精度高(gao)、應用範圍(wei)廣的流量(liàng)儀表，随着(zhe)現代化工(gōng)業的不斷(duàn)發展，傳統(tǒng)的管段式(shi)電磁流量(liang)🐅計在浮選(xuǎn)煤泥🎯水工(gōng)🈚業現場進(jin)行流量測(ce)量時出現(xian)了一些應(yīng)用瓶頸，主(zhǔ)要有以下(xia)❄️兩點：
（1）傳統(tǒng)的管段式(shì)電磁流量(liàng)計雖然精(jīng)度很高，但(dàn)其制造成(chéng)🌏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(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(zhi)造成本将(jiang)會更高。
（2）傳(chuan)統的管段(duàn)式電磁流(liu)量計與管(guan)道爲法蘭(lán)連接，一👨‍❤️‍👨些(xiē)選煤廠浮(fu)選煤泥水(shui)管道較老(lao)舊，安裝時(shí)需要截斷(duan)管道焊接(jiē)法蘭，這一(yī)過程可能(neng)會對管道(dào)造成較💃🏻大(dà)損傷，而且(qiě)傳統的管(guan)段式電磁(cí)流量計隻(zhī)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(jīng)煤生産，也(ye)勢必會提(ti)高檢修費(fei)用。插入式(shi)電磁流量(liàng)計是從傳(chuan)統的管段(duàn)式電磁流(liú)量計演變(biàn)過來的，其(qi)設計原理(li)相同，但由(yóu)于其傳感(gǎn)器結構的(de)特點使它(ta)在大直徑(jing)管道流💁量(liàng)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(bú)停水在線(xian)安裝，現場(chang)安裝時無(wu)須截斷管(guǎn)道，易于拆(chāi)卸維修🌈，對(duì)測量較粗(cu)管道的入(rù)料煤泥水(shui)流🛀🏻量有很(hěn)大的優勢(shì)。
1浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)原理
　　浮選(xuan)是選煤廠(chǎng)生産過程(chéng)中的一個(gè)重要環節(jiē)，在整個生(shēng)🏃🏻産過程中(zhōng)扮演着重(zhong)要角色。根(gen)據公式G（試(shì)劑加藥量(liang)）=K（加藥系數(shù)）×M(幹煤泥質(zhi)量)和M(幹煤(méi)泥質量）=L(煤(méi)泥水流量(liàng))×C(煤泥水濃(nong)度)可知，若(ruò)要獲得浮(fu)選中精密(mì)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(yao)測定各個(ge)管道中煤(mei)泥水流量(liàng)和煤泥水(shuǐ)濃度㊙️。通過(guò)對選煤廠(chǎng)的煤種和(hé)所選用的(de)藥劑進行(hang)🔱分析，爲了(le)保障品質(zhi)和回收率(lü)，由中煤科(ke)工集團唐(táng)山研究院(yuàn)研發的浮(fu)選自動加(jia)藥系統根(gen)據對入料(liào)煤泥水濃(nong)度和流量(liàng)的監測，計(ji)算出實時(shi)幹煤泥質(zhì)👨‍❤️‍👨量，然後計(ji)算出藥劑(jì)用♊量并由(you)精密藥劑(jì)泵加藥。
　　系(xi)統在電腦(nǎo)端實時顯(xian)示工藝各(gè)種參數，直(zhi)觀地顯示(shì)監測的各(gè)個參數和(hé)自動加藥(yào)系統的運(yun)行情況。該(gāi)系統還可(ke)以生成生(shēng)産信息曆(lì)史曲線，通(tong)過查詢生(shēng)産數據，方(fang)便生産技(ji)術人員🚶進(jin)行分⛹🏻‍♀️析研(yán)究微調加(jia)藥系數K，使(shǐ)生産效🛀🏻率(lǜ)達到更🐇高(gao)。
2插入式電(diàn)磁流量計(jì)的設計原(yuan)理
　　插入式(shi)電磁流量(liàng)計的工作(zuo)原理是基(jī)于法拉第(dì)電磁感應(yīng)💃🏻定律(圖1)，其(qí)可以測量(liàng)管道内導(dǎo)電性液體(tǐ)的體積流(liu)量。流量計(jì)有一個用(yong)絕緣材料(liao)制成的護(hù)套，内裝有(yǒu)線圈、鐵芯(xin)和磁轭，護(hù)套的側面(mian)✂️裝有兩隻(zhī)電極。勵磁(ci)線圈由三(sān)值方波勵(li)磁脈沖勵(li)時，将産生(shēng)一磁通密(mì)度爲B的工(gong)作磁場。當(dang)導電流體(tǐ)以流速V通(tōng)過💃🏻裝有一(yī)對間距爲(wèi)L的測量電(diàn)極且内徑(jing)爲D的管道(dào)時，這對電(dian)極将會産(chǎn)生同時垂(chuí)直于磁場(chǎng)方向和液(ye)體流動方(fāng)向的感應(yīng)電動勢E。感(gan)應出的電(diàn)🈲動勢E正比(bǐ)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(hào))由電極檢(jiǎn)出并通過(guò)屏蔽電纜(lǎn)送到轉換(huan)器内參與(yǔ)運算得出(chu)管道内的(de)實際流速(sù)V，再根據，即(ji)可求出實(shi)際體積流(liu)量。
 
3插入式電(dian)磁流量計(ji)硬件電路(lu)分析
　　整個(ge)硬件電路(lu)（圖2）包括電(diàn)源部分、勵(li)磁電路部(bù)分、信号放(fang)大采集處(chu)理部分及(jí)輸入輸出(chū)顯示部分(fèn)。其中影響(xiǎng)流量計測(cè)量精度的(de)主要是勵(li)磁電路部(bu)分和信号(hao)放大采集(ji)處理部分(fèn)。
 
　　勵磁電路(lu)采用低頻(pin)三值矩形(xíng)波勵磁（圖(tu)3），這種勵磁(cí)方式既可(kě)❓以大幅減(jiǎn)小由直流(liu)勵磁時産(chan)生的電極(jí)🈲極化效應(ying)，也可🐉以克(kè)服正弦波(bo)勵磁産生(shēng)的正交幹(gàn)🏃🏻擾的影響(xiǎng)，同時，低頻(pin)三值矩形(xíng)波勵磁比(bi)低頻矩形(xíng)波勵磁有(yǒu)更低的勵(li)磁功率，而(er)且還可以(yǐ)在零值勵(li)磁時進行(hang)零點自動(dòng)補償，穩定(dìng)流量計的(de)零點。
 
　　雖然(ran)插入式電(diàn)磁流量計(jì)采用低頻(pín)三值矩形(xíng)波勵磁時(shí)♋它的🐅極化(huà)現象和正(zheng)交幹擾較(jiao)弱，但也不(bu)能從根本(ben)⛱️上完全消(xiao)除，再加上(shang)感應電動(dòng)勢在信号(hào)線傳輸過(guo)程中信号(hào)線也會在(zài)空間磁場(chǎng)的作用下(xià)産生幹擾(rǎo)信号，所以(yǐ)實際測量(liang)得到😄的電(diàn)壓信号是(shì)有用🧑🏾‍🤝‍🧑🏼信号(hào)與各種幹(gàn)擾信号的(de)“組合”，它不(bu)僅包含流(liu)速信👣号也(ye)包含各🧡種(zhong)幹擾信号(hào)。
　　插入式電(diàn)磁流量計(ji)兩個電極(ji)上實際測(ce)量得到的(de)電壓信号(hao)可以用以(yi)下的信号(hao)模型來表(biǎo)示。即
 
　　微分(fen)幹擾和同(tóng)相幹擾會(huì)随着磁場(chǎng)的穩定而(er)快速消失(shi)；共☎️模👈幹擾(rǎo)和串模幹(gàn)擾會造成(cheng)插入式電(dian)磁流量計(ji)零點漂移(yi)🍉，傳輸信号(hao)⛱️線采用屏(píng)蔽線，确保(bao)儀表接地(dì)良好可大(da)幅度減🐇弱(ruo)其影🏒響；電(diàn)化㊙️學幹擾(rǎo)主要🔅是電(dian)極表面的(de)極化現象(xiang)會造成插(cha)入式電磁(cí)流量計零(líng)點不穩，提(ti)高勵磁頻(pín)率可以減(jiǎn)小其影響(xiang)。觀察👉管道(dao)流體流💜速(sù)在5m/s左右時(shi)感應信号(hào)（圖4），可以發(fā)現除📞去毛(mao)刺感🔱應信(xin)号幅值可(kě)達25mV,但其中(zhong)有用信号(hào)的幅值🌐在(zài)0.5mV左右，所以(yi)信号放大(dà)采集過程(chéng)中要進行(háng)濾波。參照(zhao)勵磁方式(shi)，分析流‼️速(sù)信号電壓(ya)的基本特(te)征，以下從(cong)信号放大(dà)采集處理(li)部分對流(liu)速信号能(néng)夠有🏃‍♂️效地(dì)、針對性地(dì)放大、處理(li)和濾除雜(zá)波進行分(fen)析。
 
　　前置放(fàng)大電路（圖(tú)5）采用儀表(biao)放大器進(jìn)行放大，儀(yi)表🈚放大器(qi)前端是RFI濾(lü)波器，濾除(chú)衰減大部(bu)分幹擾信(xìn)号，R1爲精密(mì)電⁉️阻，确保(bǎo)放💋大倍數(shù)穩定。二極(jí)管D1、D2可以限(xiàn)制輸入信(xin)号的大小(xiao)，避免誤接(jie)線🆚造成損(sǔn)壞。
 
　　AD8226是ADI公司(si)一款低成(chéng)本、寬電源(yuán)電壓範圍(wéi)儀表放大(da)器，該儀📐表(biǎo)放大器具(ju)有超高輸(shu)入阻抗、高(gāo)共模抑制(zhi)比、低噪聲(shēng)、低線性誤(wu)差、低輸出(chū)阻抗的優(you)點，查看芯(xin)片手冊可(ke)以得到🔴。信(xin)号放大電(dian)路（圖6）采用(yòng)運算放大(da)器TLC2262，TLC2262是TI公司(si)雙路運算(suàn)放大器可(kě)以達到軌(guǐ)對軌輸出(chū)的性能，電(diàn)阻R2、R4爲精密(mì)電阻，确保(bao)放大倍數(shù)穩定，R24和C31組(zǔ)成一個低(di)通濾波器(qì)。
 
注:實際放(fang)大25倍，共模(mo)抑制比爲(wèi)20000倍，液體電(diàn)導率≥25uS/cm,，信号(hao)内阻一🌂般(ban)👨‍❤️‍👨小🍉于400kΩ;誤差(chà)小于0.05%;溫漂(piāo)小于0.01。
　　由低(di)通濾波器(qì)進行衰減(jiǎn)并濾除部(bù)分雜波後(hòu)的信号🍓SIGN（圖(tú)7）經模🏒拟開(kāi)關進入精(jīng)密ADC進行AD轉(zhuan)換輸入單(dan)片機。可以(yǐ)發現👣，此時(shi)的信号與(yǔ)勵磁波形(xing)已經十分(fèn)相似，信号(hao)高低處已(yǐ)經十分平(píng)滑，可以進(jìn)行AD轉換。
 
 
4插(chā)入式電磁(cí)流量計的(de)測量精度(dù)
　　插入式電(diàn)磁流量計(jì)适用于DN150～DN2000的(de)管道，其測(ce)量精度達(dá)到🧑🏽‍🤝‍🧑🏻1.0級，圖8是(shi)此次應用(yòng)的插入式(shi)電磁流量(liàng)計的檢定(ding)記錄表，經(jing)檢定😄後各(ge)點誤差均(jun1)在1%以内，隻(zhi)要安裝條(tiáo)件符合規(gui)定，儀表的(de)正确率是(shi)有保障的(de)。
5結語
　　插入(rù)式電磁流(liu)量計安裝(zhuāng)簡單、老舊(jiù)管道改造(zao)方便，應用(yong)在浮選自(zì)動加藥系(xi)統其測量(liang)精度能夠(gòu)達到要求(qiu)，爲浮選自(zi)動加藥系(xì)統的正常(chang)運行提供(gòng)準确數據(jù)，有助于生(sheng)産技術人(rén)員進行分(fen)析研究調(diao)整試劑加(jia)藥系☀️數K，使(shi)經浮選得(de)到的精煤(méi)品質穩定(ding)、生産💯效率(lü)提高并能(neng)添加浮選(xuǎn)藥劑、節省(sheng)藥劑，同時(shí)，也能降低(di)工作的複(fú)雜程度，節(jie)省勞☔動力(lì)。

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