摘要(yao):浮選是(shi)洗煤廠(chang)生産的(de)關鍵環(huan)節，浮選(xuan)效果的(de)🈲好壞直(zhi)接關系(xi)到精煤(mei)産率。爲(wei)了解決(jue)浮選過(guo)程中入(ru)料煤泥(ni)水流量(liang)難以實(shi)時監測(ce)影響浮(fu)選自動(dong)加藥系(xi)統正常(chang)運🌈行的(de)問⚽題，并(bing)針🈚對一(yi)些🌈選煤(mei)廠管路(lu)老舊、管(guan)徑較大(da)難以改(gai)造、結合(he)性價比(bi)等⭐因素(su)，選用智(zhi)能型插(cha)入電磁(ci)流量計(ji) 進行入(ru)料煤泥(ni)水流量(liang)的測量(liang)，測量精(jing)度能達(da)到要求(qiu)💋，爲✂️浮🥵選(xuan)自動加(jia)藥系統(tong)的正常(chang)運行提(ti)供準确(que)數據。
　　 電(dian)磁流量(liang)計 是一(yi)種測量(liang)精度高(gao)、應用範(fan)圍廣的(de)流量儀(yi)表，随着(zhe)現代化(hua)🙇🏻工業的(de)不斷發(fa)展，傳統(tong)的管段(duan)式電磁(ci)流量🐇計(ji)在浮選(xuan)煤泥水(shui)工業現(xian)場進行(hang)流量測(ce)量時出(chu)現了一(yi)些❗應用(yong)瓶頸，主(zhu)要🌈有以(yi)下兩點(dian)：
（1）傳統的(de)管段式(shi)電磁流(liu)量計雖(sui)然精度(du)很高，但(dan)其制造(zao)成本⚽也(ye)高，在浮(fu)選煤泥(ni)水大直(zhi)徑管道(dao)流量測(ce)量㊙️現場(chang)🌂不需要(yao)這麽高(gao)的精🏃🏻度(du)，而且浮(fu)選煤泥(ni)水管道(dao)一般直(zhi)徑都比(bi)較大,其(qi)☎️制造成(cheng)本将會(hui)更高。
（2）傳(chuan)統的管(guan)段式電(dian)磁流量(liang)計與管(guan)道爲法(fa)蘭連接(jie)，一些選(xuan)煤廠浮(fu)選煤泥(ni)水管道(dao)較老舊(jiu)，安裝時(shi)需要截(jie)斷管道(dao)焊接法(fa)蘭，這一(yi)過程可(ke)能會對(dui)管道造(zao)成較大(da)損傷，而(er)且傳統(tong)的管段(duan)式電磁(ci)流量計(ji)隻能在(zai)管道内(nei)沒有流(liu)體時才(cai)能安裝(zhuang)、拆卸儀(yi)表，這将(jiang)會影響(xiang)精煤生(sheng)産，也勢(shi)必會提(ti)高✨檢修(xiu)費用。插(cha)入式電(dian)磁流量(liang)計是從(cong)傳統的(de)管段式(shi)電磁☀️流(liu)量計演(yan)變過⭕來(lai)的，其設(she)計原🌐理(li)相同，但(dan)由于其(qi)傳感器(qi)結構的(de)特點使(shi)🌍它在大(da)直徑管(guan)道流✍️量(liang)測量時(shi)有明顯(xian)的優點(dian)，制造成(cheng)本低，其(qi)密封結(jie)構可已(yi)實現不(bu)停水在(zai)線安裝(zhuang)，現場安(an)裝時無(wu)須截斷(duan)管道，易(yi)于拆卸(xie)維修，對(dui)測量較(jiao)粗管道(dao)的入料(liao)煤泥水(shui)流量有(you)很大的(de)優勢。
1浮(fu)選自動(dong)加藥系(xi)統原理(li)
　　浮選是(shi)選煤廠(chang)生産過(guo)程中的(de)一個重(zhong)要環節(jie)，在整🈚個(ge)生産過(guo)🌈程中扮(ban)演着重(zhong)要角色(se)。根據公(gong)式G（試劑(ji)加藥量(liang)）=K（加藥系(xi)數）×M(幹煤(mei)泥質量(liang))和M(幹煤(mei)泥質量(liang)）=L(煤泥水(shui)流量)×C(煤(mei)📐泥水濃(nong)度)可知(zhi)👈，若要獲(huo)得浮選(xuan)中精密(mi)藥劑泵(beng)的加藥(yao)量首先(xian)要🧡得到(dao)煤泥水(shui)中幹煤(mei)☂️泥質量(liang)，所以要(yao)測定各(ge)個管道(dao)中煤✨泥(ni)水流量(liang)和煤泥(ni)水濃度(du)💃。通過對(dui)選煤廠(chang)的煤種(zhong)和所選(xuan)用的藥(yao)劑進行(hang)分析，爲(wei)了保障(zhang)品質和(he)回收率(lü)，由中煤(mei)科工集(ji)團唐山(shan)研究院(yuan)研發的(de)浮選自(zi)⭐動加藥(yao)系統根(gen)據對入(ru)料煤泥(ni)水濃度(du)和流量(liang)的監測(ce)👅，計算出(chu)實時幹(gan)煤泥質(zhi)量，然👈後(hou)計算出(chu)藥劑用(yong)量并由(you)精密藥(yao)劑泵加(jia)🈚藥。
　　系統(tong)在電腦(nao)端實時(shi)顯示工(gong)藝各種(zhong)參數，直(zhi)觀地顯(xian)示監測(ce)的各個(ge)參數和(he)自動加(jia)藥系統(tong)的運行(hang)情況。該(gai)系統還(hai)可以生(sheng)成生産(chan)信息曆(li)史曲線(xian)，通過查(cha)詢🈚生産(chan)數據，方(fang)便生産(chan)技術人(ren)員進行(hang)分析研(yan)究微調(diao)加藥系(xi)數K，使生(sheng)産效💯率(lü)達到更(geng)高。
2插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)的設計(ji)原理
　　插(cha)入式電(dian)磁流量(liang)計的工(gong)作原理(li)是基于(yu)法拉第(di)電磁感(gan)應✊定律(lü)(圖1)，其可(ke)以測量(liang)管道内(nei)導電性(xing)液體的(de)體積流(liu)量。流量(liang)計有🔞一(yi)個用絕(jue)緣材料(liao)制成的(de)護套，内(nei)裝有線(xian)圈、鐵芯(xin)和磁轭(e)，護套的(de)側面裝(zhuang)有兩隻(zhi)電極。勵(li)磁線圈(quan)由三值(zhi)方波勵(li)磁脈沖(chong)勵時，将(jiang)産生一(yi)💰磁通密(mi)度爲B的(de)工作磁(ci)場。當導(dao)電流體(ti)✍️以流速(su)V通過裝(zhuang)有一對(dui)間距爲(wei)L的測量(liang)電極且(qie)内徑爲(wei)D的管道(dao)時，這對(dui)電極将(jiang)會産🔱生(sheng)同時🧡垂(chui)直于磁(ci)場方向(xiang)和液體(ti)⁉️流動方(fang)向的感(gan)應電動(dong)勢E。感應(ying)出的電(dian)動勢E正(zheng)比于磁(ci)通密度(du)B與平均(jun)流速V的(de)乘積：E=BLV。電(dian)動勢E(流(liu)量信号(hao))由🌐電極(ji)檢出并(bing)通過屏(ping)蔽電纜(lan)送到轉(zhuan)換器内(nei)參與運(yun)💁算得出(chu)管道内(nei)的實際(ji)流速V，再(zai)根據，即(ji)可求出(chu)實際體(ti)積流量(liang)。
 
3插(cha)入式電(dian)磁流量(liang)計硬件(jian)電路分(fen)析
　　整個(ge)硬件電(dian)路（圖2）包(bao)括電源(yuan)部分、勵(li)磁電路(lu)部分、信(xin)🛀🏻号放大(da)采👅集處(chu)理部分(fen)及輸入(ru)輸出顯(xian)示部分(fen)。其中影(ying)響流量(liang)♉計測量(liang)精度的(de)☀️主要是(shi)勵磁電(dian)路部分(fen)和信号(hao)放⛹🏻‍♀️大采(cai)集處理(li)部分。
 
　　勵(li)磁電路(lu)采用低(di)頻三值(zhi)矩形波(bo)勵磁（圖(tu)3），這種勵(li)磁方式(shi)🔞既✏️可💋以(yi)大幅減(jian)小由直(zhi)流勵磁(ci)時産生(sheng)的電極(ji)極化🚩效(xiao)應，也可(ke)以克服(fu)正弦波(bo)勵磁産(chan)生的正(zheng)交幹🎯擾(rao)的影響(xiang)，同時🎯，低(di)頻三值(zhi)矩形波(bo)勵磁比(bi)低頻矩(ju)形波勵(li)磁有🍓更(geng)低的勵(li)磁功率(lü)，而且還(hai)可以在(zai)零值勵(li)磁時進(jin)行零🈲點(dian)自動補(bu)償，穩定(ding)流量計(ji)的零點(dian)。
 
　　雖然插(cha)入式電(dian)磁流量(liang)計采用(yong)低頻三(san)值矩形(xing)波勵磁(ci)🌈時它的(de)極化現(xian)象和正(zheng)交幹擾(rao)較弱，但(dan)也不能(neng)從根本(ben)上完全(quan)消除，再(zai)加上感(gan)應電動(dong)勢在信(xin)号線傳(chuan)輸過程(cheng)中信号(hao)線也會(hui)在空間(jian)磁場的(de)作用下(xia)産生幹(gan)擾信号(hao)，所以實(shi)際🤞測量(liang)得到🤞的(de)電壓信(xin)号是有(you)用信号(hao)與各種(zhong)幹擾信(xin)号的“組(zu)合”，它不(bu)僅🙇‍♀️包含(han)流速信(xin)号也包(bao)含各⁉️種(zhong)幹擾信(xin)号。
　　插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)兩個電(dian)極上實(shi)際測量(liang)得到的(de)電壓信(xin)号㊙️可以(yi)用以下(xia)的信号(hao)模型來(lai)表示。即(ji)
 
　　微分幹(gan)擾和同(tong)相幹擾(rao)會随着(zhe)磁場的(de)穩定而(er)快速消(xiao)失；共☎️模(mo)幹擾和(he)串模幹(gan)擾會造(zao)成插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)零點漂(piao)移，傳輸(shu)信号線(xian)采用屏(ping)蔽線，确(que)保儀表(biao)接地良(liang)好可大(da)幅度減(jian)弱其影(ying)㊙️響；電化(hua)學幹擾(rao)主要是(shi)電極表(biao)面的極(ji)化✂️現象(xiang)會造成(cheng)插入式(shi)電磁流(liu)量🌈計零(ling)點不穩(wen)，提高勵(li)磁頻率(lü)可以減(jian)小🚶其影(ying)響。觀察(cha)管道流(liu)體流🌏速(su)在5m/s左右(you)時感應(ying)♋信号（圖(tu)4），可以發(fa)現除去(qu)毛刺感(gan)應信号(hao)幅值可(ke)達25mV,但其(qi)中有用(yong)信号的(de)幅值在(zai)0.5mV左右，所(suo)以信号(hao)放大采(cai)集過程(cheng)中要進(jin)行濾波(bo)。參照勵(li)磁方式(shi)，分析流(liu)速信号(hao)電壓的(de)基本特(te)🌈征，以㊙️下(xia)從信号(hao)放大采(cai)集處理(li)部分對(dui)流速信(xin)号能夠(gou)有效地(di)、針對性(xing)地放大(da)、處理❌和(he)濾除雜(za)波進行(hang)分析。
 
　　前(qian)置放大(da)電路（圖(tu)5）采用儀(yi)表放大(da)器進行(hang)放大，儀(yi)表放大(da)器❗前端(duan)💛是RFI濾波(bo)器，濾除(chu)衰減大(da)部分幹(gan)擾信号(hao)⛱️，R1爲精密(mi)電阻，确(que)🏒保放大(da)倍數穩(wen)定。二極(ji)管D1、D2可以(yi)限制輸(shu)入信🧑🏽‍🤝‍🧑🏻号(hao)的大小(xiao)，避免誤(wu)接線🔴造(zao)成損壞(huai)。
 
　　AD8226是ADI公司(si)一款低(di)成本、寬(kuan)電源電(dian)壓範圍(wei)儀表放(fang)大器🔴，該(gai)儀表放(fang)大器具(ju)有超高(gao)輸入阻(zu)抗、高共(gong)模抑制(zhi)比、低噪(zao)聲、低線(xian)性誤差(cha)、低輸出(chu)阻抗的(de)優點，查(cha)看芯片(pian)手冊可(ke)以得到(dao)。信号放(fang)大電路(lu)（圖6）采用(yong)🔆運算放(fang)大器TLC2262，TLC2262是(shi)TI公司雙(shuang)路運算(suan)放大器(qi)可以達(da)到軌對(dui)軌輸出(chu)的性能(neng)，電阻R2、R4爲(wei)💋精密電(dian)阻，确保(bao)放大倍(bei)數💚穩定(ding)，R24和C31組成(cheng)👨‍❤️‍👨一個低(di)通濾波(bo)器。
 
注:實(shi)際放大(da)25倍，共模(mo)抑制比(bi)爲20000倍，液(ye)體電導(dao)率≥25uS/cm,，信号(hao)内阻一(yi)般小🆚于(yu)400kΩ;誤差小(xiao)于0.05%;溫漂(piao)小于0.01。
　　由(you)低通濾(lü)波器進(jin)行衰減(jian)并濾除(chu)部分雜(za)波後的(de)信号SIGN（圖(tu)7）經模✂️拟(ni)開關進(jin)入精密(mi)ADC進行AD轉(zhuan)換輸入(ru)單片機(ji)。可以發(fa)現，此時(shi)的信号(hao)與勵磁(ci)波形已(yi)經十分(fen)相似，信(xin)号高低(di)處已經(jing)十分平(ping)滑，可以(yi)進行AD轉(zhuan)換。
 
 
4插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)的測量(liang)精度
　　插(cha)入式電(dian)磁流量(liang)計适用(yong)于DN150～DN2000的管(guan)道，其測(ce)量精度(du)達到1.0級(ji)，圖8是此(ci)次應用(yong)的插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)的檢定(ding)⭐記錄表(biao)，經檢定(ding)後各點(dian)誤差均(jun)在1%以内(nei)，隻要安(an)裝條件(jian)符合🏃‍♀️規(gui)定，儀表(biao)的正确(que)率是有(you)保障的(de)。
5結語
　　插(cha)入式電(dian)磁流量(liang)計安裝(zhuang)簡單、老(lao)舊管道(dao)改造方(fang)便，應用(yong)在浮選(xuan)自動加(jia)藥系統(tong)其測量(liang)精度能(neng)夠達到(dao)要求，爲(wei)浮選自(zi)動加藥(yao)系🌈統的(de)正常運(yun)行提供(gong)準确數(shu)據，有助(zhu)于生産(chan)技術人(ren)員進行(hang)分析研(yan)究調整(zheng)試劑加(jia)藥系數(shu)K，使經浮(fu)選得到(dao)的🙇🏻精煤(mei)品質穩(wen)定、生産(chan)效率提(ti)高并❓能(neng)添加浮(fu)選🚩藥劑(ji)、節省藥(yao)劑，同時(shi)，也能降(jiang)低工作(zuo)的❓複雜(za)程度，節(jie)省勞動(dong)力。

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