摘(zhai)要:浮選(xuan)是洗煤(mei)廠生産(chan)的關鍵(jian)環節，浮(fu)選效果(guo)的好🐅壞(huai)直⭐接關(guan)系到精(jing)煤産率(lü)。爲了解(jie)決浮選(xuan)過程中(zhong)入料煤(mei)泥水流(liu)量難以(yi)實💔時監(jian)測影響(xiang)浮選自(zi)動加藥(yao)系統正(zheng)常運行(hang)的問題(ti)，并針♍對(dui)一些💛選(xuan)煤廠管(guan)路老舊(jiu)、管徑較(jiao)大難以(yi)改造、結(jie)合性價(jia)比等☂️因(yin)素，選用(yong)智能型(xing)插入電(dian)磁流量(liang)計 進行(hang)入料煤(mei)泥水流(liu)量的測(ce)量，測量(liang)精度能(neng)達到要(yao)求，爲浮(fu)☔選自☁️動(dong)加藥系(xi)統的正(zheng)常運行(hang)提供正(zheng)确數據(ju)。
　　 電磁流(liu)量計 是(shi)一種測(ce)量精度(du)高、應用(yong)範圍廣(guang)的流量(liang)儀表，随(sui)着現代(dai)化🏃工業(ye)的不斷(duan)發展，傳(chuan)統的管(guan)段式電(dian)磁流量(liang)計在浮(fu)選煤泥(ni)水工業(ye)現場進(jin)行流量(liang)測量時(shi)出現💘了(le)一些應(ying)用瓶🍉頸(jing)，主要有(you)以下兩(liang)點：
（1）傳統(tong)的管段(duan)式電磁(ci)流量計(ji)雖然精(jing)度很高(gao)，但其制(zhi)造成💃🏻本(ben)也🤩高，在(zai)浮選煤(mei)泥水大(da)直徑管(guan)道流量(liang)測量現(xian)場🔴不需(xu)要這麽(me)高的精(jing)度，而且(qie)浮選煤(mei)泥水管(guan)道一般(ban)直徑都(dou)比較大(da),其制造(zao)成🥵本将(jiang)會更高(gao)。
（2）傳統的(de)管段式(shi)電磁流(liu)量計與(yu)管道爲(wei)法蘭連(lian)接，一🈲些(xie)選煤廠(chang)浮選煤(mei)泥水管(guan)道較老(lao)舊，安裝(zhuang)時需要(yao)截斷管(guan)道焊接(jie)法蘭，這(zhe)一過程(cheng)可能會(hui)對管道(dao)造成較(jiao)大損傷(shang)，而且傳(chuan)㊙️統的管(guan)👨‍❤️‍👨段式電(dian)磁流量(liang)計隻能(neng)在管道(dao)内沒有(you)流體時(shi)才能安(an)裝、拆卸(xie)儀表，這(zhe)将會影(ying)響精煤(mei)生産，也(ye)勢必會(hui)提高檢(jian)修費用(yong)。插🈲入式(shi)電磁流(liu)量計是(shi)從傳統(tong)的管段(duan)式電磁(ci)流量計(ji)演變過(guo)來的，其(qi)設計原(yuan)理相同(tong)，但由于(yu)其傳感(gan)器結構(gou)的特點(dian)使它👣在(zai)大直徑(jing)管道流(liu)🐪量測量(liang)時有明(ming)顯的優(you)點，制造(zao)成本低(di)，其密封(feng)結構可(ke)已實現(xian)不停水(shui)在線安(an)裝，現場(chang)安裝時(shi)無須截(jie)斷管道(dao)，易于拆(chai)卸維修(xiu)，對測量(liang)較粗管(guan)道的入(ru)料煤泥(ni)水流量(liang)有很大(da)的優勢(shi)。
1浮選自(zi)動加藥(yao)系統原(yuan)理
　　浮選(xuan)是選煤(mei)廠生産(chan)過程中(zhong)的一個(ge)重要環(huan)節，在整(zheng)🌈個生産(chan)過🐕程👅中(zhong)扮演着(zhe)重要角(jiao)色。根據(ju)公式G（試(shi)劑加藥(yao)量）=K（加藥(yao)‼️系數🌈）×M(幹(gan)煤泥質(zhi)量)和M(幹(gan)煤泥質(zhi)量）=L(煤泥(ni)水✍️流量(liang))×C(煤🌏泥水(shui)濃度)可(ke)知，若要(yao)獲得浮(fu)選中藥(yao)劑泵的(de)加藥量(liang)首先要(yao)得到煤(mei)泥水中(zhong)幹煤泥(ni)質量，所(suo)以要測(ce)定各個(ge)管道中(zhong)煤泥水(shui)流量和(he)煤泥🚩水(shui)濃度。通(tong)過對選(xuan)煤廠的(de)煤種和(he)所選用(yong)的⭕藥劑(ji)進行分(fen)析，爲了(le)保障品(pin)質和回(hui)收率，由(you)自動加(jia)藥系統(tong)根據對(dui)入料煤(mei)泥水濃(nong)度和流(liu)量的監(jian)測，計算(suan)出實時(shi)幹煤泥(ni)質量，然(ran)後計🌂算(suan)出藥劑(ji)用量并(bing)由藥劑(ji)泵加藥(yao)。
　　系統在(zai)電腦端(duan)實時顯(xian)示工藝(yi)各種參(can)數，直觀(guan)地顯示(shi)監測的(de)各個參(can)數和自(zi)動加藥(yao)系統的(de)運行情(qing)況⛷️。該系(xi)🏃🏻‍♂️統還可(ke)以🌐生成(cheng)生産信(xin)息曆史(shi)曲線，通(tong)過查詢(xun)生産數(shu)據，方便(bian)生産技(ji)術人員(yuan)進行分(fen)析研究(jiu)微調👨‍❤️‍👨加(jia)藥系數(shu)K，使生産(chan)效率達(da)到更高(gao)。
2插入式(shi)電磁流(liu)量計的(de)設計原(yuan)理
　　插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)的工作(zuo)原理是(shi)基于法(fa)拉第電(dian)📧磁感應(ying)定律(圖(tu)1)，其可以(yi)測量管(guan)道内導(dao)電性液(ye)體的體(ti)積流量(liang)。流量計(ji)有一個(ge)用絕緣(yuan)材料制(zhi)成的護(hu)套，内裝(zhuang)有線圈(quan)、鐵芯和(he)磁轭，護(hu)套的側(ce)面裝有(you)兩隻電(dian)極。勵磁(ci)線圈由(you)三值方(fang)波勵磁(ci)✊脈沖勵(li)時，将産(chan)生一磁(ci)通密度(du)爲📱B的工(gong)作磁場(chang)。當導電(dian)流體以(yi)流速V通(tong)過裝有(you)一對間(jian)距爲L的(de)測量電(dian)極且内(nei)徑爲D的(de)管道時(shi)⛱️，這對電(dian)極将會(hui)産✔️生同(tong)時垂直(zhi)于磁場(chang)方向和(he)液體流(liu)動方向(xiang)的感應(ying)電動勢(shi)E。感應出(chu)的電動(dong)勢E正比(bi)于㊙️磁通(tong)密度B與(yu)平均流(liu)速V的乘(cheng)積：E=BLV。電動(dong)勢E(流量(liang)信号)由(you)電極檢(jian)出并通(tong)過屏蔽(bi)電纜送(song)到轉換(huan)器👉内參(can)與運🔞算(suan)得出管(guan)道内的(de)實際流(liu)速V，再根(gen)據，即可(ke)求出實(shi)際體積(ji)流量。
 
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。
 
　　勵磁電(dian)路采用(yong)低頻三(san)值矩形(xing)波勵磁(ci)（圖3），這種(zhong)勵磁✏️方(fang)式♋既可(ke)以大幅(fu)減小由(you)直流勵(li)磁時産(chan)生的電(dian)極極化(hua)效應，也(ye)可以克(ke)服正弦(xian)波勵磁(ci)産生的(de)正交幹(gan)擾的影(ying)響，同時(shi)，低頻三(san)💜值矩形(xing)波勵磁(ci)比低頻(pin)矩形波(bo)勵磁有(you)⭐更低的(de)勵磁功(gong)率，而且(qie)還可以(yi)在零值(zhi)勵磁時(shi)進行零(ling)點自動(dong)補償🔅，穩(wen)定流量(liang)計的零(ling)點。
 
　　雖然(ran)插入式(shi)電磁流(liu)量計采(cai)用低頻(pin)三值矩(ju)形波勵(li)✍️磁時🈲它(ta)的極化(hua)現象和(he)正交幹(gan)擾較弱(ruo)，但也不(bu)能從根(gen)本🔱上完(wan)♌全消除(chu)，再加上(shang)感應電(dian)動勢在(zai)信号線(xian)傳輸過(guo)程中信(xin)号☀️線也(ye)會在空(kong)間磁場(chang)的作用(yong)下産生(sheng)幹擾信(xin)号，所以(yi)實際測(ce)量得到(dao)的電壓(ya)信号是(shi)有用👉信(xin)号與各(ge)種幹擾(rao)信号的(de)“組合”，它(ta)不僅包(bao)含流速(su)信👈号也(ye)包含各(ge)種幹擾(rao)信号。
　　插(cha)入式電(dian)磁流量(liang)計兩個(ge)電極上(shang)實際測(ce)量得到(dao)的㊙️電壓(ya)信号可(ke)🚩以用以(yi)下的信(xin)号模型(xing)來表示(shi)。即
 
　　微分(fen)幹擾和(he)同相幹(gan)擾會随(sui)着磁場(chang)的穩定(ding)而快速(su)🔴消♌失；共(gong)模幹擾(rao)和串模(mo)幹擾會(hui)造成插(cha)入式電(dian)磁流量(liang)計零點(dian)⛹🏻‍♀️漂移，傳(chuan)輸信号(hao)線采用(yong)屏蔽線(xian)，确保儀(yi)表㊙️接地(di)良🐆好可(ke)大幅度(du)減弱其(qi)影🏒響；電(dian)化🛀🏻學幹(gan)擾主要(yao)是電極(ji)表面的(de)極化現(xian)象會造(zao)㊙️成插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)零點不(bu)穩，提高(gao)勵磁頻(pin)🔞率可以(yi)減小其(qi)影響。觀(guan)察管道(dao)流體流(liu)速在5m/s左(zuo)右時感(gan)應🌏信号(hao)（圖4），可以(yi)發現除(chu)去毛刺(ci)感應信(xin)号幅值(zhi)可📞達25mV,但(dan)其中有(you)用信号(hao)的幅🈲值(zhi)在0.5mV左右(you)，所以信(xin)号放大(da)采集過(guo)程中要(yao)🈲進行濾(lü)波。參照(zhao)勵磁方(fang)式，分析(xi)流速信(xin)号電壓(ya)的基本(ben)特征，以(yi)🔴下從信(xin)号放大(da)采集處(chu)理部分(fen)對流速(su)信号能(neng)夠有效(xiao)地、針對(dui)性地放(fang)大、處理(li)和濾除(chu)雜波進(jin)行分析(xi)。
 
　　前置放(fang)大電路(lu)（圖5）采用(yong)儀表放(fang)大器進(jin)行放大(da)，儀表放(fang)大器前(qian)端♈是RFI濾(lü)波器，濾(lü)除衰減(jian)大部分(fen)幹擾信(xin)号，R1爲電(dian)阻，确保(bao)放大倍(bei)數穩定(ding)。二極管(guan)D1、D2可以限(xian)制輸入(ru)信号的(de)大小，避(bi)免誤接(jie)線造成(cheng)損壞。
 
　　信(xin)号放大(da)電路（圖(tu)6）采用運(yun)算放大(da)器TLC2262，TLC2262是TI公(gong)司雙路(lu)運💜算🏒放(fang)大器可(ke)♉以達到(dao)軌對軌(gui)輸出的(de)性能，電(dian)阻R2、R4爲精(jing)密電阻(zu)，确保放(fang)大倍數(shu)穩定，R24和(he)C31組成一(yi)個低通(tong)濾波☀️器(qi)。
 
注:實際(ji)放大25倍(bei)，共模抑(yi)制比爲(wei)20000倍，液體(ti)電導率(lü)≥25uS/cm,，信号内(nei)阻一🙇🏻般(ban)🌈小于400kΩ;誤(wu)差小于(yu)0.05%;溫漂小(xiao)于0.01。
　　由低(di)通濾波(bo)器進行(hang)衰減并(bing)濾除部(bu)分雜波(bo)後的信(xin)号SIGN（圖7）經(jing)模拟開(kai)關進入(ru)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)的精⭐度(du)是有保(bao)障的。
5結(jie)語
　　插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)安裝簡(jian)單、老舊(jiu)管道改(gai)造方便(bian)，應用🔴在(zai)浮選自(zi)動加藥(yao)系統其(qi)測量精(jing)度能夠(gou)達到😘要(yao)求，爲浮(fu)選自動(dong)加💯藥系(xi)統的正(zheng)常運行(hang)提供準(zhun)确數據(ju)，有助于(yu)生産技(ji)術人員(yuan)進行分(fen)析研究(jiu)調整試(shi)🚶‍♀️劑加藥(yao)系數K，使(shi)經浮選(xuan)得到的(de)精煤品(pin)質穩定(ding)、生産🐇效(xiao)率提高(gao)并能添(tian)加浮選(xuan)💘藥劑、節(jie)省藥劑(ji)，同時，也(ye)能🌈降低(di)工作的(de)複雜程(cheng)度，節省(sheng)勞動力(li)。

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