摘要(yao):浮選(xuan)是洗(xi)煤廠(chang)生産(chan)的關(guan)鍵環(huan)節，浮(fu)選效(xiao)果的(de)好壞(huai)直接(jie)關系(xi)到精(jing)煤産(chan)率。爲(wei)了解(jie)決浮(fu)選過(guo)程中(zhong)入料(liao)煤泥(ni)水流(liu)量難(nan)以實(shi)時監(jian)測影(ying)響浮(fu)選自(zi)動加(jia)藥系(xi)統正(zheng)常運(yun)行的(de)問題(ti)，并針(zhen)對一(yi)些選(xuan)煤廠(chang)管路(lu)♉老舊(jiu)、管徑(jing)較大(da)難以(yi)改造(zao)、結合(he)性價(jia)比等(deng)因素(su)，選用(yong)智能(neng)型插(cha)入電(dian)磁流(liu)量計(ji) 進行(hang)入料(liao)煤泥(ni)水流(liu)量的(de)測量(liang)，測量(liang)精度(du)能達(da)到要(yao)求，爲(wei)浮🔞選(xuan)自動(dong)加藥(yao)系統(tong)的正(zheng)常運(yun)行提(ti)供準(zhun)确數(shu)據。
　　 電(dian)磁流(liu)量計(ji) 是一(yi)種測(ce)量精(jing)度高(gao)、應用(yong)範圍(wei)廣的(de)流量(liang)儀表(biao)，随着(zhe)現代(dai)化工(gong)業🐉的(de)不斷(duan)發展(zhan)，傳統(tong)的管(guan)段式(shi)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)浮選(xuan)煤泥(ni)水工(gong)業現(xian)🔆場進(jin)行流(liu)量測(ce)量時(shi)出現(xian)了一(yi)些應(ying)用瓶(ping)頸，主(zhu)要有(you)以下(xia)兩點(dian)：
（1）傳統(tong)的管(guan)段式(shi)電磁(ci)流量(liang)計雖(sui)然精(jing)度很(hen)高，但(dan)其制(zhi)造成(cheng)本也(ye)高，在(zai)浮選(xuan)煤泥(ni)水大(da)直徑(jing)管道(dao)流量(liang)測量(liang)現場(chang)不需(xu)要這(zhe)麽高(gao)的精(jing)度，而(er)且浮(fu)選煤(mei)泥水(shui)管道(dao)一般(ban)直徑(jing)都比(bi)較大(da),其制(zhi)造成(cheng)本将(jiang)會❗更(geng)高。
（2）傳(chuan)統的(de)管段(duan)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)與管(guan)道爲(wei)法蘭(lan)連接(jie)，一些(xie)✍️選煤(mei)廠浮(fu)選煤(mei)泥水(shui)管道(dao)較老(lao)舊，安(an)裝時(shi)需要(yao)截斷(duan)管🌈道(dao)焊接(jie)法蘭(lan)，這一(yi)過程(cheng)可能(neng)會對(dui)管道(dao)造成(cheng)較大(da)損傷(shang)，而且(qie)傳統(tong)的管(guan)段式(shi)電磁(ci)流量(liang)✊計隻(zhi)能在(zai)管💯道(dao)内沒(mei)有流(liu)體時(shi)才能(neng)安裝(zhuang)、拆卸(xie)儀表(biao)，這将(jiang)會影(ying)響㊙️精(jing)煤生(sheng)産，也(ye)勢必(bi)會提(ti)高檢(jian)修費(fei)用。插(cha)✔️入式(shi)電磁(ci)流🌏量(liang)計是(shi)從傳(chuan)統的(de)管段(duan)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)演變(bian)過來(lai)的🌈，其(qi)設計(ji)原理(li)相同(tong)，但由(you)于其(qi)傳感(gan)器💰結(jie)構的(de)特點(dian)使♉它(ta)在大(da)直徑(jing)管道(dao)流量(liang)測量(liang)時有(you)明顯(xian)的優(you)點，制(zhi)造成(cheng)本低(di)，其密(mi)封結(jie)構可(ke)已實(shi)現不(bu)停水(shui)在線(xian)安裝(zhuang)，現場(chang)安裝(zhuang)時無(wu)須截(jie)斷管(guan)道，易(yi)于拆(chai)卸維(wei)修，對(dui)測量(liang)較♌粗(cu)管道(dao)的入(ru)料煤(mei)泥水(shui)流🙇‍♀️量(liang)有很(hen)大的(de)優勢(shi)。
1浮選(xuan)自動(dong)加藥(yao)系統(tong)原理(li)
　　浮選(xuan)是選(xuan)煤廠(chang)生産(chan)過程(cheng)中的(de)一個(ge)重要(yao)環節(jie)，在整(zheng)個生(sheng)産過(guo)程中(zhong)扮演(yan)着重(zhong)要角(jiao)色。根(gen)據公(gong)式G（試(shi)劑加(jia)藥量(liang)）=K（加藥(yao)系數(shu)⛹🏻‍♀️）×M(幹煤(mei)泥質(zhi)量)和(he)M(幹煤(mei)泥質(zhi)量）=L(煤(mei)泥水(shui)流量(liang))×C(煤泥(ni)水濃(nong)度)可(ke)知，若(ruo)要獲(huo)🤩得浮(fu)選中(zhong)精密(mi)藥劑(ji)泵的(de)加藥(yao)量首(shou)先要(yao)得到(dao)煤泥(ni)水中(zhong)幹煤(mei)泥質(zhi)量，所(suo)以要(yao)測定(ding)各個(ge)管道(dao)中煤(mei)💛泥水(shui)流量(liang)和煤(mei)泥水(shui)濃度(du)。通過(guo)對選(xuan)煤廠(chang)🤩的煤(mei)種和(he)所選(xuan)用的(de)藥劑(ji)進行(hang)分析(xi)，爲了(le)保障(zhang)品質(zhi)和回(hui)收率(lü)，由中(zhong)煤科(ke)工集(ji)團唐(tang)山研(yan)究院(yuan)研發(fa)的浮(fu)選自(zi)💋動加(jia)藥系(xi)統根(gen)據💘對(dui)入料(liao)煤泥(ni)水濃(nong)度和(he)🔞流量(liang)的監(jian)測，計(ji)算出(chu)實時(shi)幹煤(mei)泥質(zhi)✉️量，然(ran)後計(ji)算出(chu)藥劑(ji)用量(liang)并由(you)精密(mi)藥劑(ji)泵加(jia)❓藥。
　　系(xi)統在(zai)電腦(nao)端實(shi)時顯(xian)示工(gong)藝各(ge)種參(can)數，直(zhi)觀地(di)顯🔅示(shi)監測(ce)的🔴各(ge)個參(can)數和(he)自動(dong)加藥(yao)系統(tong)的運(yun)行情(qing)況。該(gai)系統(tong)還可(ke)以生(sheng)成生(sheng)産🔞信(xin)息曆(li)史曲(qu)線，通(tong)過查(cha)詢生(sheng)産數(shu)據，方(fang)便生(sheng)産技(ji)📱術人(ren)員進(jin)行分(fen)析研(yan)究微(wei)調加(jia)藥系(xi)數K，使(shi)生産(chan)效率(lü)達到(dao)更高(gao)。
2插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)的設(she)計原(yuan)理
　　插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計的(de)工作(zuo)原理(li)是基(ji)于法(fa)拉第(di)電磁(ci)感應(ying)定律(lü)(圖1)，其(qi)可以(yi)測量(liang)管道(dao)内導(dao)電性(xing)液體(ti)的🔞體(ti)積🚶‍♀️流(liu)量。流(liu)量計(ji)有一(yi)個用(yong)絕緣(yuan)材料(liao)制成(cheng)的護(hu)套，内(nei)裝有(you)線圈(quan)、鐵芯(xin)和磁(ci)轭，護(hu)套的(de)側面(mian)裝有(you)兩隻(zhi)電極(ji)。勵磁(ci)線🤩圈(quan)由三(san)值✌️方(fang)波勵(li)磁脈(mo)沖勵(li)時，将(jiang)産生(sheng)一磁(ci)通密(mi)度爲(wei)🐕B的工(gong)作磁(ci)場❓。當(dang)導電(dian)流體(ti)以流(liu)速V通(tong)過裝(zhuang)有一(yi)對間(jian)🚶‍♀️距爲(wei)L的測(ce)量電(dian)極且(qie)内徑(jing)爲D的(de)管道(dao)時，這(zhe)對電(dian)極将(jiang)會産(chan)生同(tong)時垂(chui)直于(yu)磁場(chang)方向(xiang)和液(ye)體流(liu)🚶‍♀️動方(fang)向的(de)感應(ying)電🈚動(dong)勢E。感(gan)應出(chu)的電(dian)動㊙️勢(shi)E正比(bi)于👄磁(ci)通密(mi)度B與(yu)平均(jun)流速(su)V的乘(cheng)積：E=BLV。電(dian)動勢(shi)E(流量(liang)信号(hao))由❌電(dian)極檢(jian)出并(bing)通過(guo)屏蔽(bi)電纜(lan)送到(dao)轉換(huan)器内(nei)參與(yu)運算(suan)得出(chu)管道(dao)内的(de)實際(ji)流速(su)V，再根(gen)據，即(ji)可求(qiu)出實(shi)際體(ti)積流(liu)量。
 
3插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)硬件(jian)電路(lu)分析(xi)
　　整個(ge)硬件(jian)電路(lu)（圖2）包(bao)括電(dian)源部(bu)分、勵(li)磁電(dian)路部(bu)分、信(xin)号放(fang)💚大采(cai)集處(chu)理部(bu)分及(ji)輸入(ru)輸出(chu)顯示(shi)部分(fen)。其中(zhong)影響(xiang)流量(liang)計測(ce)量精(jing)度的(de)主要(yao)是勵(li)磁電(dian)路部(bu)分和(he)㊙️信号(hao)放大(da)采集(ji)處理(li)部💋分(fen)。
 
　　勵磁(ci)電路(lu)采用(yong)低頻(pin)三值(zhi)矩形(xing)波勵(li)磁（圖(tu)3），這種(zhong)勵磁(ci)方式(shi)既可(ke)以大(da)幅減(jian)小由(you)直流(liu)勵磁(ci)時産(chan)生的(de)電極(ji)極化(hua)效應(ying)🐅，也可(ke)以克(ke)服正(zheng)弦波(bo)勵磁(ci)産生(sheng)的正(zheng)交幹(gan)擾的(de)影響(xiang)，同時(shi)，低頻(pin)三值(zhi)矩形(xing)波勵(li)磁比(bi)低頻(pin)矩形(xing)波勵(li)磁有(you)更低(di)的勵(li)磁功(gong)率，而(er)且還(hai)可以(yi)🐕在零(ling)值勵(li)📐磁時(shi)進行(hang)零點(dian)自動(dong)補償(chang)，穩定(ding)流量(liang)計的(de)零點(dian)。
 
　　雖然(ran)插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)采用(yong)低頻(pin)三值(zhi)矩形(xing)波勵(li)🌂磁時(shi)它的(de)極化(hua)現象(xiang)和正(zheng)交幹(gan)擾較(jiao)弱，但(dan)也不(bu)能從(cong)根本(ben)上完(wan)🚩全消(xiao)除，再(zai)加上(shang)感應(ying)電動(dong)勢在(zai)信号(hao)線傳(chuan)🌈輸過(guo)程❌中(zhong)信号(hao)線也(ye)會🔅在(zai)空間(jian)磁場(chang)的作(zuo)用下(xia)産生(sheng)幹擾(rao)信号(hao)，所以(yi)實際(ji)測量(liang)得到(dao)的電(dian)壓信(xin)👄号是(shi)有用(yong)🈲信号(hao)與各(ge)種💘幹(gan)擾信(xin)号的(de)“組合(he)”，它不(bu)僅🥰包(bao)含流(liu)速信(xin)号也(ye)包含(han)各🔆種(zhong)幹擾(rao)信号(hao)。
　　插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)兩個(ge)電極(ji)上實(shi)際測(ce)量得(de)到的(de)電壓(ya)信号(hao)可以(yi)用以(yi)下的(de)信号(hao)模型(xing)來表(biao)示。即(ji)
 
　　微分(fen)幹擾(rao)和同(tong)相幹(gan)擾會(hui)随着(zhe)磁場(chang)的穩(wen)定而(er)快速(su)消失(shi)🌏；共模(mo)幹擾(rao)和串(chuan)模幹(gan)擾會(hui)造成(cheng)插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)零點(dian)⛱️漂移(yi)，傳輸(shu)信号(hao)線采(cai)用屏(ping)蔽線(xian)，确保(bao)儀表(biao)🌂接地(di)良好(hao)可大(da)幅度(du)減弱(ruo)其影(ying)響；電(dian)化學(xue)幹擾(rao)主要(yao)是電(dian)極表(biao)面的(de)極化(hua)現象(xiang)會造(zao)成插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計零(ling)點不(bu)穩，提(ti)高勵(li)磁頻(pin)率可(ke)以減(jian)小其(qi)影響(xiang)。觀察(cha)管道(dao)流體(ti)流速(su)在5m/s左(zuo)右時(shi)感應(ying)信号(hao)（圖4），可(ke)以發(fa)現除(chu)去毛(mao)刺感(gan)應信(xin)号🌈幅(fu)值可(ke)💚達25mV,但(dan)其中(zhong)有用(yong)信号(hao)的幅(fu)值在(zai)0.5mV左右(you)，所以(yi)信号(hao)放大(da)采集(ji)過程(cheng)中要(yao)進行(hang)濾波(bo)。參照(zhao)勵磁(ci)方式(shi)，分析(xi)流速(su)信号(hao)電壓(ya)的基(ji)本特(te)征，以(yi)🌐下從(cong)信号(hao)放大(da)采集(ji)處理(li)部分(fen)對流(liu)速信(xin)号能(neng)夠有(you)效地(di)、針對(dui)性地(di)放大(da)、處理(li)和🧑🏾‍🤝‍🧑🏼濾(lü)除雜(za)波進(jin)行分(fen)析。
 
　　前(qian)置放(fang)大電(dian)路（圖(tu)5）采用(yong)儀表(biao)放大(da)器進(jin)行放(fang)大，儀(yi)表🛀🏻放(fang)大器(qi)前端(duan)是RFI濾(lü)波器(qi)，濾除(chu)衰減(jian)大部(bu)分幹(gan)擾信(xin)号，R1爲(wei)精密(mi)電阻(zu)，确保(bao)放大(da)倍💃數(shu)穩定(ding)。二極(ji)管D1、D2可(ke)以限(xian)制輸(shu)入信(xin)号的(de)大🏒小(xiao)，避免(mian)👌誤接(jie)線造(zao)成損(sun)⭕壞。
 
　　AD8226是(shi)ADI公司(si)一款(kuan)低成(cheng)本、寬(kuan)電源(yuan)電壓(ya)範圍(wei)儀表(biao)放大(da)器，該(gai)儀表(biao)放大(da)器具(ju)有超(chao)高輸(shu)入阻(zu)抗、高(gao)共模(mo)抑制(zhi)比、低(di)噪聲(sheng)、低線(xian)性☀️誤(wu)差、低(di)輸出(chu)阻抗(kang)的優(you)點，查(cha)看芯(xin)片手(shou)冊可(ke)以得(de)到。信(xin)号放(fang)大電(dian)路（圖(tu)6）采用(yong)🥰運算(suan)放大(da)器TLC2262，TLC2262是(shi)TI公司(si)雙路(lu)運算(suan)放大(da)器可(ke)以達(da)到軌(gui)對軌(gui)輸出(chu)的性(xing)能，電(dian)阻R2、R4爲(wei)♊精密(mi)電阻(zu)，确㊙️保(bao)放大(da)倍數(shu)穩定(ding)，R24和C31組(zu)成一(yi)個低(di)通濾(lü)波🐅器(qi)。
 
注:實(shi)際放(fang)大25倍(bei)，共模(mo)抑制(zhi)比爲(wei)20000倍，液(ye)體電(dian)導率(lü)≥25uS/cm,，信号(hao)内阻(zu)一🈚般(ban)小于(yu)400kΩ;誤差(cha)小于(yu)0.05%;溫漂(piao)小于(yu)0.01。
　　由低(di)通濾(lü)波器(qi)進行(hang)衰減(jian)并濾(lü)除部(bu)分雜(za)波後(hou)的信(xin)号🈲SIGN（圖(tu)7）經♻️模(mo)拟📐開(kai)關進(jin)入精(jing)密ADC進(jin)行AD轉(zhuan)換輸(shu)入單(dan)片機(ji)。可以(yi)發現(xian)，此時(shi)的信(xin)号與(yu)✏️勵磁(ci)波形(xing)已經(jing)十分(fen)相似(si)♻️，信号(hao)高✏️低(di)處已(yi)經十(shi)分💃🏻平(ping)滑，可(ke)以進(jin)行AD轉(zhuan)換。
 
 
4插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計的(de)測量(liang)精度(du)
　　插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)适用(yong)于DN150～DN2000的(de)管道(dao)，其測(ce)量精(jing)度達(da)到1.0級(ji)♌，圖8是(shi)此次(ci)應用(yong)的插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計的(de)檢定(ding)記錄(lu)表，經(jing)檢定(ding)後各(ge)點誤(wu)差均(jun)在1%以(yi)内，隻(zhi)要安(an)裝條(tiao)件符(fu)合規(gui)定，儀(yi)表的(de)正确(que)率是(shi)🧡有保(bao)障的(de)。
5結語(yu)
　　插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)安裝(zhuang)簡單(dan)、老舊(jiu)管道(dao)改造(zao)方便(bian)，應用(yong)在浮(fu)選自(zi)動加(jia)藥系(xi)統其(qi)測量(liang)精度(du)能夠(gou)達到(dao)要求(qiu)，爲浮(fu)選自(zi)☀️動加(jia)藥系(xi)✉️統的(de)正常(chang)運行(hang)提供(gong)準确(que)數據(ju)，有助(zhu)于生(sheng)産技(ji)術人(ren)員進(jin)行分(fen)析研(yan)究調(diao)整試(shi)劑加(jia)藥系(xi)數K，使(shi)經浮(fu)選得(de)到的(de)精煤(mei)品質(zhi)穩定(ding)、生産(chan)效率(lü)提高(gao)并能(neng)添加(jia)浮選(xuan)藥劑(ji)、節省(sheng)藥⛷️劑(ji)，同時(shi)，也能(neng)✨降低(di)工作(zuo)的複(fu)雜程(cheng)度，節(jie)省勞(lao)動力(li)。

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