摘要：浮選(xuǎn)是洗煤廠(chǎng)生産的關(guan)鍵環節，浮(fú)選效果的(de)📧好壞直接(jiē)關系到精(jīng)煤産率。爲(wei)了解決浮(fu)選過程中(zhong)入料煤泥(ní)水流量難(nan)以實時監(jian)測影響浮(fú)選自動加(jia)藥系統正(zheng)常運行的(de)問題，并針(zhēn)💘對一些選(xuǎn)煤廠管路(lù)老舊、管徑(jìng)較大難以(yǐ)改造、結合(he)性價比等(deng)因素，選用(yòng)智能型插(cha)入電磁流(liu)量計 進行(hang)入料煤泥(ní)水流量的(de)測量，測量(liàng)精度能達(dá)到要🏃‍♂️求，爲(wèi)浮選自⭕動(dòng)加藥系統(tǒng)的正常運(yun)行提供正(zhèng)确數💘據。
　　電(dian)磁流量計(jì) 是一種測(ce)量精度高(gāo)、應用範圍(wei)廣的流量(liang)儀表，随着(zhe)現代化🍓工(gong)業的不斷(duàn)發展，傳統(tong)的管段式(shì)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(zhu)要有以下(xià)兩點：
（1）傳統(tǒng)的管段式(shi)電磁流量(liàng)計雖然精(jīng)度很高，但(dàn)其制造成(chéng)本❓也高，在(zài)浮選煤泥(ni)水大直徑(jing)管道流量(liang)測量現場(chǎng)不需💃🏻要這(zhè)🌈麽高的精(jīng)🌈度，而且浮(fu)選煤泥水(shui)管道一般(bān)直徑都比(bi)較大,其制(zhì)造成本将(jiāng)會更高。
（2）傳(chuán)統的管段(duàn)式電磁流(liú)量計與管(guan)道爲法蘭(lan)連接，一些(xie)選煤廠浮(fu)選煤泥水(shuǐ)管道較老(lao)舊，安裝時(shí)需要截斷(duàn)管道焊接(jie)法☁️蘭，這一(yī)過程可能(néng)會對管道(dao)造成較👣大(dà)損傷，而且(qie)傳統的管(guǎn)段式電磁(ci)流量計隻(zhi)能在管道(dào)内沒有流(liú)體時才能(neng)安裝、拆卸(xie)儀表，這将(jiāng)會影響精(jīng)煤生産，也(ye)勢必會提(tí)高檢修費(fei)用。插入式(shì)電磁流量(liàng)計是從傳(chuán)💞統👉的管段(duan)式電磁流(liú)量計演變(bian)過來的⛱️，其(qi)設計原理(li)相同，但由(you)于其傳感(gan)器結構的(de)特點使它(ta)在大直徑(jìng)管道流☁️量(liàng)測量時有(yǒu)明顯的優(yōu)點，制造❗成(chéng)本低，其密(mì)封結構可(kě)已實現不(bú)停水在線(xiàn)安裝，現場(chang)安裝時無(wu)須截斷管(guǎn)道，易于拆(chāi)卸維修，對(dui)測量較粗(cu)管道的入(rù)料煤泥水(shuǐ)流量有很(hen)大的優勢(shi)。
1浮選自動(dong)加藥系統(tǒng)原理
　　浮選(xuǎn)是選煤廠(chang)生産過程(cheng)中的一個(ge)重要環節(jie)，在整個生(sheng)産過程中(zhōng)扮演着重(zhòng)要角色。根(gēn)據公式G（試(shi)劑加藥量(liàng)）=K（加藥系數(shù)）×M(幹煤泥質(zhì)量)和M(幹煤(méi)泥質量）=L(煤(mei)泥水流量(liang))×C(煤泥水濃(nong)度)可知，若(ruò)要獲得浮(fú)選中精密(mi)藥劑泵的(de)加藥量首(shǒu)先要得到(dao)煤泥水中(zhong)幹煤泥質(zhì)量，所以要(yao)測定各個(gè)管道中煤(mei)泥水流量(liang)和煤泥水(shui)濃度。通過(guò)對田莊選(xuan)煤廠的煤(mei)種和所選(xuan)用的藥劑(jì)進行分析(xi)，爲了保障(zhàng)品質和回(hui)收率，由中(zhong)㊙️煤科工集(ji)團唐山研(yan)究院研發(fā)的浮選自(zì)動加藥系(xi)統根據對(duì)入料煤泥(ni)水濃度和(hé)流量的監(jiān)測，計🔞算出(chū)實時幹煤(mei)泥質量，然(ran)後計算出(chu)藥💃劑用量(liang)并由精密(mi)藥劑泵加(jiā)藥。
　　系統在(zai)電腦端實(shi)時顯示工(gōng)藝各種參(cān)數，直觀地(di)顯示監㊙️測(ce)的各個參(cān)數和自動(dong)加藥系統(tǒng)的運行情(qíng)況。該系統(tǒng)還可以生(sheng)成生産❗信(xìn)息曆史曲(qǔ)線，通過查(chá)詢生産數(shu)據，方便生(shēng)産技術人(ren)員進行分(fen)析研究微(wēi)調🌍加藥系(xi)數‼️K，使生産(chan)效率達到(dào)更❌高。
2插入(rù)式電磁流(liú)量計的設(shè)計原理
　　插(chā)入式電磁(ci)流量計的(de)工作原理(li)是基于法(fǎ)拉第電磁(ci)感💚應定律(lü)(圖1)，其可以(yǐ)測量管道(dào)内導電性(xing)液體的體(tǐ)積流量🐇。流(liú)量計有😄一(yī)個用絕緣(yuan)材料制成(cheng)的護套，内(nei)裝有‼️線圈(quan)、鐵芯和磁(ci)轭，護套的(de)側面裝有(yǒu)兩隻電極(ji)。勵磁線圈(quan)由三值方(fang)波勵磁脈(mò)沖勵時，将(jiang)産生一磁(ci)通密度爲(wei)🔴B的工作磁(ci)場。當導電(diàn)流體以流(liú)速V通過裝(zhuang)有一對間(jian)距爲L的測(ce)量電極且(qiě)内徑爲D的(de)管道時☂️，這(zhè)對電極将(jiang)會産生同(tong)時垂直于(yú)磁場方向(xiàng)和液體🈚流(liu)動方向的(de)感應電動(dòng)勢E。感應出(chu)的電動勢(shì)E正比于磁(ci)通密度B與(yu)平均流速(su)👣V的乘積：E=BLV。電(dian)動勢E(流量(liàng)信号)由電(diàn)極檢出并(bìng)通過屏蔽(bì)電纜送到(dào)轉換器内(nei)參與運算(suan)得出管道(dao)🛀内的實際(ji)流速V，再根(gen)據即可求(qiú)出實際體(tǐ)積流量。
 
3插(chā)入式電磁(cí)流量計硬(yìng)件電路分(fen)析
　　整個硬(ying)件電路（圖(tu)2）包括電源(yuán)部分、勵磁(cí)電路部分(fèn)、信号放大(da)采集處理(lǐ)部分及輸(shū)入輸出顯(xiǎn)示部分。其(qí)中影響流(liu)量計測量(liàng)精度的主(zhǔ)要是勵磁(cí)電路部分(fèn)和信号放(fang)大采集處(chù)理部分。
 
　　勵磁電(diàn)路采用低(di)頻三值矩(ju)形波勵磁(cí)（圖3），這種勵(li)磁方♊式🏃🏻既(jì)可以大幅(fú)減小由直(zhi)流勵磁時(shi)産生的電(diàn)極極化效(xiao)應，也可以(yi)克服正弦(xián)波勵磁産(chan)生的正交(jiāo)幹㊙️擾的影(ying)🌍響，同時，低(dī)頻三值矩(jǔ)形波勵磁(ci)比低頻矩(ju)形波勵磁(ci)有更低的(de)勵磁功率(lü)，而且還可(kě)以在零值(zhí)勵磁時進(jìn)行零點自(zi)動補償，穩(wen)定流量計(ji)的零點。
 
　　雖(suī)然插入式(shi)電磁流量(liang)計采用低(di)頻三值矩(ju)形波勵🛀磁(ci)時它的極(jí)化現象和(hé)正交幹擾(rǎo)較弱，但也(ye)不能從根(gen)本上完全(quan)消除，再加(jia)上感應電(diàn)動勢在信(xìn)号線傳👉輸(shu)過程中信(xin)号線也會(huì)在空間磁(cí)場的作用(yong)下産生🤩幹(gàn)擾信号👅，所(suǒ)以實際測(cè)量得到🍓的(de)電壓信号(hào)是有用信(xin)号與各種(zhǒng)幹擾信号(hao)的“組合”，它(ta)不僅包含(hán)流速信号(hào)也包含各(gè)‼️種幹擾信(xìn)号。
　　插入式(shì)電磁流量(liang)計兩個電(diàn)極上實際(ji)測量得到(dao)的電🤩壓信(xìn)号可以用(yòng)以下的信(xin)号模型來(lai)表示。即
 
　　微(wēi)分幹擾和(hé)同相幹擾(rao)會随着磁(ci)場的穩定(ding)而快速🏃‍♂️消(xiāo)💞失㊙️；共模❗幹(gan)擾和串模(mo)幹擾會造(zao)成插入式(shì)電磁流量(liàng)計零點漂(piao)移，傳輸信(xin)号線采用(yong)屏蔽線，确(que)保儀表接(jie)地良💋好可(kě)大幅度減(jiǎn)弱其影響(xiǎng)；電化🧑🏽‍🤝‍🧑🏻學幹(gan)擾主要是(shì)電極表面(mian)的極化現(xiàn)象會造成(cheng)插入式電(dian)磁流量計(ji)零點不穩(wěn)，提高勵磁(cí)頻率可以(yi)減小✍️其影(ying)響。觀察管(guan)道流體流(liu)速在5m/s左右(you)時感應信(xìn)号（圖4），可以(yi)發現除去(qù)毛刺感應(yīng)信号🏃‍♂️幅值(zhi)可達25mV,但其(qí)中有用信(xin)号的幅⛱️值(zhi)在0.5mV左右，所(suǒ)以信号🛀🏻放(fang)大采集過(guò)程中📧要進(jìn)行濾波。參(cān)照勵磁方(fāng)式，分析流(liu)速信号電(diàn)壓的基本(běn)特征，以🔱下(xia)從信号放(fàng)大采集處(chu)理部分對(duì)流速信号(hào)能夠有效(xiào)地、針對性(xìng)地放大、處(chù)理㊙️和濾除(chu)雜波進行(háng)分析。
 
　　前置(zhì)放大電路(lu)（圖5）采用儀(yí)表放大器(qi)進行放大(da)，儀表放大(da)器👈前端是(shì)RFI濾波器，濾(lü)除衰減大(dà)部分幹擾(rao)信号，R1爲精(jing)密電阻，确(que)保放大倍(bèi)數穩定。二(èr)極管D1、D2可以(yǐ)限制♌輸入(ru)信号的大(da)小，避免誤(wu)接線造成(cheng)損壞。
 
　　一款(kuan)低成本、寬(kuān)電源電壓(ya)範圍儀表(biao)放大器，該(gai)儀表放大(dà)器具有超(chāo)高輸入阻(zu)抗、高共模(mo)抑制比、低(dī)噪聲、低線(xian)性誤差、低(dī)輸出阻抗(kàng)👌的優點，查(chá)看芯片手(shou)冊可以得(de)到。信号放(fàng)大電路（圖(tú)6）采用運算(suan)放大器TLC2262，TLC2262是(shì)TI公司💃雙路(lù)運算放大(da)器可以達(da)到軌對軌(guǐ)輸出的性(xing)能，電阻R2、R4爲(wèi)精密電阻(zu)，确保放大(da)倍數穩定(ding)，R24和C31組成一(yi)個低通濾(lü)波器。
 
 
注：實(shi)際放大25倍(bèi)，共模抑制(zhi)比爲20000倍,液(ye)體電導率(lǜ)≧25uS/cm，信号内阻(zǔ)㊙️一般小⚽于(yú)400kΩ；誤差小于(yú)0.05%；溫漂小于(yu)0.01。
　　由低通濾(lü)波器進行(hang)衰減并濾(lǜ)除部分雜(zá)波後的信(xìn)🚩号SIGN（圖7）經模(mo)拟開關進(jin)入精密ADC進(jin)行AD轉換輸(shū)入單片機(ji)。可以發現(xian)，此時的信(xìn)号與勵磁(ci)波形已經(jīng)十分相似(si)，信号高⭕低(dī)處已經十(shi)分平滑，可(ke)以進行AD轉(zhuan)換。
 
 
4插入式(shì)電磁流量(liàng)計的測量(liang)精度
　　插入(ru)式電磁流(liu)量計适用(yong)于DN150～DN2000的管道(dào)，其測量精(jing)度達到1.0級(ji)，圖8是此次(cì)應用的插(cha)入式電磁(ci)流量計的(de)檢定🧡記錄(lu)📧表，經檢定(dìng)後各點誤(wù)差均在1%以(yǐ)内，隻要安(an)裝條件符(fu)合規定，儀(yí)表的正🔞确(que)度是🐆有保(bao)障的。
5結語(yu)
　　插入式電(dian)磁流量計(jì)安裝簡單(dan)、老舊管道(dào)改造方便(bian)，應用在浮(fú)選👅自動加(jia)藥系統其(qí)測量精度(du)能夠達到(dao)🤞要求，爲浮(fú)選自動加(jiā)藥系🌈統的(de)正常運行(háng)提供正确(què)🌈數據，有🌏助(zhu)于生産技(jì)術人員進(jìn)行分析研(yán)究調整試(shi)劑加藥系(xì)數K，使經浮(fu)選得到的(de)精煤品質(zhi)穩定、生産(chǎn)效率提高(gāo)并能精準(zhǔn)添加浮選(xuan)藥劑、節省(shěng)藥劑，同時(shí)，也能降低(di)工作的複(fu)雜程度，節(jiē)省勞動人(ren)員。

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