摘(zhāi)要：浮選(xuǎn)是洗煤(méi)廠生産(chǎn)的關鍵(jiàn)環節，浮(fu)選效果(guǒ)的好壞(huài)直接關(guān)系到精(jīng)煤産率(lǜ)。爲了解(jie)決浮選(xuǎn)過程中(zhong)入料煤(méi)泥水流(liu)量難以(yǐ)實時監(jiān)測影響(xiang)浮選自(zì)動加藥(yao)系統正(zheng)常運行(hang)的問題(tí)，并針對(dui)一些選(xuǎn)煤廠管(guǎn)路老舊(jiù)、管徑較(jiào)大難以(yi)改造、結(jié)合性價(jia)比等因(yin)素，選用(yòng)智能型(xing)插入電(dian)磁流量(liang)計 進行(hang)入料煤(mei)泥水流(liú)量的測(ce)量，測量(liàng)精度能(neng)達到要(yào)求，爲浮(fú)選自動(dong)加藥系(xi)統的正(zhèng)常運行(háng)提供正(zheng)确數據(jù)。
　　電磁流(liu)量計 是(shì)一種測(ce)量精度(du)高、應用(yong)範圍廣(guǎng)的流量(liàng)儀表，随(sui)着🔞現代(dài)化❌工業(yè)的不斷(duàn)發展，傳(chuan)統的管(guǎn)段式電(diàn)磁流量(liàng)計在🔞浮(fú)選🌂煤泥(ní)水工業(yè)現場進(jin)行流量(liàng)測量時(shi)出現了(le)一些應(yīng)用瓶頸(jǐng)，主要有(you)以下兩(liang)點：
（1）傳統(tǒng)的管段(duan)式電磁(ci)流量計(jì)雖然精(jīng)度很高(gao)，但其制(zhì)造成本(běn)🌍也高，在(zài)浮選煤(mei)泥水大(dà)直徑管(guǎn)道流量(liàng)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(bān)直徑都(dōu)比較大(da),其制造(zào)成本将(jiang)會更高(gao)。
（2）傳統的(de)管段式(shi)電磁流(liú)量計與(yǔ)管道爲(wei)法蘭連(lián)接，一些(xie)選煤廠(chang)浮選煤(méi)泥水管(guan)道較老(lǎo)舊，安裝(zhuang)時需要(yào)截斷管(guan)道焊接(jie)法蘭，這(zhe)一過程(cheng)可能會(hui)對管道(dào)造成較(jiào)大損傷(shang)，而且傳(chuán)統的管(guǎn)段式電(diàn)磁流量(liang)計隻能(néng)在管道(dào)内沒有(yǒu)流體時(shí)才能安(an)裝、拆卸(xie)儀表，這(zhè)㊙️将會影(yǐng)響精煤(méi)生産，也(ye)勢必會(huì)提高檢(jiǎn)修費用(yòng)。插☁️入式(shi)電磁流(liu)量計是(shì)從傳統(tǒng)的管段(duan)式電磁(cí)流量計(jì)演變過(guò)💃來的，其(qi)設計原(yuán)理相同(tóng)，但由于(yú)其傳感(gan)器結構(gou)的特點(diǎn)使它在(zai)大直徑(jing)管道流(liu)量測量(liàng)時有明(míng)顯🈲的優(yōu)點，制造(zào)成本低(di)，其密封(fēng)結構可(kě)已實現(xian)不停水(shuǐ)在線安(an)裝，現場(chǎng)安裝時(shí)無須截(jie)斷管道(dao)，易于拆(chai)卸維修(xiū)，對測量(liàng)較⭐粗管(guan)道的入(ru)💋料煤泥(ni)水流量(liàng)有很大(dà)的優勢(shi)。
1浮選自(zi)動加藥(yào)系統原(yuan)理
　　浮選(xuan)是選煤(méi)廠生産(chǎn)過程中(zhong)的一個(ge)重要環(huán)節，在整(zheng)個生🔞産(chǎn)過程中(zhong)扮演着(zhe)重要角(jiao)色。根據(jù)公式G（試(shì)劑加藥(yao)量🔞）=K（加藥(yào)系數🔆）×M(幹(gan)煤🤞泥質(zhi)量)和M(幹(gan)煤泥質(zhì)量）=L(煤泥(ni)水流量(liàng))×C(煤泥水(shuǐ)濃度)可(kě)知，若要(yào)獲得浮(fú)選中精(jing)密藥劑(jì)泵的加(jia)藥量首(shou)先要得(de)到煤泥(ní)水中幹(gàn)煤泥質(zhi)量，所以(yǐ)要測定(ding)各個管(guan)道中煤(mei)泥水流(liú)量和煤(mei)泥水濃(nóng)度。通過(guò)對田莊(zhuang)選🆚煤廠(chǎng)的煤種(zhong)和所選(xuǎn)用的藥(yào)劑進行(hang)分析，爲(wei)了保障(zhang)品質和(hé)回收率(lü)，由中煤(mei)科工集(ji)團唐山(shan)♌研究院(yuàn)研發的(de)浮🏃選自(zi)動加藥(yao)系統根(gen)據對入(rù)料🔅煤泥(ní)水濃度(dù)和流量(liang)的✏️監測(cè)，計算出(chū)實時幹(gàn)煤泥質(zhi)👈量，然後(hou)計算出(chu)藥劑用(yong)量并由(yóu)精密藥(yao)劑泵加(jia)藥。
　　系統(tǒng)在電腦(nao)端實時(shí)顯示工(gōng)藝各種(zhǒng)參數，直(zhí)觀地顯(xiǎn)示監測(cè)☎️的各個(ge)參數和(he)自動加(jia)藥系統(tong)的運行(háng)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(yán)究微調(diao)加藥系(xì)數K，使生(sheng)産效率(lǜ)達到更(gèng)高。
2插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)的設計(ji)原理
　　插(cha)入式電(diàn)磁流量(liàng)計的工(gong)作原理(lǐ)是基于(yú)法拉第(di)電磁⭕感(gǎn)應定律(lǜ)💋(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(nèi)裝有線(xiàn)圈、鐵芯(xin)和磁轭(è)，護套🚩的(de)側面🔞裝(zhuāng)有兩隻(zhī)電極。勵(lì)磁線圈(quan)由三值(zhí)方波勵(li)磁脈沖(chong)勵時，将(jiang)産生一(yī)磁通密(mì)度爲B的(de)工作磁(cí)場🏃🏻‍♂️。當導(dǎo)電流體(tǐ)以流速(su)V通過裝(zhuang)有一對(duì)間🧑🏾‍🤝‍🧑🏼距爲(wèi)L的測量(liang)電極📧且(qiě)内徑爲(wèi)D的管🐇道(dao)時，這對(duì)電極🙇‍♀️将(jiāng)會産生(shēng)同時垂(chui)直于磁(ci)場方向(xiàng)和液體(ti)流動方(fāng)向的感(gan)應電👌動(dong)勢E。感應(yīng)出的電(dian)動勢E正(zheng)比于磁(cí)通密度(du)B與平均(jun)流速V的(de)乘積：E=BLV。電(diàn)動勢E(流(liu)量信号(hao))由🌈電極(jí)檢出并(bìng)通過屏(ping)蔽電纜(lan)送到轉(zhuan)換器内(nei)參與運(yùn)算得出(chu)管道内(nèi)的實際(jì)流速V，再(zai)根據即(jí)可求出(chū)實際體(tǐ)積流量(liàng)。
 
3插入式(shi)電磁流(liu)量計硬(yìng)件電路(lù)分析
　　整(zheng)個硬件(jiàn)電路（圖(tu)2）包括電(diàn)源部分(fèn)、勵磁電(dian)路部分(fèn)、信号㊙️放(fàng)大采集(jí)💜處理部(bu)分及輸(shu)入輸出(chu)顯示部(bu)分。其中(zhong)影響流(liú)量計測(cè)量精度(du)的主要(yào)是勵磁(ci)電路部(bu)分和❗信(xìn)号放大(da)采集處(chù)理部分(fèn)。
 
　　勵(li)磁電路(lu)采用低(dī)頻三值(zhí)矩形波(bo)勵磁（圖(tú)3），這種勵(li)磁方🛀🏻式(shi)既可以(yǐ)大幅減(jiǎn)小由直(zhi)流勵磁(cí)時産生(shēng)的電極(ji)極化🏃效(xiao)應，也可(kě)🏒以克服(fu)正弦波(bō)勵磁産(chǎn)生的正(zhèng)交幹擾(rao)的影響(xiǎng)，同時，低(di)頻三值(zhi)矩形波(bo)勵磁比(bǐ)低頻矩(jǔ)形波勵(lì)磁有更(gèng)低的勵(lì)磁功率(lü)，而且還(hai)可以在(zai)零值勵(li)🌈磁時進(jìn)行零點(diǎn)自動補(bǔ)償，穩定(ding)流量計(ji)的零點(diǎn)。
 
　　雖然插(cha)入式電(diàn)磁流量(liang)計采用(yòng)低頻三(sān)值矩形(xing)波勵磁(cí)時它的(de)極化現(xian)象和正(zhèng)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(gǎn)應電動(dòng)勢在信(xìn)号線傳(chuan)輸過程(chéng)中信号(hào)線也會(hui)在空間(jian)磁場的(de)作用下(xià)産生幹(gan)擾信号(hào)，所以實(shí)際🐉測量(liang)得到的(de)電壓信(xìn)号是有(yǒu)用信号(hao)與各種(zhong)幹擾信(xìn)号的“組(zu)合”，它不(bu)僅包含(hán)流速信(xìn)号也包(bao)含各㊙️種(zhong)幹擾信(xin)号。
　　插入(rù)式電磁(cí)流量計(jì)兩個電(dian)極上實(shi)際測量(liàng)得到的(de)🏃🏻電⭐壓信(xin)号可以(yi)用以下(xià)的信号(hao)模型來(lái)表示。即(jí)
 
　　微分幹(gàn)擾和同(tong)相幹擾(rao)會随着(zhe)磁場的(de)穩定而(er)快速消(xiāo)✍️失；共🔞模(mo)幹擾和(hé)串模幹(gan)擾會造(zào)成插入(ru)式電磁(ci)流💔量計(jì)🛀零點漂(piāo)移，傳輸(shu)信号線(xian)采用屏(píng)蔽線，确(que)保儀表(biǎo)🌍接地良(liang)好可大(dà)幅度減(jian)弱其影(yǐng)響；電化(hua)學幹擾(rǎo)主要是(shì)電極表(biao)面的極(ji)化現象(xiang)會造成(cheng)插入式(shi)電磁流(liú)量計零(ling)點不穩(wěn)，提高勵(lì)磁頻💔率(lǜ)可以減(jian)小其影(yǐng)響。觀察(chá)管道流(liú)體流速(sù)在5m/s左右(you)時感應(yīng)信号（圖(tu)4），可以發(fa)現除🚩去(qu)毛刺感(gǎn)🤩應信号(hao)幅值可(ke)達25mV,但其(qi)中有用(yòng)信号的(de)幅值在(zai)0.5mV左右，所(suo)以信号(hào)放大采(cǎi)集過程(cheng)中要進(jìn)行濾波(bō)。參照勵(li)磁⛹🏻‍♀️方式(shi)，分析流(liu)速信号(hào)🍓電壓的(de)基本特(tè)征，以🙇‍♀️下(xià)從信号(hao)放大采(cai)集處理(lǐ)部分對(dui)流速信(xìn)号能夠(gòu)有效地(di)、針對性(xing)地放大(dà)、處理和(hé)濾除雜(zá)波進行(háng)分析。
 
　　前(qián)置放大(da)電路（圖(tú)5）采用儀(yí)表放大(dà)器進行(hang)放大，儀(yí)表放大(dà)器前端(duan)是RFI濾波(bo)器，濾除(chu)衰減大(dà)部分幹(gan)擾信号(hào)，R1爲精密(mi)電阻，确(què)保放大(dà)倍數穩(wěn)定。二極(jí)管D1、D2可以(yi)限制輸(shū)入信号(hào)的大⛷️小(xiao)，避免誤(wù)接線造(zao)成損壞(huai)。
 
　　一款低(di)成本、寬(kuan)電源電(diàn)壓範圍(wei)儀表放(fang)大器，該(gai)儀表放(fàng)大器具(jù)有♋超高(gāo)輸入阻(zǔ)抗、高共(gong)模抑制(zhì)比、低噪(zào)聲🛀、低線(xian)性誤😘差(cha)、低輸出(chu)阻抗的(de)優點，查(chá)看芯片(pian)手冊可(kě)以得到(dào)💞。信号放(fang)大電路(lu)（圖6）采用(yòng)運算放(fang)大器TLC2262，TLC2262是(shi)TI公司雙(shuāng)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(diàn)阻，确保(bǎo)放大倍(bèi)數穩定(dìng)，R24和🌂C31組成(chéng)一個低(di)🐕通濾波(bō)器。
 
 
注：實(shí)際放大(da)25倍，共模(mo)抑制比(bǐ)爲20000倍,液(ye)體電導(dǎo)率≧25uS/cm，信号(hao)内阻一(yi)般小于(yu)400kΩ；誤差小(xiǎo)于0.05%；溫漂(piāo)小于0.01。
　　由(yóu)低通濾(lǜ)波器進(jìn)行衰減(jian)并濾除(chu)部分雜(zá)波後的(de)信号SIGN（圖(tu)7）經模拟(nǐ)開關進(jìn)入精密(mi)ADC進行AD轉(zhuǎn)換輸入(ru)單片機(ji)。可以發(fa)現，此時(shí)🐅的信号(hào)與💁勵磁(ci)波形已(yi)經十分(fen)相似🔱，信(xin)号高低(dī)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(cí)流量計(jì)的測量(liàng)精度
　　插(chā)入式電(dian)磁流量(liang)計适用(yòng)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(rù)式電磁(cí)流量計(jì)的檢定(ding)記錄表(biao)，經檢定(dìng)後各點(dian)誤差均(jun1)在1%以内(nèi)，隻要安(an)裝條件(jian)符合規(gui)定，儀表(biǎo)的正👣确(què)度是有(yǒu)保障的(de)。
5結語
　　插(chā)入式電(diàn)磁流量(liàng)計安裝(zhuāng)簡單、老(lao)舊管道(dào)改造方(fāng)便，應用(yong)在浮選(xuan)自動加(jiā)藥系統(tong)其測量(liang)精度能(neng)夠達到(dào)要求，爲(wei)浮😄選自(zi)動加藥(yào)系統的(de)正常運(yun)行提供(gòng)正确數(shu)據，有助(zhu)于生産(chan)技術人(ren)員進行(háng)分析研(yán)究調整(zhěng)試劑加(jiā)藥系數(shu)K，使經浮(fu)選得到(dao)的精煤(mei)品質穩(wěn)定、生産(chǎn)效率提(tí)高并☔能(néng)精準添(tiān)加浮選(xuǎn)藥劑、節(jie)省藥劑(jì)，同時🈲，也(ye)能降低(dī)工作的(de)複雜程(chéng)度，節省(sheng)勞動人(rén)員。

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