摘要:浮選是(shi)洗煤廠生産的關(guan)鍵環節，浮選效果(guǒ)的好😄壞直接關系(xi)到精煤産率。爲了(le)解決浮選過程中(zhong)⛷️入料🤟煤泥水流🌈量(liàng)難🍓以實時監測影(yǐng)響浮選自動加藥(yào)系統正常運行的(de)問🤟題，并針對一些(xiē)選煤廠管路🔴老舊(jiù)、管徑🈲較大難以改(gǎi)造、結合性價比等(deng)因素，選用智能型(xing)插入電磁流量計(jì) 進行入料煤泥水(shuǐ)流量的測量，測量(liang)精度能達到要✂️求(qiú)，爲浮選自動加藥(yào)系統的正常運行(hang)提供準确數據。
　　 電(dian)磁流量計 是一種(zhong)測量精度高、應用(yong)範圍廣的流量儀(yí)表，随着現代化工(gong)業的不斷發展，傳(chuan)統的管段式電磁(cí)流量計在浮選煤(mei)泥水工業現場進(jìn)行流量測量時出(chu)現了一些👅應用瓶(ping)頸，主要有以下兩(liǎng)點：
（1）傳統的管段式(shi)電磁流量計雖然(ran)精度很高，但其制(zhì)造成本🚶‍♀️也高，在浮(fú)選煤泥水大直徑(jing)管道流量測量現(xiàn)場不需🈲要這麽高(gao)的精度，而且浮選(xuan)煤泥水管道一般(ban)直徑都比較大,其(qí)制造成本将會更(gèng)高。
（2）傳統的管段式(shi)電磁流量計與管(guǎn)道爲法蘭連接，一(yī)些選煤廠浮🤟選煤(mei)泥水管道較老舊(jiù)，安裝時需要截斷(duan)管道焊接法蘭，這(zhe)一過程可能會對(dui)管道造成較大損(sun)傷，而且傳統的管(guan)段式電磁流量計(jì)隻能在管道内沒(méi)有流體時才能安(an)裝、拆卸儀表，這将(jiang)會影響精煤生産(chǎn)，也勢必會提高檢(jiǎn)修費用。插入式電(diàn)磁流量計是從傳(chuan)統的管段式電磁(cí)流量計演變過來(lai)的，其設計原理相(xiang)同，但由于其傳感(gǎn)器結構的特點使(shǐ)它在大直徑管道(dào)流🤟量測量時有明(ming)顯的優點，制造成(chéng)本低，其❗密封結構(gòu)可已實現不停水(shui)在線安裝，現🌈場安(ān)裝時無須截斷管(guan)道，易于拆卸維修(xiu)，對測量較✍️粗管道(dao)的入料煤泥水流(liú)量有很大的優勢(shi)。
1浮選自動加藥系(xi)統原理
　　浮選是選(xuǎn)煤廠生産過程中(zhong)的一個重要環節(jie)，在整個生産過程(cheng)中扮演着重要角(jiao)色。根據公式G（試劑(jì)加藥量）=K（加藥系數(shu)）×M(幹煤泥質量)和M(幹(gàn)煤泥質量）=L(煤泥水(shui)流量)×C(煤泥水濃度(du))可知👣，若要獲得浮(fú)選中精密藥劑泵(bèng)的加藥量首先要(yao)得到煤泥✂️水中幹(gan)煤泥質量，所以要(yào)測定各個管道中(zhōng)煤泥水流量和煤(mei)泥水濃度。通過對(duì)選煤☀️廠的煤種和(hé)所選用的藥劑進(jin)行分析，爲了保障(zhang)品質和回收率，由(you)中煤科工集團唐(táng)山研究⚽院研發的(de)浮選自動加藥系(xì)統根據對💔入料煤(mei)泥水濃度和流量(liàng)的監測，計算出實(shí)時幹煤泥質量，然(ran)😄後計算出藥劑用(yong)💘量并由精密藥劑(jì)泵加🍉藥。
　　系統在電(diàn)腦端實時顯示工(gōng)藝各種參數，直觀(guan)地顯示🎯監測的各(gè)⛷️個參數和自動加(jiā)藥系統的運行情(qing)況。該系🛀🏻統還可以(yi)生成生産信息曆(lì)史曲線，通過查詢(xún)生産數據，方便生(shēng)産技術人員進行(hang)分析研究微調加(jiā)藥系數K，使生産效(xiào)率達到更高。
2插入(ru)式電磁流量計的(de)設計原理
　　插入式(shi)電磁流量計的工(gong)作原理是基于法(fǎ)拉第電磁👌感💘應💜定(ding)律(圖1)，其可以測量(liàng)管道内導電性液(ye)體的體積流量。流(liú)量♈計有一個用絕(jue)緣材料制成的護(hù)套，内裝有線圈、鐵(tiě)芯和磁轭，護套的(de)側面裝有兩隻電(dian)極。勵磁線圈由三(san)值方波勵磁脈沖(chong)勵時，将産生一磁(ci)通密度爲B的工作(zuo)磁場。當導電流體(ti)以流速V通過💛裝有(you)一對間距🧑🏾‍🤝‍🧑🏼爲L的測(cè)量電極且内徑爲(wei)D的管🐉道時，這對電(diàn)極将會産生同時(shi)垂直于磁場方向(xiàng)和液體流動方向(xiàng)的感應電動勢E。感(gǎn)應出的電動勢E正(zhèng)比于磁通密度B與(yǔ)平均流速V的乘積(jī)：E=BLV。電動勢E(流量信号(hao))由電極檢出并通(tong)過屏蔽電纜送到(dào)轉換器内參與運(yùn)算得出管道内的(de)實際流🐇速V，再根據(ju)，即可求出實際體(ti)積流量。
 
3插入式電磁流量(liang)計硬件電路分析(xi)
　　整個硬件電路（圖(tu)2）包括電源部分、勵(li)磁電路部分、信号(hao)👨‍❤️‍👨放❄️大💔采👄集處理部(bu)分及輸入輸出顯(xian)示部分。其中影響(xiang)🌂流量計測量精度(du)的🔱主要是勵磁電(dian)路部分和信号放(fàng)大采集處理部分(fen)。
 
　　勵磁(ci)電路采用低頻三(sān)值矩形波勵磁（圖(tu)3），這種勵磁⁉️方式既(ji)☔可❗以👉大幅減小由(yóu)直流勵磁時産生(shēng)的電極👉極化效應(ying)，也可以克服正弦(xián)波勵磁産生的正(zhèng)交幹擾的影響，同(tong)時🌍，低頻三值矩形(xíng)波勵磁比低頻矩(jǔ)形波勵磁有更低(di)的勵磁功率，而且(qiě)還可以在零值勵(lì)磁時進行零點自(zì)動補償，穩定流量(liàng)計的零點。
 
　　雖然插(cha)入式電磁流量計(ji)采用低頻三值矩(jǔ)形波勵磁時它的(de)🎯極化現象和正交(jiāo)幹擾較弱，但也不(bu)能從✨根本上完㊙️全(quan)消除，再加上👌感應(ying)電動勢在信号線(xiàn)傳🏃🏻‍♂️輸過程♻️中信号(hào)線也會在空間磁(ci)場的作用下産生(shēng)幹擾信号🤟，所以實(shi)際測量得到的電(dian)壓信号是有用✌️信(xìn)号與各種幹擾信(xin)号的“組合”，它不僅(jin)包含流速信🚶号也(yě)包含各種幹擾信(xìn)号。
　　插入式電磁流(liu)量計兩個電極上(shang)實際測量得到的(de)電壓信号可以用(yong)以下的信号模型(xing)來表示。即
 
　　微分幹(gan)擾和同相幹擾會(hui)随着磁場的穩定(ding)而快速消♉失；共模(mo)幹擾和串模幹擾(rao)會造成插入式電(dian)磁流量計零點漂(piao)移，傳輸信号線采(cǎi)用屏蔽線，确保儀(yi)表接地良好可大(da)幅度減弱其影響(xiang)；電化學幹擾主要(yào)是電極表面的極(ji)化現象會造成插(chā)入式電磁流量計(jì)零點不穩，提高勵(li)磁頻率可以減小(xiao)其影響。觀察管道(dao)流體流速在5m/s左右(yòu)時感應信号（圖4），可(kě)以發現除去毛刺(ci)感應信号幅值可(ke)達25mV,但其中有用信(xìn)号的幅值🧑🏽‍🤝‍🧑🏻在0.5mV左右(you)，所以信号放大采(cǎi)集過程中要進行(hang)濾波。參照勵磁方(fāng)式，分析流速信号(hào)電壓的基本特征(zhēng)，以✌️下從信号放大(dà)采集處理部分對(duì)流速信号能夠有(yǒu)效地、針對性地放(fang)大、處理和濾除雜(za)波進行分析。
 
　　前置(zhi)放大電路（圖5）采用(yong)儀表放大器進行(hang)放大，儀表放大器(qì)前🍓端🔆是RFI濾波器，濾(lü)除衰減大部分幹(gàn)擾信号，R1爲精密電(diàn)阻，确🌈保放大倍🐅數(shù)穩定。二極管D1、D2可以(yi)限制輸入信号的(de)大小，避免誤接線(xiàn)造成損壞。
 
　　AD8226是ADI公司(si)一款低成本、寬電(diàn)源電壓範圍儀表(biǎo)放大器，該儀👄表放(fang)🏃🏻‍♂️大🐅器具有超高輸(shu)入阻抗、高共模抑(yì)制比、低噪聲、低線(xiàn)性誤差、低輸出阻(zǔ)抗的優點，查看芯(xin)片手冊可以得到(dào)。信号放大電路（圖(tú)6）采用運算放大器(qì)👌TLC2262，TLC2262是TI公司雙路運算(suàn)放大器可以達到(dào)軌對🐇軌輸出的性(xing)能，電阻R2、R4爲精密電(diàn)阻，确保放大倍數(shu)穩定，R24和C31組成一個(ge)低通濾🏒波器。
 
注:實(shi)際放大25倍，共模抑(yi)制比爲20000倍，液體電(dian)導率≥25uS/cm,，信号内阻一(yī)般小于400kΩ;誤差小于(yu)0.05%;溫漂小于0.01。
　　由低通(tong)濾波器進行衰減(jiǎn)并濾除部分雜波(bo)後的信号SIGN（圖7）經模(mó)拟開關進入精密(mi)ADC進行AD轉換輸入單(dān)片機。可以發現👌，此(cǐ)時的信号與❤️勵磁(ci)波形已經十分相(xiàng)似，信号高低處已(yǐ)經十分平滑，可以(yi)進行AD轉換。
 
 
4插入式(shi)電磁流量計的測(ce)量精度
　　插入式電(diàn)磁流量計适用于(yú)DN150～DN2000的管道，其測量精(jīng)度達🌂到😍1.0級🌐，圖8是此(cǐ)次應用的插入式(shi)電磁流量計的檢(jiǎn)定記錄表，經檢定(ding)後各😍點誤差均在(zai)1%以内，隻要安裝條(tiáo)件符合規定，儀表(biao)的正确率是有保(bǎo)障的。
5結語
　　插入式(shi)電磁流量計安裝(zhuāng)簡單、老舊管道改(gai)造方便，應用在浮(fú)選自動加藥系統(tǒng)其測量精度能夠(gòu)達到要求，爲浮選(xuan)自動加藥系🐇統的(de)正常運行提供準(zhun)确數據，有助于生(shēng)産技術人員進行(háng)分析研究調整試(shì)☂️劑加藥系數K，使經(jīng)浮選得到的精煤(mei)品質穩定、生産🥵效(xiào)率提高并💃🏻能添加(jia)浮選藥劑、節省藥(yao)劑，同時，也能降低(di)工作的複✉️雜程度(dù)，節省勞動力。

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