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(xì)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(yao)系統正常運行的(de)問題，并針對一些(xie)選煤廠管路老舊(jiu)、管徑🐕較大難以改(gai)造、結合性價比等(deng)因素，選用智能型(xing)插入電磁流量計(ji) 進行入料煤泥水(shui)流量的測量，測量(liàng)精度能達到要求(qiú)，爲浮選自動加藥(yao)系統的正常運行(hang)提供準确數據。
　　 電(diàn)磁流量計 是一種(zhǒng)測量精度高、應用(yong)範圍廣的流量儀(yi)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(píng)🔆頸，主要有以下兩(liǎng)點：
（1）傳統的管段式(shì)電磁流量計雖然(ran)精度很高，但其制(zhi)造成本也高，在浮(fu)選煤泥水大直徑(jing)管道流量測量現(xian)場不需要這麽高(gāo)的精度，而且浮選(xuǎn)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(shì)電磁流量計與管(guǎn)道爲法蘭連接，一(yi)些🈲選煤廠浮選煤(méi)泥水管道較老舊(jiù)，安裝時需要截斷(duàn)管道焊接法蘭，這(zhè)👈一過程可能會對(duì)管道造成較大損(sun)傷，而且傳統的管(guǎn)⭐段式電🥰磁流量計(jì)隻能在管🌈道内沒(mei)有🛀🏻流體時才能安(ān)裝、拆🐇卸儀表，這🚶将(jiāng)會影響精煤生産(chan)，也勢必會提高檢(jiǎn)修費用。插入式電(diàn)磁流㊙️量計是從傳(chuán)♋統的管段式電磁(ci)🐉流量計演變過來(lai)的，其設計原理相(xiàng)同🈲，但由于🔴其傳感(gǎn)器結構的特點使(shǐ)😘它在大直徑管道(dao)流量測量時有明(míng)顯的優點，制造🈲成(chéng)本低，其密封結構(gòu)可已實現不停水(shuǐ)在線安裝，現🏒場安(ān)裝時無須截🌍斷管(guǎn)道，易于拆卸維修(xiū)，對測量較粗管道(dào)的入料煤泥水流(liu)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(zhōng)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(shù)）×M(幹煤泥質量)和M(幹(gan)煤泥質量）=L(煤泥水(shuǐ)流量)×C(煤泥水濃度(dù))可知☎️，若要獲得浮(fu)選中精密藥劑☎️泵(beng)的加藥量首先要(yao)得到煤泥水中幹(gàn)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(xi)統根據對入料煤(méi)泥水濃度和🤞流量(liàng)的監測🔱，計算出實(shí)時幹煤泥質量，然(rán)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(gong)藝各種參數，直觀(guān)地顯示監測👉的各(ge)個參數和自動加(jia)藥系統的運行情(qíng)況。該系統還可以(yǐ)生成生産💛信息曆(lì)史曲線，通過查詢(xun)生産數據，方便生(shēng)産技術人員進行(hang)分✏️析研究微調🔞加(jia)藥系數K，使生産效(xiao)率達到更高。
2插入(rù)式電磁流量計的(de)設計原理
　　插入式(shì)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(liang)管道内導電性液(ye)體的體積流量。流(liu)量計有一個用絕(jué)緣材料制成的護(hù)套，内裝有線圈、鐵(tie)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(chòng)勵時🏃，将産生一磁(cí)通密度爲B的工作(zuò)磁場。當導電流體(ti)以流速V通過🌈裝有(yǒu)一對間距爲L的測(cè)量電極✉️且内徑爲(wèi)D的管道時，這對電(diàn)極将會産生同時(shi)垂直于磁場方向(xiang)和液體流動方向(xiang)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(hào))由⛹🏻‍♀️電極檢出并通(tōng)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(lì)磁電路部分、信号(hao)放👈大采集處理部(bù)分及輸入輸出顯(xiǎn)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(fèn)。
 
　　勵磁(ci)電路采用低頻三(san)值矩形波勵磁（圖(tu)3），這種勵磁🈲方式☔既(ji)可以大幅減小由(you)直流勵磁時産生(sheng)的電極極化效應(ying)，也可以克😘服正弦(xian)波勵磁産生的正(zheng)交幹🐕擾的影響，同(tóng)時🆚，低頻三值矩形(xing)💯波勵磁比低頻矩(jǔ)形波勵磁有更低(dī)的勵磁功率，而且(qie)還可以🔱在零值勵(li)磁時進行零點自(zì)動補償🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，穩定流量(liang)計的零點。
 
　　雖然插(chā)入式電磁流量計(jì)采用低頻三值矩(ju)形波勵磁⚽時它的(de)極化現象和正交(jiao)幹擾較弱，但也不(bú)能從根本上完全(quán)消除，再加上🐇感應(yīng)電動勢在信号線(xian)傳✍️輸過程中信号(hao)線也會🍉在空間☂️磁(cí)場的👈作用下産生(shēng)幹擾信号，所以實(shí)際測量得到的電(diàn)壓信号是有用信(xin)号與各種幹擾信(xin)号的“組合”，它不僅(jǐn)包含流速信号也(yě)包含各種幹擾信(xin)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(yòng)以下的信号模型(xing)來表示。即
 
　　微分幹(gan)擾和同相幹擾會(huì)随着磁場的穩定(dìng)而快速消失；共㊙️模(mo)‼️幹擾和串模幹擾(rao)會造成插入式電(diàn)磁流量計零點漂(piāo)移🎯，傳輸信号線采(cǎi)用屏蔽線，确保儀(yí)表接地良好可大(dà)幅度減💁弱其影響(xiǎng)；電化學幹擾主要(yào)是電極表面的極(ji)化現象會造成插(cha)入式♻️電磁流量🚶計(jì)零點不穩，提高勵(lì)磁頻率可以減小(xiao)其影響。觀察♌管道(dào)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(cai)集過程中要進行(hang)濾波。參照勵磁方(fang)式，分析流速信号(hào)電壓的基本特征(zhēng)，以下從信号放大(da)采集處理部分對(duì)流速信号能夠有(yǒu)效地、針對性地放(fàng)大、處理和🥰濾除雜(zá)波進行分析。
 
　　前置(zhì)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(lǜ)除衰減大部分幹(gàn)擾信号，R1爲精密電(dian)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(xian)造成損壞。
 
　　AD8226是ADI公司(si)一款低成本、寬電(dian)源電壓範圍儀表(biao)放大器，該儀表放(fàng)大器具有超高輸(shū)入阻抗、高共模抑(yì)制比、低噪聲、低線(xian)性誤差⛹🏻‍♀️、低輸出阻(zǔ)抗的優點，查看芯(xīn)片手冊可以得到(dào)🌈。信号放大電路❓（圖(tu)6）采用運算放大器(qi)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(dian)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(yi)般小✊于400kΩ;誤差小于(yu)0.05%;溫漂小于0.01。
　　由低通(tōng)濾波器進行衰減(jiǎn)并濾除部分雜波(bō)後的信♋号SIGN（圖7）經模(mo)拟開關進入精密(mì)ADC進行AD轉換輸入單(dān)片機🈚。可以發現㊙️，此(ci)時的信号與🤞勵磁(cí)波形已經十分相(xiang)似，信号高低處已(yǐ)😘經十分平滑，可以(yǐ)進行🔅AD轉換。
 
 
4插入式(shì)電磁流量計的測(ce)量精度
　　插入式電(dian)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(ci)次應用的插入式(shi)電磁流量計的檢(jian)定記錄表，經檢定(dìng)後各🚶‍♀️點誤差均在(zài)1%以内，隻要安裝條(tiáo)件符合規定，儀表(biao)的正确率是有保(bao)障的。
5結語
　　插入式(shi)電磁流量計安裝(zhuang)簡單、老舊管道改(gǎi)造方便，應✍️用在浮(fu)選自動加藥系統(tong)其測量精度能夠(gòu)達到要求，爲浮選(xuǎn)自動加藥系統的(de)正常運行提供準(zhǔn)确數據，有助于生(shēng)🐇産技術📱人員進行(hang)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(jiā)浮選藥劑、節省藥(yào)劑，同時，也能降低(dī)工作的複雜程度(dù)，節省勞動力。

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