摘要:浮選(xuan)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(jing)煤産率。爲(wei)了解決浮(fu)選過程中(zhong)🛀入料煤泥(ní)水流量難(nán)以實時監(jiān)測影響浮(fu)選自動加(jiā)藥系統正(zheng)常運行的(de)問題，并針(zhen)對一些🙇🏻選(xuǎn)煤廠管路(lù)老舊、管徑(jìng)較大難以(yǐ)改造、結合(hé)性價比等(děng)因素，選用(yòng)智能型插(chā)入電磁流(liú)量計 進行(hang)入料煤泥(ni)水流量的(de)測量，測量(liàng)精度能達(dá)到要求🚩，爲(wei)🌍浮🌈選🈲自動(dòng)加藥系統(tong)的正常運(yùn)行提供正(zhèng)确數據。
　　 電(diàn)磁流量計(ji) 是一種測(ce)量精度高(gao)、應用範圍(wei)廣的流量(liàng)儀表，随着(zhe)現代化工(gong)業的不斷(duan)發展，傳統(tǒng)的管段式(shì)電磁流量(liang)計在浮選(xuǎn)煤泥水工(gong)業現場進(jin)行流量測(cè)量時出現(xian)了一些應(yīng)用瓶頸，主(zhǔ)要有以下(xia)兩點：
（1）傳統(tong)的管段式(shi)電磁流量(liàng)計雖然精(jing)度很高，但(dan)其制造成(cheng)本也高，在(zài)浮選煤泥(ní)水大直徑(jìng)管道流量(liang)測量現場(chǎng)👣不需🈲要這(zhe)麽高的精(jing)度，而且浮(fu)選煤泥水(shuǐ)管道一般(bān)直徑都比(bi)較大,其制(zhi)造成本将(jiāng)會更高。
（2）傳(chuán)統的管段(duan)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(shui)管道較老(lao)舊，安裝時(shi)需要截🔅斷(duan)管道焊接(jiē)法蘭，這一(yi)過程可能(neng)會對管道(dào)造成較大(dà)損傷🌏，而且(qiě)傳❗統的管(guan)段式電磁(cí)流量計隻(zhi)能在管💋道(dào)内沒有流(liú)體時才能(néng)安裝、拆🚶‍♀️卸(xiè)儀表，這将(jiang)會影響👣精(jīng)煤生産，也(ye)勢必會提(tí)高檢修費(fei)用。插入式(shi)電磁流🐕量(liàng)計是從傳(chuán)統的管段(duàn)式電磁流(liú)量計演變(biàn)過來的㊙️，其(qí)設計原理(lǐ)相同，但由(yóu)于其傳感(gǎn)器結構的(de)特點使它(tā)在大直徑(jing)管道流量(liang)測量時有(you)明顯⭕的優(you)點，制造成(cheng)本低，其密(mi)封結構可(kě)已實現不(bú)停水在線(xiàn)安裝，現☀️場(chǎng)安裝時無(wu)須截斷管(guan)道，易于拆(chāi)卸維修，對(duì)測量較粗(cu)管道的入(rù)料煤泥水(shuǐ)流量有很(hěn)大的優勢(shì)。
1浮選自動(dòng)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(jiē)，在整個生(sheng)産過程中(zhōng)扮演着重(zhong)要角色。根(gen)據公式G（試(shi)劑加藥量(liàng)⛷️）=K（加藥系數(shù)）×M(幹煤❌泥質(zhi)量)和M(幹煤(mei)泥質量）=L(煤(mei)泥水流量(liàng))×C(煤泥水濃(nóng)度)可知，若(ruo)要獲得浮(fu)選中藥劑(jì)泵的加藥(yao)量首先要(yào)得到煤泥(ni)水中幹煤(mei)泥質量，所(suǒ)以要測定(dìng)各個管道(dao)中煤泥水(shuǐ)🈲流量和煤(méi)泥水濃度(dù)。通過🚶‍♀️對選(xuan)煤廠的煤(mei)種和所選(xuǎn)用的藥劑(ji)進行分析(xi)，爲了保障(zhang)品質和回(huí)收率，由自(zi)動加藥系(xì)統根據對(duì)入料煤㊙️泥(ni)水濃度和(he)流量💁的監(jiān)測，計算出(chū)實時幹煤(méi)泥質量，然(ran)後計算出(chu)藥劑用㊙️量(liàng)并由藥劑(ji)泵加藥。
　　系(xì)統在電腦(nao)端實時顯(xian)示工藝各(gè)種參數，直(zhi)觀地顯示(shi)監測的各(gè)個參數和(he)自動加藥(yao)系統的運(yùn)行情況。該(gāi)系🧑🏽‍🤝‍🧑🏻統還可(ke)以生成🈲生(shēng)産信息曆(li)史曲線，通(tōng)過查詢生(shēng)産數據，方(fāng)便生産技(jì)術人員進(jin)行分析研(yan)究微調加(jia)藥系數🌈K，使(shǐ)生産效率(lǜ)達到更高(gao)。
2插入式電(diàn)磁流量計(ji)的設計原(yuan)理
　　插入式(shi)電磁流量(liàng)計的工作(zuo)原理是基(ji)于法拉第(dì)電磁👅感應(ying)定律(圖1)，其(qí)可以測量(liang)管道内導(dao)電性液體(tǐ)的體積流(liú)量。流量計(jì)有😘一個用(yòng)絕緣材料(liao)制成的護(hù)套，内裝有(you)線圈、鐵芯(xīn)和磁轭，護(hu)套的側面(mian)🌐裝有兩隻(zhi)電極。勵磁(cí)線🐉圈由三(san)值方波勵(lì)磁脈沖勵(li)時，将産生(sheng)一磁通密(mì)度爲B的工(gong)作磁場。當(dang)導電流體(tǐ)以流速V通(tōng)過裝有一(yī)對間距爲(wèi)L的測量電(diàn)極且内徑(jìng)爲D的管⛹🏻‍♀️道(dao)時🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，這對電(diàn)極㊙️将會産(chan)生同時垂(chui)直于磁場(chang)方向和液(ye)體流動方(fāng)向的感應(ying)電動勢E。感(gan)應出的電(dian)動勢E正比(bi)于磁通密(mì)度B與平均(jun1)流速V的乘(chéng)積：E=BLV。電動勢(shì)E(流量信号(hào))由❗電極檢(jian)出并通過(guò)屏蔽電纜(lan)送到轉換(huan)器内參與(yu)運算得出(chū)管道内的(de)實際流速(sù)🚶‍♀️V，再根據，即(ji)可求出實(shí)際體積流(liú)量。
 
3插入式(shì)電磁流量(liang)計硬件電(dian)路分析
　　整(zheng)個硬件電(dian)路（圖2）包括(kuò)電源部分(fèn)、勵磁電路(lù)部分、信号(hào)👅放大采💞集(jí)處理部分(fen)及輸入輸(shu)出顯示部(bù)分。其中⭐影(ying)響流量計(ji)測量精度(du)的主要是(shì)勵磁電路(lu)部分和信(xin)号放大采(cǎi)集處理部(bu)分。
 
　　勵磁(ci)電路采用(yòng)低頻三值(zhi)矩形波勵(lì)磁（圖3），這種(zhǒng)勵磁方式(shi)既可以大(dà)幅減小由(yóu)直流勵磁(ci)時産生的(de)電極極化(huà)效應🔴，也可(kě)以克服正(zheng)❗弦波勵磁(ci)産生的正(zhèng)交幹擾的(de)影響，同時(shi)，低頻三值(zhi)矩形波勵(lì)磁🐉比低頻(pin)矩形波勵(lì)磁有更低(dī)的勵磁功(gong)率，而且還(hai)可以在零(líng)值勵磁時(shí)進行零點(dian)自動補償(cháng)，穩定流量(liàng)計的零點(diǎn)。
 
　　雖然插入(ru)式電磁流(liu)量計采用(yòng)低頻三值(zhi)矩形波勵(lì)磁時它的(de)極化現象(xiang)和正交幹(gan)擾較弱，但(dàn)也不能從(cóng)根本上完(wán)全消除，再(zài)加上感應(yīng)電動勢在(zài)信号線傳(chuan)輸過程中(zhong)信号線也(yě)會在空間(jian)磁場的作(zuo)用下産生(shēng)💔幹擾信号(hao)，所以實際(ji)🔅測量得到(dào)的電壓信(xìn)号是有用(yòng)信号與各(ge)種幹擾信(xin)号的“組合(hé)”，它不僅包(bāo)含流速信(xìn)🌏号也包含(hán)各‼️種幹擾(rao)信号。
　　插入(rù)式電磁流(liu)量計兩個(ge)電極上實(shí)際測量得(de)到的電壓(yā)信号可以(yǐ)用以下的(de)信号模型(xíng)來表示。即(jí)
 
　　微分幹擾(rǎo)和同相幹(gan)擾會随着(zhe)磁場的穩(wen)定而快速(su)消失；共模(mó)幹擾和串(chuan)模幹擾會(huì)造成插入(rù)式電磁流(liú)量計🚩零點(dian)漂移，傳輸(shu)信号線采(cǎi)用屏蔽線(xiàn)，确保儀表(biao)♈接地良好(hǎo)可大幅度(dù)減弱其影(ying)響；電化學(xue)幹擾主要(yào)是電極表(biǎo)面的極化(huà)🔞現象會造(zào)成插入式(shi)電磁流量(liang)⭐計零點不(bu)穩，提高勵(li)磁頻率可(kě)以減小其(qi)影響。觀察(cha)🐪管道流體(ti)流速在5m/s左(zuǒ)右時感應(yīng)信号（圖4），可(kě)以發現除(chu)去毛刺感(gan)應信号✏️幅(fu)值可達25mV,但(dàn)其中有用(yong)信号的幅(fu)值🧡在0.5mV左右(yòu)，所以信号(hào)放大采集(jí)過程中要(yao)進行濾波(bo)。參照勵磁(cí)方式，分析(xī)流😍速信号(hào)電壓的基(ji)本特征，以(yi)下從信号(hao)放大采🍓集(ji)處理部分(fen)對流速信(xìn)号能夠有(you)效地、針對(duì)性地放大(dà)、處理和濾(lǜ)除雜波進(jin)行分析。
 
　　前(qian)置放大電(diàn)路（圖5）采用(yòng)儀表放大(dà)器進行放(fàng)大，儀表😍放(fang)大器前端(duan)🛀🏻是RFI濾波器(qì)，濾除衰減(jian)大部分幹(gan)擾信号，R1爲(wei)電阻，确保(bǎo)放大倍數(shù)穩定。二極(jí)管D1、D2可以限(xian)制輸入信(xìn)号的💃大小(xiao)，避🌈免誤接(jiē)線造成損(sǔn)壞。
 
　　信号放(fang)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(gui)輸出的性(xìng)能，電阻R2、R4爲(wei)精密電阻(zu)，确保放🔅大(da)倍🤞數穩💃定(dìng)，R24和C31組成一(yi)個低通濾(lǜ)波器。
 
注:實(shí)際放大25倍(bei)，共模抑制(zhi)比爲20000倍，液(ye)體電導率(lǜ)≥25uS/cm,，信号内🌈阻(zu)一般小于(yu)400kΩ;誤差小于(yu)0.05%;溫漂小于(yu)0.01。
　　由低通濾(lǜ)波器進行(hang)衰減并濾(lü)除部分雜(za)波後的信(xin)号🥵SIGN（圖7）經模(mo)拟🐪開關進(jin)入ADC進行AD轉(zhuan)換輸入單(dān)片機。可以(yǐ)發現💃，此時(shí)的信号與(yǔ)勵磁📧波形(xíng)已經十分(fèn)相似，信号(hao)高低處已(yi)經十分平(píng)滑，可以進(jìn)✊行AD轉換。
 
 
4插(chā)入式電磁(ci)流量計的(de)測量精度(du)
　　插入式電(diàn)磁流量計(jì)适用于DN150～DN2000的(de)管道，其測(ce)量精度達(dá)到🏃1.0級，圖8是(shi)此次應用(yòng)的插入式(shì)電磁流量(liang)計的檢定(dìng)記錄表，經(jīng)檢定📐後各(ge)點誤差均(jun)在1%以内，隻(zhi)要安裝條(tiáo)件符合規(guī)定，儀表的(de)精度是有(yǒu)保障的。
5結(jié)語
　　插入式(shì)電磁流量(liang)計安裝簡(jian)單、老舊管(guǎn)道改造方(fāng)便☂️，應💰用在(zai)浮🚶選自動(dong)加藥系統(tǒng)其測量精(jīng)度能夠達(dá)到要求，爲(wèi)浮選自動(dong)加藥系統(tǒng)的正常運(yun)行提供準(zhǔn)确數據，有(yǒu)助于生産(chǎn)技術人員(yuan)進行分析(xi)研究調整(zhěng)試劑加藥(yào)系數K，使經(jīng)浮選得到(dao)的精煤品(pǐn)質🌈穩定、生(sheng)産🚶效率提(tí)高并能添(tiān)加浮選藥(yào)劑、節省藥(yao)劑，同時，也(yě)能⛱️降低工(gong)作的複雜(za)程度，節省(shěng)勞動力。

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