摘(zhai)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(huai)直接關(guan)系到精(jīng)煤産率(lü)。爲了解(jie)決浮選(xuan)過程中(zhong)入料煤(mei)泥💋水流(liu)量難以(yi)實時監(jiān)測影響(xiǎng)浮選自(zì)動加藥(yào)系統✨正(zheng)常運行(háng)的問題(tí)，并針對(dui)一些選(xuan)煤廠管(guan)路📱老舊(jiu)、管徑較(jiào)大難以(yi)改造、結(jié)合性價(jia)比等因(yin)素，選用(yong)智能型(xíng)插入電(dian)磁流量(liàng)計 進行(háng)入料煤(méi)泥水流(liu)量的測(ce)量，測量(liàng)精度能(neng)達到要(yao)求，爲浮(fu)選自動(dong)加藥系(xì)統的正(zheng)常運行(hang)提供正(zheng)确數據(jù)。
　　電磁流(liu)量計 是(shi)一種測(cè)量精度(dù)高、應用(yong)範圍廣(guǎng)的流量(liang)儀表，随(sui)着現代(dài)化工業(ye)的不斷(duàn)發展，傳(chuan)統的管(guan)段式電(dian)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(ying)用瓶頸(jǐng)，主要有(yǒu)以下兩(liang)點：
（1）傳統(tǒng)的管段(duàn)式電磁(cí)流量計(jì)雖然精(jing)度很高(gao)，但其制(zhì)造成本(ben)✂️也高，在(zai)浮選煤(méi)泥水大(dà)直徑管(guan)道流量(liang)測量⛷️現(xiàn)場不需(xu)要這🐆麽(me)高的精(jing)度，而且(qiě)浮選煤(méi)泥水管(guan)道一般(ban)直徑都(dōu)比較大(dà),其制造(zao)成本将(jiang)會更高(gāo)。
（2）傳統的(de)管段式(shi)電磁流(liu)量計與(yu)管道爲(wèi)法蘭連(lián)接，一🌈些(xiē)✌️選㊙️煤廠(chǎng)❄️浮選煤(mei)泥水管(guǎn)道較老(lǎo)舊，安裝(zhuang)時需要(yào)截斷管(guǎn)🎯道焊💔接(jiē)法蘭，這(zhe)一過程(chéng)可能會(huì)對管道(dào)造成較(jiào)大損傷(shāng)，而且傳(chuán)統的管(guan)段式電(diàn)磁流量(liang)計隻能(neng)在管道(dào)内沒有(you)流體時(shi)才能安(an)裝、拆卸(xiè)儀表，這(zhè)将會影(yǐng)響🌈精煤(méi)生産，也(yě)♌勢必會(hui)提高檢(jiǎn)修費用(yòng)。插入式(shi)電磁流(liu)量計是(shi)從傳統(tong)的管段(duan)式電磁(ci)流量計(ji)演變過(guo)來的，其(qi)設計原(yuán)理相同(tóng)🏒，但由于(yú)🌈其傳感(gǎn)器結構(gòu)的特點(diǎn)使它在(zài)大直徑(jing)管道流(liu)❓量測量(liang)時有明(míng)顯的💋優(you)點，制造(zào)成本低(dī)，其密封(fēng)結構可(ke)已實現(xiàn)不停水(shuǐ)在線安(an)裝，現場(chǎng)安裝時(shi)無須截(jié)斷管道(dào)📞，易于拆(chāi)卸維修(xiu)，對測量(liang)較👈粗管(guǎn)道的入(rù)料煤泥(ni)水流🥰量(liàng)有很大(da)的優勢(shì)。
1浮選自(zi)動加藥(yao)系統原(yuán)理
　　浮選(xuan)是選煤(mei)廠生産(chǎn)過程中(zhong)的一個(ge)重要環(huán)節，在整(zheng)個生㊙️産(chan)過程中(zhong)扮演着(zhe)重要角(jiǎo)色。根據(ju)公式G（試(shi)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(liang))×C(煤泥水(shui)濃度)可(kě)知✊，若要(yao)獲得浮(fu)選中精(jīng)密藥劑(jì)泵的加(jiā)藥量首(shou)先要得(de)到煤泥(ni)水中幹(gan)煤泥質(zhi)量，所以(yi)要測定(ding)各個管(guan)道中煤(méi)泥水流(liú)量和煤(mei)泥水濃(nong)度。通過(guo)對田莊(zhuang)🎯選煤廠(chang)的煤種(zhong)和所選(xuan)用的藥(yào)劑⁉️進行(hang)分析，爲(wèi)了保障(zhang)品質和(he)回收率(lü)，由中煤(méi)科工集(ji)團唐山(shān)研究院(yuan)研發的(de)浮🏃‍♀️選自(zi)動加藥(yào)系統根(gēn)據對入(rù)料煤泥(ní)水濃度(du)和流量(liang)的監測(ce)，計算出(chu)實時幹(gan)煤泥質(zhi)量，然後(hou)計算出(chu)藥劑用(yong)量并由(you)精密藥(yào)劑泵加(jiā)藥。
　　系統(tong)在電腦(nǎo)端實時(shi)顯示工(gōng)藝各種(zhǒng)參數，直(zhí)觀地顯(xiǎn)示監💁測(ce)的各個(gè)參數和(he)自動加(jia)藥系統(tǒng)的運行(háng)情況。該(gāi)系統還(hái)可以生(shēng)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(yan)究微調(diao)加藥系(xì)數K，使生(shēng)産效率(lǜ)達到更(gèng)👅高。
2插入(rù)式電磁(cí)流量計(ji)的設計(jì)原理
　　插(cha)入式電(dian)磁流量(liàng)計的工(gong)作原理(li)是基于(yu)法拉第(dì)電💚磁🍉感(gǎn)應定律(lǜ)(圖1)，其可(ke)以測量(liàng)管道内(nèi)導電性(xing)液體的(de)體積流(liu)量。流量(liàng)😍計有‼️一(yi)個用絕(jué)緣材料(liao)制成的(de)護套，内(nèi)裝有線(xian)圈、鐵😄芯(xīn)和磁轭(è)，護套的(de)側面裝(zhuāng)有兩隻(zhi)電極。勵(lì)磁線圈(quān)由三值(zhi)方波勵(lì)磁脈沖(chòng)勵時❄️，将(jiāng)産生一(yī)🏃‍♀️磁通密(mì)度爲B的(de)工作磁(ci)場。當導(dǎo)電流體(ti)以流速(sù)V通過裝(zhuang)有一對(dui)間距爲(wèi)L的測量(liang)電極且(qiě)内徑爲(wei)D的管⚽道(dào)時，這對(dui)電極将(jiāng)會産生(sheng)同時垂(chuí)直于磁(cí)場方向(xiàng)和液體(tǐ)流動方(fang)向的感(gan)應電動(dòng)勢E。感應(ying)出的電(dian)動勢E正(zhèng)比于磁(cí)通密度(dù)B與平均(jun)流速V的(de)乘積：E=BLV。電(dian)動勢E(流(liú)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(yun)👅算得出(chū)管道内(nèi)的實際(jì)流🔞速V，再(zai)根據即(ji)可求出(chu)實際體(ti)積流量(liang)。
 
3插入式(shi)電磁流(liu)量計硬(yìng)件電路(lù)分析
　　整(zheng)個硬件(jian)電路（圖(tú)2）包括電(diàn)源部分(fèn)、勵磁電(dian)路部分(fèn)、信号放(fàng)大采集(ji)處理部(bù)分及輸(shū)入輸出(chū)顯示部(bù)分。其中(zhōng)影響流(liú)量計測(cè)量精度(du)的主要(yao)是勵磁(ci)電路部(bù)分和信(xìn)号放大(da)采集處(chu)理部分(fèn)。
 
　　勵(lì)磁電路(lu)采用低(di)頻三值(zhi)矩形波(bō)勵磁（圖(tú)3），這種勵(li)磁方式(shi)既可✊以(yi)大幅減(jiǎn)小由直(zhí)流勵磁(ci)時産生(shēng)的電極(ji)極化⚽效(xiao)應，也可(ke)以克❓服(fu)正弦波(bō)勵磁産(chan)生的正(zhèng)交幹擾(rao)的影響(xiang)，同時，低(di)頻三值(zhi)矩形♍波(bo)勵磁比(bi)低頻矩(jǔ)形波勵(li)磁有更(gèng)低的勵(lì)磁功率(lǜ)，而且還(hái)可以在(zai)零值勵(lì)🍉磁時進(jin)行零點(diǎn)自動補(bu)償，穩定(ding)流量計(jì)的零點(diǎn)。
 
　　雖然插(cha)入式電(dian)磁流量(liàng)計采用(yòng)低頻三(san)值矩形(xíng)波勵磁(cí)時☁️它的(de)極化現(xian)象和正(zheng)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(gan)應電動(dòng)勢在信(xìn)号線傳(chuán)輸過程(chéng)中信号(hao)線也會(huì)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(you)用信号(hào)與各種(zhong)幹擾信(xìn)号的“組(zu)合”，它不(bú)僅包含(hán)流速信(xìn)❄️号也包(bāo)含各🏃🏻種(zhǒng)幹擾信(xin)号。
　　插入(ru)式電磁(ci)流量計(jì)兩個電(diàn)極上實(shí)際測量(liàng)得到的(de)電壓信(xin)🈲号可以(yi)用以下(xia)的信号(hao)模型來(lái)表示。即(ji)
 
　　微分幹(gàn)擾和同(tong)相幹擾(rao)會随着(zhe)磁場的(de)穩定而(ér)快速消(xiāo)失；共模(mó)📐幹🔞擾和(he)串模幹(gan)擾會造(zao)成插入(rù)式電磁(ci)流量計(jì)零點漂(piāo)移，傳輸(shū)信号線(xian)采用屏(píng)蔽線，确(què)保儀表(biǎo)接地良(liáng)好可大(da)幅度減(jian)弱其影(ying)響；電化(hua)學幹擾(rao)主要是(shi)電極表(biǎo)面的極(ji)化現象(xiàng)會造成(chéng)插入式(shì)電磁流(liu)量計零(líng)點不穩(wen)，提高勵(li)磁頻率(lü)可以減(jiǎn)小其影(ying)響。觀察(cha)管道流(liú)體流🏃🏻速(sù)在5m/s左右(you)時感應(ying)信号（圖(tu)4），可以發(fā)現除去(qù)毛刺感(gǎn)應信号(hào)⛹🏻‍♀️幅值可(kě)達25mV,但其(qí)中有用(yòng)信号的(de)幅值在(zai)0.5mV左右，所(suǒ)以信号(hao)🚩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(xia)從信号(hao)放大采(cai)集處理(lǐ)部分對(duì)流速信(xin)号能夠(gòu)有效地(di)、針對性(xing)地放大(da)、處理和(he)濾除雜(za)波進行(hang)分析。
 
　　前(qián)置放大(da)電路（圖(tú)5）采用儀(yi)表放大(da)器進行(hang)放大，儀(yi)表放大(dà)器前端(duan)是RFI濾波(bō)器，濾除(chú)衰減大(da)部分幹(gàn)擾信号(hao)，R1爲精密(mì)電💘阻，确(que)保放大(dà)倍🈲數穩(wěn)定。二極(jí)管D1、D2可以(yi)限制輸(shu)入信🧑🏽‍🤝‍🧑🏻号(hao)的大小(xiǎo)，避免誤(wu)接線造(zao)成損⭕壞(huai)。
 
　　一款低(dī)成本、寬(kuān)電源電(diàn)壓範圍(wei)儀表放(fang)大器，該(gai)儀表放(fàng)大😍器具(ju)有超高(gāo)輸入阻(zu)抗、高共(gong)模抑制(zhi)比、低噪(zao)聲、低線(xian)性誤差(cha)、低輸出(chu)阻抗🌈的(de)優點，查(chá)看芯片(piàn)手冊可(ke)以得到(dào)。信号放(fang)大電路(lù)🈲（圖6）采用(yong)㊙️運算放(fàng)大器TLC2262，TLC2262是(shì)TI公司🔅雙(shuang)路運算(suan)👉放大器(qì)可以達(dá)到軌❓對(duì)軌輸出(chu)的性能(néng)，電🏃🏻阻R2、R4爲(wei)精密電(diàn)阻，确保(bao)放大🔴倍(bèi)數穩定(ding)，R24和C31組成(cheng)一個低(di)通濾波(bō)器。
 
 
注：實(shí)際放大(dà)25倍，共模(mo)抑制比(bǐ)爲20000倍,液(ye)體電導(dao)率≧25uS/cm，信号(hao)内📞阻一(yī)般小💁于(yú)400kΩ；誤差小(xiǎo)于0.05%；溫漂(piao)小于0.01。
　　由(you)低通濾(lǜ)波器進(jin)行衰減(jian)并濾除(chú)部分雜(za)波後的(de)信号💘SIGN（圖(tú)7）經模拟(nǐ)開關進(jin)入精密(mì)ADC進行AD轉(zhuǎn)換輸入(rù)單片機(jī)。可以發(fa)現，此時(shi)❓的信号(hào)與勵磁(ci)波形已(yǐ)經十分(fèn)相似，信(xin)号高低(di)處已經(jing)十分🤩平(píng)滑，可💃🏻以(yi)進行AD轉(zhuan)換。
 
 
4插入(ru)式電磁(cí)流量計(ji)的測量(liàng)精度
　　插(chā)入式電(diàn)磁流量(liàng)計适用(yong)于DN150～DN2000的管(guan)道，其測(ce)量精度(dù)達到1.0級(ji)，圖8是此(ci)次應用(yong)的插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)的檢定(dìng)記錄表(biǎo)，經檢定(ding)後各點(dian)誤差均(jun)在1%以内(nei)，隻要安(an)裝條件(jian)符合規(guī)定，儀⚽表(biǎo)的正确(que)度是☎️有(you)保障的(de)。
5結語
　　插(cha)入式電(diàn)磁流量(liang)計安裝(zhuāng)簡單、老(lǎo)舊管道(dao)改造方(fāng)便，應用(yòng)😘在浮🐅選(xuǎn)自動加(jiā)藥系統(tǒng)其測量(liàng)精度能(néng)夠達到(dao)要求，爲(wèi)浮選自(zi)動加藥(yao)系統的(de)正常運(yun)行提供(gòng)正确數(shù)據，有🚩助(zhù)于生産(chǎn)技術人(ren)員進行(hang)分析🌈研(yan)究調整(zhěng)試劑加(jia)藥系數(shù)K，使經浮(fu)💔選得到(dao)的精煤(mei)品質穩(wěn)定、生産(chǎn)效率提(ti)高并能(neng)精準添(tiān)加浮選(xuan)藥劑、節(jie)省藥劑(jì)，同時，也(yě)能降低(di)工🈲作⭐的(de)複雜程(cheng)度，節省(shěng)勞動人(ren)員。

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