摘要:浮選(xuǎn)是洗煤廠生産(chǎn)的關鍵環節，浮(fu)選效果的好壞(huài)直❗接關系到精(jīng)煤産率。爲了解(jiě)決浮選過程中(zhōng)入料煤泥水流(liú)量難以實時監(jiān)測影響浮選自(zì)動加💰藥系統🤞正(zheng)常運行的問題(ti)，并針對一些選(xuan)煤廠管路老舊(jiu)、管徑較大難以(yi)改造、結合性價(jia)比等因素，選用(yòng)智能型插入電(diàn)磁流量計 進行(hang)入料煤泥水流(liú)量的測量，測量(liang)精度能達到要(yao)求✔️，爲🈲浮選🈲自動(dong)加藥系統的正(zheng)常運行提供準(zhun)确數據。
　　 電磁流(liu)量計 是一種測(ce)量精度高、應用(yòng)範圍廣的流量(liàng)儀表，随着現代(dai)化工🌈業的不斷(duan)發展，傳統的管(guan)段式電磁流量(liàng)計在浮選🛀煤泥(ni)水工業現場進(jin)行流量測量時(shí)出現了一些應(yīng)用瓶頸，主要有(yǒu)以下☀️兩點：
（1）傳統(tǒng)的管段式電磁(ci)流量計雖然精(jing)度很高，但其制(zhì)造成本也高，在(zai)浮選煤泥水大(da)直徑管道流量(liang)測量現場🔴不需(xū)要這麽高的精(jing)度，而且浮選煤(méi)泥水管道🏃🏻‍♂️一般(bān)直徑都比較大(dà),其制造成本将(jiāng)會更高。
（2）傳統的(de)管段式電磁流(liú)量計與管道爲(wei)法蘭連接，一些(xiē)🎯選煤廠浮選煤(méi)泥水管道較老(lǎo)舊，安裝時需要(yao)截斷管道焊🧑🏾‍🤝‍🧑🏼接(jiē)法⚽蘭，這💯一過程(chéng)可能會對管道(dao)造成較大損傷(shang)，而且傳🔞統的管(guan)段式電👄磁流量(liang)計隻能在管道(dào)内沒有流體時(shí)才能安裝、拆卸(xie)儀表，這将會影(yǐng)響精煤生産，也(yě)㊙️勢必會提高🙇‍♀️檢(jiǎn)修費用。插入式(shì)電磁流量計是(shi)從傳統的管段(duàn)式電磁流量計(ji)演變過來的🛀，其(qi)設計原理相同(tong)，但由于其傳感(gan)器結構的特點(dian)使它在大直徑(jìng)管道流量測量(liàng)時有明顯的♍優(you)點，制造成本低(dī)，其密封結構可(ke)已實現不停水(shuǐ)在線安☂️裝，現💰場(chǎng)安裝時無須截(jie)斷管道，易于拆(chai)卸維修🏃‍♀️，對測量(liang)較粗管道的入(rù)料煤泥水流量(liàng)有很大的優勢(shì)。
1浮選自動加藥(yào)系統原理
　　浮選(xuan)是選煤廠生産(chan)過程中的一個(gè)重要環節，在整(zheng)☎️個生産過程中(zhong)扮演着重要角(jiao)色。根據公式G（試(shi)劑加藥量）=K（加藥(yao)系數）×M(幹煤🚩泥質(zhi)🏃‍♀️量)和M(幹煤泥質(zhì)量）=L(煤泥水流量(liang))×C(煤泥水濃度)可(ke)知㊙️，若要獲得浮(fú)選中精密藥劑(jì)泵的加藥量首(shou)先要得到煤泥(ni)🌈水中幹煤泥質(zhi)量，所以要測定(ding)各個管道中煤(mei)泥水流量和🐪煤(mei)泥水濃度。通過(guò)對選煤廠的煤(méi)種和所選用的(de)藥劑進行🔞分析(xi)，爲了保障品質(zhì)和回收率，由中(zhong)煤科工集團唐(táng)山研究院研發(fa)的浮選自動加(jiā)藥系統根據🍉對(duì)入料煤泥水濃(nóng)度和流量的監(jiān)測👅，計算出實時(shi)幹煤泥質量，然(rán)後計算出藥劑(ji)用量并由‼️精密(mi)藥劑泵加藥。
　　系(xi)統在電腦端實(shí)時顯示工藝各(gè)種參數，直觀地(dì)顯示監測的各(ge)個參數和自動(dong)加藥系統的運(yùn)行情況。該系統(tong)還可以生成生(sheng)産信息曆史曲(qu)線，通過查詢生(shēng)産數據，方便㊙️生(shēng)産技術人員進(jin)行分析研究微(wēi)調加藥系數K，使(shǐ)生産效率達到(dao)更高。
2插入式電(diàn)磁流量計的設(shè)計原理
　　插入式(shi)電磁流量計的(de)工作原理是基(jī)于法拉第電🈲磁(ci)🈲感應定律(圖1)，其(qí)可以測量管道(dao)内導電性液體(tǐ)的體積流量。流(liu)量計有⚽一個用(yòng)絕緣材料制成(chéng)的護套，内裝有(yǒu)線圈、鐵芯和磁(ci)轭，護套的側面(mian)🏃🏻裝有兩隻電極(jí)。勵磁線圈由三(san)值🔞方波勵磁脈(mò)沖勵時☂️，将産生(sheng)一磁通密度爲(wei)B的工作磁場。當(dāng)導電流體以流(liu)速V通過裝有一(yi)對間距爲L的測(ce)量電極且内徑(jing)爲D的管道時，這(zhè)對電極将會産(chǎn)生同時垂直于(yú)磁場方向和液(yè)體流動方向的(de)感應電✂️動勢E。感(gǎn)應出的電動勢(shi)E正比于磁通密(mi)度B與平均流速(sù)V的乘積：E=BLV。電動勢(shì)E(流量信号)由電(dian)極檢出并通過(guo)屏蔽電纜送到(dao)轉換器内參與(yǔ)運算得出管道(dào)㊙️内的實際流速(sù)V，再根據，即可求(qiu)出實際體積流(liu)量。
 
3插入式電磁流(liú)量計硬件電路(lu)分析
　　整個硬件(jian)電路（圖2）包括電(diàn)源部分、勵磁電(diàn)路部分、信号放(fang)大🔞采🌂集處理部(bù)分及輸入輸出(chu)顯示部分。其中(zhōng)影響流量計測(ce)量精🏃🏻度的🌂主要(yào)是勵磁電路部(bu)分和信号放大(dà)采集處理部分(fen)。
 
　　勵磁電路采用(yong)低頻三值矩形(xíng)波勵磁（圖3），這種(zhong)勵磁方式既可(ke)以大幅減小由(you)直流勵磁時産(chǎn)生的電極極化(huà)☁️效應，也可以克(ke)服正弦波勵磁(cí)産生的正交幹(gàn)擾的影響，同時(shi)，低頻三💚值矩形(xing)波勵磁💃比低頻(pin)矩形波勵磁有(you)🐇更低的勵磁功(gōng)率，而且還可以(yi)在零值勵磁時(shí)進行零點自動(dòng)補償，穩定流量(liang)計的零點。
 
　　雖然(ran)插入式電磁流(liú)量計采用低頻(pin)三值矩形波勵(lì)磁時它的極🧑🏾‍🤝‍🧑🏼化(hua)現象和正交幹(gan)擾較弱，但也不(bú)能從根本上完(wan)全消🐪除，再加上(shàng)感應電動勢在(zài)信号線傳輸過(guò)程👄中信号線也(yě)會在空間磁場(chǎng)的作用下産生(shēng)幹擾信号，所以(yi)實際測量得到(dao)的電壓信⭕号是(shì)有用信号與各(ge)種幹擾信号的(de)“組合”，它不僅包(bāo)含流速信🔱号也(ye)包含各🐪種幹擾(rǎo)信号。
　　插入式電(dian)磁流量計兩個(gè)電極上實際測(ce)量得到的電壓(yā)信号可以用以(yi)下的信号模型(xing)來表示。即
 
　　微分(fen)幹擾和同相幹(gàn)擾會随着磁場(chǎng)的穩定而快速(sù)消失🤩；共模⭐幹擾(rao)和串模幹擾會(hui)造成插入式電(diàn)磁流量計零點(dian)✍️漂移，傳輸信号(hào)線采用屏蔽線(xian)，确保儀表🤟接地(dì)良好可大幅度(du)減弱其影響；電(dian)化學幹擾主要(yao)是電極表面的(de)極化現象會造(zao)成插入式📧電磁(ci)流量計零點不(bu)穩㊙️，提高勵磁頻(pin)率可以減小😍其(qí)影響。觀察管道(dao)流體流速♌在5m/s左(zuo)右時感應㊙️信号(hao)（圖4），可以發現除(chú)去毛刺感應信(xìn)号幅值可達25mV,但(dan)其中有用信号(hào)的幅值在0.5mV左右(you)，所以信号放大(da)采集過程中要(yao)進行濾波。參照(zhao)勵磁方式，分析(xī)流速信号電壓(yā)的基本特征，以(yǐ)下從信号放大(da)采集處理部分(fen)對流速信号能(néng)夠有效地、針對(dui)性地放大、處理(lǐ)和濾除雜波進(jìn)行分析。
 
　　前置放(fàng)大電路（圖5）采用(yòng)儀表放大器進(jin)行放大，儀表放(fang)大器前端🧡是RFI濾(lü)波器，濾除衰減(jiǎn)大部分幹擾信(xìn)号，R1爲精🔴密電阻(zu)，确✊保放☂️大倍數(shu)穩定。二極管D1、D2可(ke)以限制輸入信(xin)号的大小，避免(mian)誤接線造成損(sun)🙇‍♀️壞。
 
　　AD8226是ADI公司一款(kuǎn)低成本、寬電源(yuán)電壓範圍儀表(biao)放大器，該儀表(biǎo)放⛹🏻‍♀️大器具有超(chāo)高輸入阻抗、高(gao)共模抑制比、低(dī)噪聲、低線性誤(wu)差、低輸出阻抗(kang)的優點，查看芯(xīn)片✨手冊可✨以得(dé)到。信号放大電(diàn)路😘（圖6）采用運算(suàn)放大器TLC2262，TLC2262是TI公司(si)雙路運算放大(dà)器可以達到軌(guǐ)對軌輸出的性(xìng)能，電阻R2、R4爲❤️精密(mì)電阻，确保放大(da)倍數♻️穩定，R24和C31組(zǔ)成一個低通濾(lü)波器。
 
注:實際放(fàng)大25倍，共模抑制(zhi)比爲20000倍，液體電(dian)導率≥25uS/cm,，信号内阻(zu)一般小于400kΩ;誤差(cha)小于0.05%;溫漂小于(yu)0.01。
　　由低通濾波器(qì)進行衰減并濾(lǜ)除部分雜波後(hou)的信⭐号🧑🏾‍🤝‍🧑🏼SIGN（圖7）經模(mó)拟開關進入精(jīng)密ADC進行AD轉換輸(shu)入單片機。可以(yi)發現，此時的信(xin)号與勵磁波形(xing)已經十分相似(sì)㊙️，信号高低處已(yi)經十分平滑，可(ke)以進行🧡AD轉換。
 
 
4插(chā)入式電磁流量(liàng)計的測量精度(du)
　　插入式電磁流(liu)量計适用于DN150～DN2000的(de)管道，其測量精(jing)度達🔞到1.0級，圖🤟8是(shì)此次應用的插(cha)入式電磁流量(liàng)計的檢定☂️記錄(lù)表，經檢定後各(ge)點誤差均在1%以(yi)内，隻要安裝條(tiáo)件符合規定，儀(yi)表的正😍确率是(shi)有保障的。
5結語(yu)
　　插入式電磁流(liu)量計安裝簡單(dan)、老舊管道改造(zào)方便，應用🧑🏾‍🤝‍🧑🏼在浮(fu)選自動加藥系(xì)統其測量精度(du)能夠達到要求(qiu)，爲浮選自動加(jia)藥系統的正常(cháng)運行提供準确(què)數據，有助于生(sheng)産技術人員進(jin)行分析研究調(diào)整試劑加藥系(xì)🈲數K，使經浮選得(de)到的精煤品質(zhi)穩定、生産效率(lü)提高并能添加(jiā)浮選藥劑、節省(shěng)藥劑，同時，也能(néng)降低工作的複(fú)雜程度，節省勞(lao)動力。

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