摘要:浮選是(shi)洗煤廠生産(chǎn)的關鍵環節(jie)，浮選效果的(de)好壞直接關(guan)系到精煤産(chǎn)率。爲了解決(jue)浮選過程中(zhong)入料煤泥水(shuǐ)流✔️量難以實(shi)💔時監測影響(xiang)浮選自動加(jiā)藥系統正常(cháng)運行的問題(ti)，并針對一些(xiē)選煤廠管路(lù)老舊、管徑較(jiào)大難以🌐改造(zào)、結合性價比(bǐ)等♌因素，選用(yòng)智能型插入(rù)電磁流量計(jì) 進行入料煤(méi)泥水流量的(de)測量，測量精(jing)度能達到要(yao)🌐求，爲浮選自(zi)動加藥系統(tong)的正常運行(háng)提供正确數(shu)👉據。
　　 電磁流量(liàng)計 是一種測(cè)量精度高、應(ying)用範圍廣的(de)流量儀表，随(suí)着現代化工(gōng)業的不斷發(fā)展，傳統的管(guan)段式電磁流(liu)量計在浮選(xuan)煤泥水工業(yè)現場進行流(liu)量測量時出(chu)現了一些應(ying)用瓶📞頸，主要(yào)有以下兩點(diǎn)：
（1）傳統的管段(duan)式電磁流量(liang)計雖然精度(dù)很高，但其制(zhì)造成本也高(gao)，在浮選煤泥(ni)水大直徑管(guan)道流量測量(liang)現場不需要(yào)這麽高的精(jing)度，而且浮選(xuǎn)煤泥水管道(dào)🔞一般直🏒徑都(dou)比較大,其制(zhì)造成本将會(hui)更高。
（2）傳統的(de)管段式電磁(ci)流量計與管(guan)道爲法蘭連(lian)接，一㊙️些🐅選👉煤(mei)廠浮選煤泥(ni)水管道較老(lao)舊，安裝時需(xu)要截斷管道(dào)焊接法蘭，這(zhè)一過程可能(neng)會對管道造(zào)成較大損傷(shang)🌈，而且傳⭐統的(de)管段式電磁(ci)流量計隻能(neng)在管道内沒(mei)有流體時才(cai)能安裝、拆卸(xiè)儀表，這将會(huì)影響🤞精煤生(shēng)産，也勢必會(huì)提高檢修費(fei)用。插入式電(dian)磁流量計是(shi)從傳統的管(guǎn)段式電磁流(liú)量計演變過(guò)來的，其設計(jì)原理相同，但(dan)由于其傳感(gan)器結構的特(tè)點使它在大(da)直徑管道流(liú)量測量時有(yǒu)明顯的優點(dian)，制造🈲成本低(di)，其😄密封結構(gou)可已實現不(bu)停水在線安(an)裝，現場安裝(zhuang)時無須截斷(duàn)管道，易于拆(chai)卸維修，對測(cè)量較粗管道(dào)的入料煤泥(ní)水流量有很(hěn)大的優勢。
1浮(fú)選自動加藥(yào)系統原理
　　浮(fu)選是選煤廠(chǎng)生産過程中(zhong)的一個重要(yào)環節，在整🧑🏽‍🤝‍🧑🏻個(ge)生産過💋程✊中(zhong)扮演着重要(yao)角色。根據公(gong)式G（試劑加藥(yao)量）=K（加藥系數(shù)）×M(幹煤泥質量(liàng))和M(幹煤泥質(zhi)量）=L(煤泥水🙇‍♀️流(liu)量)×C(煤泥水濃(nóng)度)可知，若要(yào)獲得浮選⭕中(zhōng)藥劑泵的❌加(jia)藥量首先要(yao)得到煤泥水(shuǐ)中幹煤泥質(zhì)量，所以要測(ce)定各個管道(dào)中煤泥水🌈流(liu)量和煤泥水(shui)濃度。通過對(dui)選煤廠的煤(méi)🔞種和所選用(yòng)的藥劑進行(hang)分析，爲了保(bǎo)障品質和回(hui)收率，由自動(dòng)加藥系🈚統根(gen)據對入料煤(méi)泥水濃度和(hé)流量的監測(ce)，計算出實👅時(shí)幹煤泥質🔞量(liang)，然後計算出(chu)藥劑用量并(bìng)由🌈藥劑泵加(jia)藥。
　　系統在電(dian)腦端實時顯(xian)示工藝各種(zhong)參數，直觀地(dì)顯示監🈲測的(de)各個參數和(hé)自動加藥系(xi)統的運行情(qing)況。該系♈統還(hái)可以生成生(sheng)産信息曆史(shi)曲線，通過查(chá)詢生産數據(ju)，方便生産技(ji)術人員進行(háng)分析研究微(wēi)調加藥系數(shù)K，使生産效♉率(lǜ)達到更高。
2插(chā)入式電磁流(liú)量計的設計(jì)原理
　　插入式(shi)電磁流量計(jì)的工作原理(li)是基于法拉(la)第電磁感💚應(yīng)定律(圖1)，其可(ke)以測量管道(dao)内導電性液(ye)體的體積🚶‍♀️流(liú)量。流量計有(you)一個用絕緣(yuán)材料制成的(de)護套，内裝有(yǒu)線圈、鐵芯和(hé)磁轭，護套🤟的(de)側面裝有兩(liang)隻電極。勵磁(cí)線✂️圈由三值(zhí)🌍方波勵磁脈(mo)沖勵時，将産(chǎn)生一🌈磁通密(mi)度爲B的工作(zuo)磁場。當導電(diàn)流體以流速(sù)V通過⭐裝有一(yī)對間距爲L的(de)測量電極且(qiě)内徑爲D的管(guan)道時，這對電(diàn)極将會産🈲生(shēng)同時垂直于(yu)磁⛹🏻‍♀️場方向和(he)液體流動方(fāng)向的感應電(dian)動勢E。感應出(chu)的電動勢E正(zheng)比于磁通密(mi)度B與平均流(liu)速V的乘積：E=BLV。電(dian)動勢E(流量信(xìn)号)由🔴電極檢(jiǎn)出并通過屏(píng)蔽電纜送到(dao)轉換器👣内參(can)與運🔴算得出(chu)管道内的實(shí)際流速V，再根(gen)據，即可求出(chu)實際體積流(liu)量。
 
3插入(ru)式電磁流量(liàng)計硬件電路(lu)分析
　　整個硬(yìng)件電路（圖2）包(bao)括電源部分(fen)、勵磁電路部(bu)分、信号放大(da)采集處理部(bù)分及輸入輸(shu)出顯示部分(fen)。其中影響流(liú)量🚩計測量精(jing)🔱度的主要是(shì)勵磁電路部(bù)分和信号放(fàng)大采集處理(li)部🛀分。
 
　　勵磁電路采(cǎi)用低頻三值(zhí)矩形波勵磁(ci)（圖3），這種勵磁(cí)🔞方式㊙️既可以(yǐ)大幅減小由(yóu)直流勵磁時(shi)産生的電極(ji)極化效應，也(yě)可以克🈲服正(zheng)弦波勵磁産(chǎn)生的正交幹(gàn)擾的影㊙️響，同(tong)時，低頻三值(zhí)矩形波勵磁(cí)😄比低頻矩形(xing)波勵磁有㊙️更(gèng)低的勵磁功(gōng)率，而且還可(kě)以在零值勵(lì)🌈磁時進行零(líng)點自動補償(chang)，穩定流量計(jì)的零點。
 
　　雖然(rán)插入式電磁(ci)流量計采用(yòng)低頻三值矩(ju)形波勵磁時(shí)❗它的極化現(xian)象和正交幹(gan)擾較弱，但也(ye)不能從根本(ben)上完全消👄除(chú)，再🔞加上🐇感應(ying)電動勢在信(xin)号線傳輸過(guò)程中信号🔴線(xiàn)也會在空間(jiān)磁場的作用(yong)下産生幹擾(rao)信号，所以實(shi)際測量得到(dào)的電壓信号(hao)是有用信号(hào)與各種幹擾(rao)信号的“組合(hé)”，它不僅包含(hán)流速信号也(yě)包含各種✔️幹(gàn)擾信号。
　　插入(rù)式電磁流量(liàng)計兩個電極(jí)上實際測量(liàng)得到的電壓(yā)信号可以用(yong)以下的信号(hào)模型來表示(shì)。即
 
　　微分幹擾(rǎo)和同相幹擾(rao)會随着磁場(chǎng)的穩定而快(kuài)速🈲消失；共模(mo)幹擾和串模(mo)幹擾會造成(cheng)插入式電磁(ci)流量計零點(diǎn)漂移，傳輸信(xìn)号🔱線采用屏(ping)蔽線，确保儀(yi)表🈲接地良✊好(hǎo)可大幅度減(jiǎn)弱其影響；電(diàn)化學幹擾主(zhu)要是電極表(biao)面的極化🐇現(xiàn)象會造成插(cha)入式電磁流(liú)量計零點不(bu)穩，提高勵磁(ci)頻率可以減(jiǎn)小🤟其影響。觀(guān)察🍉管道流體(ti)流速在5m/s左右(yòu)時感應📐信号(hào)（圖4），可以發現(xian)除去毛刺感(gan)應信号幅值(zhi)可達25mV,但其中(zhōng)🌐有用信号的(de)幅值在0.5mV左右(yòu)，所以信号放(fàng)大采集過程(chéng)中要進行濾(lǜ)波。參照勵磁(ci)方式，分析流(liu)速信号電壓(yā)的基本特征(zhēng)，以⭕下從信号(hào)放大采集處(chu)理部分對流(liú)速信号能夠(gou)有效地、針對(dui)性地放大、處(chu)理和濾除雜(za)波進行分析(xī)。
 
　　前置放大電(diàn)路（圖5）采用儀(yi)表放大器進(jin)行放大，儀表(biao)✨放㊙️大器前端(duan)是RFI濾波器，濾(lü)除衰減大部(bù)分幹擾信号(hao)，R1爲電阻，确保(bao)放大倍數穩(wěn)🌍定。二極管D1、D2可(kě)以限制輸入(rù)信号的🔞大小(xiao)，避免誤接線(xiàn)造成損壞。
 
　　信(xìn)号放大電路(lù)（圖6）采用運算(suàn)放大器TLC2262，TLC2262是TI公(gōng)司雙路運👄算(suan)放✂️大器♋可以(yi)達到軌對軌(guǐ)輸出的性能(néng)，電阻R2、R4爲精密(mì)電阻，确保放(fang)大倍數穩定(ding)，R24和C31組成一個(gè)低通濾波器(qi)。
 
注:實際放大(dà)25倍，共模抑制(zhi)比爲20000倍，液體(tǐ)電導率≥25uS/cm,，信号(hao)内阻一般小(xiao)于400kΩ;誤差小于(yú)0.05%;溫漂小于0.01。
　　由(you)低通濾波器(qì)進行衰減并(bìng)濾除部分雜(zá)波後的信号(hào)SIGN（圖7）經模拟🔴開(kāi)關進入ADC進行(háng)AD轉換輸入單(dān)片機。可以發(fā)現，此時㊙️的信(xin)号與勵磁波(bō)形已經十分(fèn)相似，信号高(gao)低處已經十(shi)分平滑，可以(yǐ)進行AD轉換。
 
 
4插(chā)入式電磁流(liu)量計的測量(liang)精度
　　插入式(shi)電磁流量計(ji)适用于DN150～DN2000的管(guan)道，其測量精(jing)度達☁️到1.0級，圖(tú)⭐8是🐅此次應用(yòng)的插入式電(diàn)磁流量計的(de)檢定記錄💯表(biao)，經檢定後各(ge)點誤差均在(zài)1%以内，隻要安(ān)裝條件符合(he)規定，儀💘表的(de)精度是有保(bǎo)障的。
5結語
　　插(cha)入式電磁流(liu)量計安裝簡(jian)單、老舊管道(dào)改造方便，應(ying)用在浮選自(zì)動加藥系統(tong)其測量精度(du)能夠達到要(yào)求，爲浮選自(zi)動加藥系🐅統(tǒng)的正常運行(hang)提供準确數(shu)據，有📱助于生(sheng)産技術人員(yuan)進🚩行分析🙇🏻研(yan)究調整試❤️劑(ji)加藥系數K，使(shǐ)經浮選得到(dào)的⭐精煤品質(zhi)穩定、生産♈效(xiao)率提高并能(néng)添加浮選藥(yào)劑、節省藥劑(ji)，同時，也能降(jiàng)低工作的複(fu)雜程度，節省(sheng)勞動力。

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