摘要：浮選是(shi)洗煤廠生産的關(guān)鍵環節，浮選效果(guo)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(ying)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(jiù)、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(liang)精度能達到要♻️求(qiu)，爲浮選自動加藥(yào)系統的正常運行(hang)提供正确數據。
　　電(dian)磁流量計 是一種(zhǒng)測量精度高、應用(yòng)範圍廣的流量儀(yi)表，随着現🔴代🔅化工(gōng)業的不斷發展，傳(chuán)統的管段式電磁(cí)流量計在浮選煤(méi)泥水工業現場進(jin)行流量測量時出(chu)現了一些應用瓶(ping)頸，主要有以下兩(liang)點：
（1）傳統的管段式(shi)電磁流量計雖然(ran)精度很高，但其制(zhì)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(xuan)煤泥水管道一般(bān)直徑都比較大,其(qi)💃制造成本将會更(geng)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(mei)泥水管道較老舊(jiu)，安裝時需要截🔞斷(duan)管道焊接法蘭，這(zhe)一過程可能會對(dui)管道造成較大損(sǔn)傷，而且傳統的管(guǎn)段式電磁流量計(ji)隻能在管道内沒(mei)有🔅流體時才♋能安(an)裝、拆卸儀表，這🈲将(jiang)會影響🧡精煤生産(chǎn)，也🏃‍♂️勢必會提高檢(jiǎn)修費用。插🔅入式電(diàn)磁流量計是從傳(chuan)統的管段式電磁(cí)流量計演變過💯來(lái)的，其設計原理相(xiang)同，但由于🥰其傳感(gǎn)器結構的特點使(shi)🐅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(shui)在線安裝，現場安(ān)裝時無須截斷管(guǎn)道，易于拆卸維修(xiu)，對測量較粗管道(dào)的入料煤泥水流(liú)量有很大的優勢(shì)。
1浮選自動加藥系(xì)統原理
　　浮選是選(xuǎn)煤廠生産過程中(zhong)的一個重要環節(jiē)，在整個☎️生産過程(cheng)中扮演着重要角(jiǎo)色。根據公式G（試劑(jì)加🧑🏽‍🤝‍🧑🏻藥量）=K（加藥系數(shu)）×M(幹煤泥質量)和M(幹(gan)煤泥質量）=L(煤泥水(shui)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(yào)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(dui)田莊選煤廠的煤(mei)種和所選用的藥(yao)劑進行分析，爲了(le)保障品質和回收(shōu)率，由中🛀🏻煤科工集(ji)團唐♉山研究院研(yan)發的浮選自動加(jiā)藥系統🧡根據對入(rù)料煤泥水濃度和(he)流量的💋監測，計算(suan)出實時幹煤泥質(zhi)量，然後計算出藥(yào)劑用量并由精密(mi)藥劑泵加藥。
　　系統(tong)在電腦端實時顯(xian)示工藝各種參數(shù)，直觀地顯⚽示監測(ce)🌈的各個參數和自(zi)動加藥系統的運(yùn)行情況🎯。該系統還(hai)可以生成生産🆚信(xin)息曆史曲線，通過(guo)查詢生産數據，方(fāng)便🐪生産技⛷️術人員(yuan)進行分析研究微(wei)調加藥系數K，使生(shēng)産效率達到更高(gāo)。
2插入式電磁流量(liang)計的設計原理
　　插(chā)入式電磁流量計(ji)的工作原理是基(ji)于法拉第電磁感(gan)應👌定律✨(圖1)，其可以(yǐ)測量管道内導電(diàn)性液體的體積流(liú)量🌍。流量計有一個(ge)💃用絕緣材料制成(chéng)的護套🈚，内裝有線(xiàn)圈、鐵芯和磁轭，護(hù)套的側面🌈裝有兩(liang)隻電極。勵磁線圈(quan)由三值方波勵磁(ci)脈沖勵時🐇，将産生(sheng)一⛹🏻‍♀️磁通密度爲✍️B的(de)工作磁場。當導電(diàn)流體以流速V通過(guò)🚶‍♀️裝有一對間距⛱️爲(wei)L的測量電極且内(nei)徑爲D的管✂️道時，這(zhe)對電極将會産💁生(shēng)同時垂直于磁🏃🏻‍♂️場(chang)方向和液體✌️流動(dòng)方向的感應電動(dòng)勢E。感應出的電動(dong)✉️勢E正比于磁通密(mi)度B與平均流速♌V的(de)乘積：E=BLV。電動勢E(流量(liang)信号)由電極檢出(chu)并通過屏蔽電纜(lan)送到轉換器内參(can)與運算得出管道(dào)内的實際流速🤟V，再(zài)根據即可求出實(shi)際體積流量。
 
3插入式電(diàn)磁流量計硬件電(diàn)路分析
　　整個硬件(jian)電路（圖2）包括電源(yuán)部分、勵磁電路部(bu)分、信号放大采集(ji)處理部分及輸入(ru)輸出顯示部分。其(qí)中🍉影響流量計測(cè)量精度的主要是(shì)勵磁電路部分和(he)信号放大采集處(chù)理部分。
 
　　勵磁電路(lu)采用低頻三值矩(jǔ)形波勵磁（圖3），這種(zhǒng)勵磁🙇‍♀️方式既可以(yǐ)大幅減小由直流(liú)勵磁時産生的電(diàn)極極化效應，也可(ke)♻️以克服正㊙️弦波勵(lì)磁産生的正交幹(gan)擾的影響，同時☁️，低(dī)頻三📱值矩形波勵(li)磁👄比低頻矩形波(bo)勵磁有更低的勵(li)磁功率，而且還可(kě)以在零值勵磁時(shí)進行零🏃‍♂️點自動補(bǔ)償，穩定流量計的(de)零點。
 
　　雖然插入式(shì)電磁流量計采用(yong)低頻三值矩形波(bo)勵磁💛時它🚶‍♀️的🌈極化(huà)現象和正交幹擾(rao)較弱，但也不能從(cong)根本上完全消除(chu)，再加上感應電動(dòng)勢在信号線傳輸(shu)過程中信号線也(ye)會在空間磁場的(de)作用下産生幹擾(rǎo)信号，所以實際☀️測(ce)量得到的電壓信(xin)号是有用㊙️信号與(yǔ)各種幹擾信号的(de)“組合”，它不僅包含(han)流速信♈号也包含(han)各種幹擾信号。
　　插(cha)入式電磁流量計(jì)兩個電極上實際(ji)測量得到的✏️電壓(ya)信号可以用以下(xià)的信号模型來表(biao)示。即
 
　　微分幹擾和(he)同相幹擾會随着(zhe)磁場的穩定而快(kuai)速消失；共模幹☎️擾(rao)和串模幹擾會造(zao)成插入式電磁流(liu)🔴量計零點漂移⚽，傳(chuan)輸信号線采用屏(píng)蔽線，确保儀表接(jiē)地良好可大💋幅度(du)減弱其影響；電化(hua)學幹擾主要是電(diàn)極表面的極化現(xiàn)象會造成插入式(shi)電磁流量🍉計零點(diǎn)不穩⁉️，提高勵磁頻(pin)率可以減小其影(ying)響。觀察💜管道流體(ti)流速在5m/s左右時感(gan)應🍉信号（圖4），可以發(fa)現除去毛刺感應(yīng)信号幅值可達25mV,但(dan)其中🐉有用信号的(de)幅值在0.5mV左右，所以(yǐ)信号🔞放大采集過(guo)程中要㊙️進行濾波(bō)。參照勵磁方式，分(fen)析流速信号電壓(ya)的基本特征，以🏒下(xia)從信号放大采集(jí)處理部分對流速(sù)信号能夠有效地(dì)、針對性地放大、處(chù)理和濾除雜波進(jìn)行分析。
 
　　前置放大(da)電路（圖5）采用儀表(biǎo)放大器進行放大(dà)，儀表放大器前端(duan)是RFI濾波器，濾除衰(shuai)減大部分幹擾信(xìn)号🔞，R1爲精密電阻，确(que)保放大倍數穩定(dìng)。二極管D1、D2可以限制(zhi)輸入信号的大💋小(xiao)，避免誤接線⭐造成(cheng)損壞。
 
　　一款低成本(ben)、寬電源電壓範圍(wei)儀表放大器，該儀(yi)表放大⛷️器具有超(chāo)高輸入阻抗、高共(gòng)模抑制比、低噪聲(shēng)、低線❓性誤✉️差、低輸(shu)出阻抗的優點，查(chá)看芯片手冊可以(yǐ)得到。信号放大電(diàn)路（圖6）采用💔運算放(fàng)大器TLC2262，TLC2262是TI公司雙路(lù)運算放大器可以(yǐ)達到軌對軌輸出(chu)的性能，電☎️阻R2、R4爲精(jīng)密電阻，确保放大(dà)倍數穩定，R24和C31組成(chéng)一個低通濾波器(qi)。
 
 
注：實際放大25倍，共(gong)模抑制比爲20000倍,液(yè)體電導率≧25uS/cm，信号内(nei)阻一般小于400kΩ；誤差(chà)小于0.05%；溫漂小于0.01。
　　由(you)低通濾波器進行(hang)衰減并濾除部分(fèn)雜波後的信号SIGN（圖(tú)7）經模拟開關進入(ru)精密ADC進行AD轉換輸(shu)入單片機🆚。可以👉發(fa)現📧，此時的信号與(yu)勵磁波形已經十(shí)分相似，信号高低(di)處已經十分📧平滑(huá)，可✉️以進行AD轉換。
 
 
4插(chā)入式電磁流量計(jì)的測量精度
　　插入(rù)式電磁流量計适(shi)用于DN150～DN2000的管道，其測(ce)量精度達🔞到1.0級，圖(tú)🏃🏻‍♂️8是此次應用的插(cha)入式電磁流量計(ji)的檢定記錄表，經(jing)檢定後各🐉點誤差(cha)均在1%以内，隻要安(ān)裝條件符合規定(dìng)，儀表的正确度是(shì)有保障的。
5結語
　　插(cha)入式電磁流量計(ji)安裝簡單、老舊管(guǎn)道改造方便，應用(yong)在💞浮❌選自動加藥(yao)系統其測量精度(du)能夠達到要求，爲(wei)浮選自❌動加藥系(xi)統的正常運行提(ti)供正确數據，有🔆助(zhu)于生産技術人員(yuán)進行分析🌈研究調(diào)整試劑加藥系數(shù)K，使經浮選得到的(de)精煤品質穩定、生(shēng)産🥰效率提高并能(néng)精準添加浮選藥(yao)劑、節省藥劑，同時(shi)，也能降低工作的(de)複雜程度，節省勞(lao)動人員。

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