摘要:浮選(xuǎn)是洗煤廠生産(chǎn)的關鍵環節，浮(fú)選效果的好壞(huai)直接關🔅系到精(jing)煤産率。爲了解(jie)決浮選過程中(zhong)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(xuǎn)煤廠管路⭐老舊(jiu)、管徑較大難以(yi)改造、結合性價(jià)比等因素，選用(yòng)智能型插入電(dian)磁流量計 進行(hang)入料煤泥水流(liu)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(dài)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(jìn)行流量測量時(shi)出現了一些應(yīng)用瓶頸，主要有(yǒu)以下兩點：
（1）傳統(tong)的管段式電磁(ci)流量計雖然精(jīng)度很高，但其制(zhì)造成本也高，在(zài)浮選煤泥水大(dà)直徑管道流量(liàng)測量🔴現場不需(xu)要這麽高的精(jīng)度，而且浮選煤(mei)泥水管道一般(ban)直徑都比較大(da),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(lao)舊，安裝時需要(yao)截斷管道焊接(jiē)法蘭，這一過程(cheng)可能會對管道(dào)造成較大損傷(shang)，而且傳統的管(guan)段式電🌈磁流量(liàng)♊計隻能在管道(dào)内沒有流體時(shi)才能安裝、拆卸(xie)儀表，這将會影(yǐng)響精煤生産，也(ye)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(qí)設計原理相同(tong)，但由于其傳感(gǎn)器結構的特點(dian)使它在大直徑(jing)管道流量測量(liàng)時有明顯🌍的優(yōu)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(chang)安裝時無須截(jie)斷管道，易于拆(chai)卸維修🌈，對測量(liàng)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(yao)系統原理
　　浮選(xuǎn)是選煤廠生産(chan)過程中的一個(ge)重要環節，在整(zheng)🔴個生産過程🚶中(zhōng)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(liàng))×C(煤🏃‍♀️泥水濃度)可(kě)知，若要獲👈得浮(fú)選中精密藥劑(ji)泵的加藥量首(shou)先要得到煤泥(ní)⚽水中幹煤泥質(zhì)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(guo)對選煤🔞廠的煤(mei)種和所選用的(de)藥劑進行分析(xi)，爲了保障品質(zhi)和回收率🈲，由中(zhōng)煤科工集團唐(tang)山研究院研發(fa)的浮選自動加(jia)藥系統根據對(dui)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(jì)用量并由精密(mi)藥劑泵加藥。
　　系(xì)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(dòng)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(qǔ)線，通過查詢生(sheng)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(dào)更高。
2插入式電(diàn)磁流量計的設(she)計原理
　　插入式(shì)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(qi)可以測量管道(dao)内導電性液體(ti)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(cí)㊙️轭，護套的側面(mian)裝有兩隻電極(jí)。勵磁線圈由三(sān)值方波勵磁脈(mò)沖勵時，将産生(shēng)一磁通密度爲(wèi)B的工作磁場。當(dang)導電流體以流(liu)速V通過裝有一(yī)對間距爲L的測(ce)量電極且内徑(jìng)爲D的管道時，這(zhe)對電極将會産(chǎn)生同時垂直于(yu)磁場方向和液(yè)體流動方向的(de)感應電動勢E。感(gan)應出的電動勢(shì)E正比于磁通密(mì)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(diàn)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(qiú)出實際體積流(liu)量。
 
3插入式電磁流(liú)量計硬件電路(lù)分析
　　整個硬件(jiàn)電路（圖2）包括電(diàn)源部分、勵磁電(dian)路部分、信号放(fang)🔞大采集處理部(bù)分及輸入輸出(chū)顯示部分。其中(zhong)影響流量計測(ce)量精度的♉主要(yao)是勵磁電路部(bu)分和信号放大(da)采集處理部分(fèn)。
 
　　勵磁電路采用(yòng)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(chan)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(shí)，低頻三📧值矩形(xing)波勵磁比低頻(pin)矩形波勵磁有(yǒu)更低的勵磁功(gong)率，而且還可以(yi)在零值勵磁時(shi)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(li)磁時它的極化(huà)現象和正交幹(gan)擾較弱，但也不(bú)能從🌏根本💛上完(wán)全消除，再加上(shang)感應電動勢在(zài)信号線傳輸過(guò)程中信号線也(ye)會在空間磁場(chǎng)的作用下産生(sheng)幹擾信号✏️，所以(yi)實際⭐測量得到(dao)的電壓信号是(shi)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(rao)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(ya)信号☎️可以用以(yǐ)下的信号模型(xing)來表示。即
 
　　微分(fèn)幹擾和同相幹(gan)擾會随着磁場(chǎng)的穩定而快速(su)消失；共模幹擾(rao)和串模幹擾會(huì)造成插入式電(dian)磁流☂️量計零點(dian)漂移，傳輸信号(hào)線采用屏蔽線(xiàn)，确保儀表✏️接地(di)良好可大幅度(dù)減弱其影響；電(diàn)化👈學幹擾主要(yào)是電極表面的(de)極化🔱現象會造(zào)成插入式電磁(cí)流量計零點不(bú)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(zuǒ)右時感應🆚信号(hao)（圖4），可以發現除(chu)去毛刺感應信(xìn)号幅值可✍️達25mV,但(dan)其中有用信号(hao)的幅值在0.5mV左右(yòu)，所以信号🤟放大(da)采集過程中✂️要(yao)進行濾波。參照(zhào)勵磁方式，分析(xi)流⚽速信号電壓(ya)的基本特🐉征，以(yǐ)❄️下從信号放大(dà)采集處理部分(fen)對流速信号能(neng)夠有效地、針對(dui)性♉地放大、處理(lǐ)和濾除雜波進(jin)行分析。
 
　　前置放(fang)大電路（圖5）采用(yong)儀表放大器進(jìn)行放大，儀表放(fang)💚大器🔅前❄️端🌂是RFI濾(lǜ)波器，濾除衰減(jian)大部分幹擾信(xìn)号，R1爲精密電阻(zu)，确保放大倍數(shù)穩定。二極管D1、D2可(kě)以限制輸入信(xin)号的大小，避免(mian)誤接線造成損(sǔn)💋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(chao)高輸入阻抗、高(gao)共模抑制比、低(di)噪聲、低線性誤(wu)差、低輸出阻抗(kang)的優點，查看芯(xin)片手冊可以得(dé)到。信号放🏃‍♀️大電(dian)路（圖6）采用運算(suan)放大器TLC2262，TLC2262是TI公司(sī)雙路運算放大(dà)器可以達到軌(guǐ)對軌輸出的性(xing)能，電阻R2、R4爲精密(mì)電阻，确保放大(da)倍數穩定，R24和C31組(zu)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(zǔ)🐉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(mo)拟開關進入精(jing)密ADC進行AD轉換輸(shu)入單片機🍉。可以(yǐ)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(yǐ)經十分☀️平滑，可(kě)以進行AD轉換。
 
 
4插(chā)入式電磁流量(liàng)計的測量精度(dù)
　　插入式電磁流(liu)量計适用于DN150～DN2000的(de)管道，其測量精(jīng)度達到1.0級，圖8是(shì)此次應用的插(cha)入式電磁流量(liang)計的檢定記錄(lù)表，經檢定後各(ge)點誤差均在1%以(yǐ)内，隻要安裝條(tiao)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(dān)、老舊管道改造(zao)方便，應用在浮(fú)選自動加藥系(xi)統其測量精度(du)能夠達到要求(qiú)，爲浮選自動加(jia)藥系統的正常(chang)運行提供準确(què)數據，有👉助于生(shēng)🔴産技術人員進(jin)行分析研究調(diao)整試劑加藥系(xi)數K，使經浮🍓選得(dé)到的精煤品質(zhì)穩定、生産📐效率(lü)提高并能添加(jia)浮選❌藥劑、節省(shěng)藥劑，同時，也能(néng)📞降低工作的🤞複(fu)雜程度，節省勞(láo)動力。

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