摘(zhāi)要：浮選是洗煤(méi)廠生産的關鍵(jiàn)環節，浮選(xuǎn)效果的好(hǎo)壞直接關(guān)系到精煤産率(lǜ)。爲了解決浮選(xuǎn)過程(chéng)中入(rù)料煤(méi)泥水流(liú)量難以(yǐ)實時監測(cè)影響(xiǎng)浮選(xuǎn)自動加藥(yào)系統正(zhèng)常運行的問題，并針對一些選煤廠管路老(lǎo)舊(jiù)、管徑較大難以(yǐ)改造、結(jié)合性價(jià)比等因(yīn)素，選用(yòng)智能型(xíng)插入(rù)電(diàn)磁流量(liàng)計 進(jìn)行(háng)入(rù)料煤泥水(shuǐ)流(liú)量的測量(liàng)，測量精度能(néng)達到要求，爲浮選自動加藥系(xì)統的正常運行(háng)提供(gòng)正(zhèng)确數據(jù)。
　　電(diàn)磁流量計 是(shì)一種測量(liàng)精度高、應用(yòng)範(fàn)圍廣(guǎng)的流量儀表，随(suí)着現(xiàn)代化(huà)工業(yè)的不斷發展，傳(chuán)統的(de)管段式電(diàn)磁流量計(jì)在浮(fú)選煤泥水工業現場(chǎng)進(jìn)行流量(liàng)測量(liàng)時(shí)出現了(le)一些應用(yòng)瓶頸(jǐng)，主要有以(yǐ)下兩(liǎng)點：
（1）傳統(tǒng)的管段(duàn)式電(diàn)磁(cí)流量計(jì)雖然精度(dù)很高，但其(qí)制(zhì)造(zào)成本(běn)也高，在(zài)浮選煤泥水大直徑管(guǎn)道流量測量現(xiàn)場不需要這麽(me)高的精度(dù)，而(ér)且(qiě)浮選煤泥水管(guǎn)道一般(bān)直徑都比較大(dà),其制造(zào)成本将會(huì)更高(gāo)。
（2）傳統的管段式電磁流量(liàng)計與管道爲法蘭連(lián)接，一(yī)些選煤廠浮選煤泥水管(guǎn)道較老(lǎo)舊(jiù)，安裝(zhuāng)時需(xū)要截(jié)斷管(guǎn)道焊接(jiē)法蘭，這(zhè)一過(guò)程可(kě)能會(huì)對管道造成較大損傷，而(ér)且傳統的管段(duàn)式電(diàn)磁流量計隻能(néng)在管道内沒有(yǒu)流(liú)體時才能安(ān)裝、拆(chāi)卸(xiè)儀表，這将會(huì)影響精煤(méi)生産，也勢必會(huì)提高(gāo)檢(jiǎn)修(xiū)費用。插入(rù)式電(diàn)磁流(liú)量計是(shì)從傳統的管段式電磁流量(liàng)計演變過(guò)來的，其設(shè)計原(yuán)理(lǐ)相同(tóng)，但由于(yú)其傳感器(qì)結(jié)構的特(tè)點(diǎn)使它在(zài)大直徑(jìng)管道流(liú)量測量時有明(míng)顯的(de)優點，制造(zào)成本(běn)低，其(qí)密(mì)封(fēng)結構可(kě)已實現(xiàn)不停(tíng)水在線安(ān)裝，現(xiàn)場安裝時(shí)無須(xū)截(jié)斷管道(dào)，易于拆卸維修(xiū)，對測量較粗管(guǎn)道的入(rù)料煤泥(ní)水流(liú)量有很大(dà)的(de)優勢。
1浮選自(zì)動加藥系統原理
　　浮選是(shì)選煤(méi)廠生(shēng)産過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jiē)，在整個生産(chǎn)過程中扮演着重要角色。根據(jù)公式g（試(shì)劑(jì)加藥(yào)量）=k（加(jiā)藥系數）×m(幹(gàn)煤泥(ní)質(zhì)量(liàng))和m(幹(gàn)煤泥質量）=l(煤(méi)泥(ní)水流量)×c(煤泥水(shuǐ)濃度(dù))可知，若要(yào)獲得浮選中精密藥劑泵的加(jiā)藥量首先(xiān)要得到煤泥水中幹(gàn)煤泥(ní)質量，所以要測定各(gè)個管(guǎn)道(dào)中(zhōng)煤泥(ní)水流(liú)量和(hé)煤(méi)泥水濃(nóng)度。通過對(duì)田莊選煤廠的煤種(zhǒng)和所(suǒ)選用的藥(yào)劑(jì)進(jìn)行分析，爲(wèi)了保障品(pǐn)質(zhì)和(hé)回收率，由中煤(méi)科工集(jí)團唐山(shān)研究(jiū)院研發的(de)浮選(xuǎn)自動加藥(yào)系統根據對入(rù)料煤(méi)泥水(shuǐ)濃度和流量的監測(cè)，計算出實(shí)時幹煤泥質量，然後(hòu)計算(suàn)出(chū)藥劑(jì)用量并由精(jīng)密藥(yào)劑泵加藥。
　　系統在電(diàn)腦端實時顯示(shì)工藝各種(zhǒng)參數，直觀地(dì)顯示監(jiān)測的各個(gè)參數(shù)和(hé)自動加(jiā)藥系(xì)統的(de)運行(háng)情況。該(gāi)系統還(hái)可以生成(chéng)生産信息(xī)曆史曲線(xiàn)，通過查詢生産數據(jù)，方便(biàn)生産(chǎn)技術(shù)人(rén)員進行分析(xī)研究微調(diào)加藥系數k，使生産效率達到更(gèng)高。
2插(chā)入式電磁(cí)流量(liàng)計的設計(jì)原理
　　插入式電(diàn)磁流量計的工作原理是(shì)基于(yú)法拉第(dì)電磁感(gǎn)應定律(圖1)，其可(kě)以測(cè)量管(guǎn)道内(nèi)導電(diàn)性(xìng)液(yè)體的體積流(liú)量。流量(liàng)計有一個用絕(jué)緣(yuán)材(cái)料制成的(de)護套，内(nèi)裝有線(xiàn)圈、鐵芯和(hé)磁轭(è)，護套的(de)側面裝(zhuāng)有兩(liǎng)隻(zhī)電極。勵(lì)磁線(xiàn)圈由三值(zhí)方波(bō)勵磁脈沖(chòng)勵時，将産(chǎn)生一(yī)磁通密(mì)度爲b的(de)工作(zuò)磁場(chǎng)。當導(dǎo)電流(liú)體(tǐ)以流速(sù)v通過裝有(yǒu)一對(duì)間距爲l的(de)測量(liàng)電極且(qiě)内徑爲(wèi)d的管道時，這對(duì)電(diàn)極将會(huì)産生(shēng)同時垂直于磁(cí)場方向和液體(tǐ)流動方向的感(gǎn)應電(diàn)動(dòng)勢e。感應出的(de)電動勢e正(zhèng)比于磁通(tōng)密度(dù)b與平均流(liú)速v的(de)乘積(jī)：e=blv。電動(dòng)勢e(流量信(xìn)号)由電極(jí)檢出并通過屏(píng)蔽電纜(lǎn)送到轉(zhuǎn)換器内參(cān)與運算得出管(guǎn)道内(nèi)的實際(jì)流(liú)速v，再(zài)根據即可求出(chū)實際體積流量(liàng)。
 
3插入式(shì)電磁流量計硬件(jiàn)電路(lù)分析
　　整個硬件電路(lù)（圖2）包(bāo)括電(diàn)源部分(fèn)、勵磁電(diàn)路部(bù)分(fèn)、信(xìn)号放(fàng)大(dà)采(cǎi)集處理部(bù)分及輸入(rù)輸(shū)出顯示(shì)部分。其中(zhōng)影響(xiǎng)流量計測量精(jīng)度的(de)主要是勵磁電(diàn)路部(bù)分和信号放大采集處(chù)理部分(fèn)。
 
　　勵磁電路(lù)采用低頻三值矩形(xíng)波(bō)勵磁（圖(tú)3），這種勵(lì)磁(cí)方式(shì)既可(kě)以大幅減(jiǎn)小由直流勵磁時産(chǎn)生的電極(jí)極化效應，也可(kě)以克(kè)服(fú)正弦波(bō)勵磁(cí)産生的正交幹擾的影響(xiǎng)，同時，低頻三值矩形波勵(lì)磁比(bǐ)低頻矩形波勵(lì)磁有更低的勵(lì)磁功率，而(ér)且還可以(yǐ)在零(líng)值勵(lì)磁時(shí)進行(háng)零點自動補償，穩定(dìng)流量計(jì)的零點。
 
　　雖(suī)然插入式電(diàn)磁流量計(jì)采用(yòng)低頻三值(zhí)矩形(xíng)波勵磁(cí)時它的(de)極化現象和正(zhèng)交幹擾較弱，但(dàn)也不(bú)能(néng)從(cóng)根本上完(wán)全消(xiāo)除，再(zài)加上(shàng)感應(yīng)電動(dòng)勢在(zài)信号(hào)線傳(chuán)輸過程(chéng)中(zhōng)信号(hào)線也(yě)會在(zài)空間(jiān)磁場(chǎng)的(de)作(zuò)用下(xià)産生幹(gàn)擾(rǎo)信号，所以(yǐ)實際測量得到的電壓信(xìn)号是(shì)有用信号與各(gè)種幹擾信(xìn)号的“組合”，它不(bú)僅包(bāo)含流速信号(hào)也(yě)包含各種(zhǒng)幹擾信号(hào)。
　　插入式電磁流(liú)量計(jì)兩個電極上實(shí)際測量得(dé)到的(de)電壓信号可以用以下的(de)信号(hào)模型來(lái)表(biǎo)示。即(jí)
 
　　微分(fèn)幹擾(rǎo)和同(tóng)相幹擾會随着(zhe)磁場(chǎng)的穩定而(ér)快速消(xiāo)失；共(gòng)模(mó)幹擾和串(chuàn)模幹擾會造成(chéng)插入式電(diàn)磁流量計(jì)零(líng)點漂(piāo)移(yí)，傳輸(shū)信号(hào)線(xiàn)采(cǎi)用屏(píng)蔽線，确(què)保(bǎo)儀表接地良(liáng)好可大(dà)幅度(dù)減弱其影(yǐng)響；電(diàn)化(huà)學幹擾(rǎo)主要是(shì)電極表面的(de)極化(huà)現象會造(zào)成插入式電磁(cí)流量(liàng)計零(líng)點不穩，提(tí)高勵磁頻(pín)率可以減(jiǎn)小其影(yǐng)響(xiǎng)。觀察(chá)管道(dào)流體(tǐ)流速在5m/s左(zuǒ)右(yòu)時感應信号（圖4），可以發(fā)現除去(qù)毛刺感(gǎn)應信号幅(fú)值可(kě)達25mv,但其中有用(yòng)信号(hào)的幅(fú)值在(zài)0.5mv左(zuǒ)右，所以信号(hào)放大(dà)采集過程(chéng)中要進(jìn)行(háng)濾波(bō)。參照(zhào)勵磁方式，分析(xī)流(liú)速(sù)信号(hào)電壓的基本特(tè)征，以下從(cóng)信号放大(dà)采集(jí)處理(lǐ)部分(fèn)對流速信(xìn)号能(néng)夠(gòu)有效地(dì)、針對性(xìng)地放大(dà)、處理(lǐ)和濾除雜(zá)波進行(háng)分析。
 
　　前(qián)置放大(dà)電(diàn)路（圖(tú)5）采用(yòng)儀表放大器進行放大，儀(yí)表放大器前(qián)端(duān)是rfi濾(lǜ)波器，濾除衰減大(dà)部分幹(gàn)擾信号，r1爲精密電阻，确保(bǎo)放大(dà)倍數穩定。二極(jí)管d1、d2可(kě)以(yǐ)限(xiàn)制輸入信号的大小(xiǎo)，避免誤(wù)接線造成損壞。
 
　　一款低(dī)成本、寬電源電壓範(fàn)圍儀表放(fàng)大器，該(gāi)儀(yí)表放(fàng)大器(qì)具(jù)有超高輸入阻抗、高共(gòng)模抑(yì)制比、低(dī)噪聲、低(dī)線(xiàn)性誤差、低輸出阻抗的優點，查看(kàn)芯片(piàn)手(shǒu)冊(cè)可以(yǐ)得到(dào)。信号放大(dà)電路（圖6）采(cǎi)用運算放(fàng)大器(qì)tlc2262，tlc2262是(shì)ti公(gōng)司雙路運(yùn)算放大器(qì)可以達到軌對軌輸(shū)出的性能(néng)，電阻r2、r4爲精密電阻，确(què)保(bǎo)放大倍(bèi)數穩定(dìng)，r24和c31組成(chéng)一個低(dī)通濾波(bō)器。
 
 
注：實(shí)際放大(dà)25倍，共模抑制比(bǐ)爲20000倍,液(yè)體(tǐ)電導率≧25us/cm，信(xìn)号内阻一(yī)般(bān)小(xiǎo)于400kΩ；誤(wù)差小(xiǎo)于0.05%；溫漂小于0.01。
　　由(yóu)低通濾波(bō)器進行衰減并濾除(chú)部分雜(zá)波後的(de)信号sign（圖(tú)7）經模拟(nǐ)開關(guān)進入精密(mì)adc進行ad轉換輸入(rù)單片機(jī)。可(kě)以發現，此時的信号(hào)與勵磁波形已(yǐ)經十(shí)分相(xiàng)似(sì)，信(xìn)号高低(dī)處已經(jīng)十分(fèn)平(píng)滑，可以(yǐ)進行ad轉換(huàn)。
 
 
4插入式電(diàn)磁流(liú)量計(jì)的測量(liàng)精度(dù)
　　插(chā)入式電磁(cí)流量(liàng)計适用于dn150～dn2000的管(guǎn)道，其(qí)測量精度達到1.0級，圖8是此(cǐ)次應用的插入(rù)式電(diàn)磁(cí)流(liú)量計(jì)的檢定(dìng)記錄表(biǎo)，經檢定(dìng)後(hòu)各點誤差(chà)均(jun1)在1%以内(nèi)，隻要安裝(zhuāng)條件(jiàn)符合(hé)規定(dìng)，儀表(biǎo)的正确度是有(yǒu)保障(zhàng)的。
5結(jié)語
　　插(chā)入式電磁(cí)流量(liàng)計安裝簡單、老舊管(guǎn)道改造方便，應(yīng)用(yòng)在(zài)浮選(xuǎn)自動加藥系統(tǒng)其測量精度能(néng)夠達到要求(qiú)，爲(wèi)浮選(xuǎn)自(zì)動(dòng)加藥(yào)系統的正(zhèng)常運(yùn)行提(tí)供正(zhèng)确數(shù)據，有助于生産(chǎn)技術(shù)人員進(jìn)行(háng)分析研究調整試劑加藥系數k，使經浮選得到的精(jīng)煤品(pǐn)質穩(wěn)定、生産效(xiào)率提(tí)高并(bìng)能(néng)精準添(tiān)加浮選(xuǎn)藥劑、節(jiē)省藥劑，同時，也(yě)能降低工作的(de)複雜(zá)程度，節省(shěng)勞動人員。

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