摘(zhāi)要:浮選是洗(xǐ)煤(méi)廠生産的(de)關鍵(jiàn)環節，浮(fú)選效果(guǒ)的好(hǎo)壞(huài)直接關系到精煤産率(lǜ)。爲了解決浮選過程(chéng)中入(rù)料煤泥水流量(liàng)難以實時(shí)監測(cè)影響(xiǎng)浮選自動(dòng)加藥(yào)系統正常運行的問題(tí)，并(bìng)針對一些選煤(méi)廠管(guǎn)路老(lǎo)舊(jiù)、管徑較(jiào)大(dà)難以改造、結(jié)合性價比(bǐ)等因(yīn)素，選用智(zhì)能型(xíng)插入電磁(cí)流量計 進(jìn)行入料煤(méi)泥水流量(liàng)的測(cè)量，測量精度(dù)能達到要求(qiú)，爲浮(fú)選自動加藥系統的正常運行提(tí)供(gòng)正确數據(jù)。
　　 電磁流量(liàng)計 是(shì)一種測量精度(dù)高、應用範圍廣的流量儀(yí)表，随(suí)着現代化(huà)工業(yè)的不(bú)斷發展，傳(chuán)統的管(guǎn)段(duàn)式電(diàn)磁流量計在浮(fú)選煤(méi)泥水(shuǐ)工業(yè)現場(chǎng)進行流量(liàng)測量(liàng)時出現了一些(xiē)應用(yòng)瓶頸，主要有以(yǐ)下兩點：
（1）傳統的管段式電磁流(liú)量計雖然(rán)精度很高(gāo)，但其制造(zào)成本也高，在(zài)浮選煤(méi)泥水(shuǐ)大(dà)直徑管道(dào)流量(liàng)測量現(xiàn)場不需要這麽(me)高的(de)精度，而且(qiě)浮選煤(méi)泥水管道一般直徑都比較大,其制造成本将會更(gèng)高(gāo)。
（2）傳統的管段式電磁(cí)流量計與(yǔ)管道爲法蘭連(lián)接，一些選煤廠(chǎng)浮選煤泥(ní)水管道較老舊，安裝(zhuāng)時需要截(jié)斷管(guǎn)道焊接(jiē)法蘭，這(zhè)一(yī)過程可(kě)能會(huì)對管(guǎn)道造成(chéng)較(jiào)大損傷(shāng)，而且傳(chuán)統的管段式電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計隻能(néng)在管(guǎn)道内沒有(yǒu)流體時才能(néng)安(ān)裝、拆卸儀表，這(zhè)将會影(yǐng)響(xiǎng)精煤(méi)生産，也勢必會(huì)提(tí)高檢修(xiū)費用(yòng)。插入式電(diàn)磁流量計是從(cóng)傳統(tǒng)的管(guǎn)段(duàn)式電磁(cí)流量計演(yǎn)變過來(lái)的，其設計原(yuán)理相同，但(dàn)由于其傳(chuán)感器(qì)結構的特點(diǎn)使(shǐ)它在(zài)大直(zhí)徑管(guǎn)道流量(liàng)測量時有明(míng)顯的優點，制造(zào)成本低(dī)，其密封(fēng)結構(gòu)可已實現不停水在線安(ān)裝，現場安(ān)裝時(shí)無須(xū)截斷(duàn)管(guǎn)道(dào)，易于(yú)拆卸(xiè)維修，對測量較粗管(guǎn)道的入料煤泥(ní)水流(liú)量有很大(dà)的優勢。
1浮選自動加藥系(xì)統原理
　　浮(fú)選(xuǎn)是選煤(méi)廠生産過(guò)程中的(de)一個重要環(huán)節，在整個生産(chǎn)過程(chéng)中扮演着重要角色(sè)。根據(jù)公式g（試劑加藥(yào)量）=k（加藥(yào)系數）×m(幹(gàn)煤泥(ní)質(zhì)量)和m(幹(gàn)煤泥質(zhì)量(liàng)）=l(煤泥(ní)水流(liú)量)×c(煤泥水(shuǐ)濃度)可(kě)知，若要獲得(dé)浮選(xuǎn)中藥(yào)劑泵的加藥量(liàng)首先要得到煤(méi)泥水(shuǐ)中幹煤泥(ní)質量，所以要測(cè)定各個管(guǎn)道中(zhōng)煤泥(ní)水流(liú)量和(hé)煤泥水濃(nóng)度。通(tōng)過對選煤廠的(de)煤種和所(suǒ)選用的藥劑(jì)進(jìn)行分(fèn)析，爲了保障(zhàng)品(pǐn)質和回收(shōu)率，由(yóu)自動加(jiā)藥(yào)系統根據對入(rù)料煤(méi)泥(ní)水濃度(dù)和流量的(de)監(jiān)測(cè)，計算(suàn)出實時幹(gàn)煤泥(ní)質量，然後(hòu)計算(suàn)出藥劑用量并(bìng)由藥(yào)劑泵(bèng)加藥(yào)。
　　系統在電腦端實時顯示工藝(yì)各種(zhǒng)參(cān)數，直觀(guān)地顯(xiǎn)示監測的(de)各個參數和自(zì)動加(jiā)藥系統的(de)運行情況。該系(xì)統還可以生成(chéng)生産(chǎn)信息曆史曲(qǔ)線(xiàn)，通過查詢(xún)生産數據，方便生産技術人員(yuán)進行(háng)分(fèn)析(xī)研究微調(diào)加藥系數k，使生(shēng)産效(xiào)率達(dá)到更(gèng)高。
2插入式(shì)電磁(cí)流(liú)量(liàng)計的設計原理(lǐ)
　　插入(rù)式電磁流(liú)量計(jì)的工作原(yuán)理是(shì)基于法(fǎ)拉第電磁感應定律(圖1)，其可(kě)以測量管道内導電性液(yè)體(tǐ)的體積流量(liàng)。流量計有一個(gè)用絕緣材(cái)料制(zhì)成的護(hù)套，内裝(zhuāng)有線(xiàn)圈、鐵芯和(hé)磁轭(è)，護套的側(cè)面裝有兩隻電極。勵磁線(xiàn)圈由(yóu)三值(zhí)方(fāng)波勵磁(cí)脈沖(chòng)勵時，将産(chǎn)生一磁通密度(dù)爲b的工作磁(cí)場(chǎng)。當導電流體以(yǐ)流速(sù)v通(tōng)過(guò)裝有(yǒu)一對(duì)間(jiān)距(jù)爲l的測量電極且内(nèi)徑爲d的管道時，這對(duì)電極将會(huì)産生同(tóng)時垂直于磁(cí)場方向和(hé)液體流動方向(xiàng)的感(gǎn)應電動勢e。感應出的電動(dòng)勢e正比于磁通(tōng)密度(dù)b與平均流(liú)速v的乘積(jī)：e=blv。電動(dòng)勢e(流量信号)由電極(jí)檢(jiǎn)出并通(tōng)過屏(píng)蔽電(diàn)纜送到轉(zhuǎn)換(huàn)器内參(cān)與(yǔ)運算得(dé)出管(guǎn)道内的實際流速v，再(zài)根據，即可(kě)求出(chū)實際(jì)體積(jī)流量。
 
3插入式電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計硬件電路分析(xī)
　　整個硬件(jiàn)電路（圖2）包(bāo)括電源(yuán)部分、勵(lì)磁電路部分(fèn)、信(xìn)号放(fàng)大(dà)采(cǎi)集處理部分(fèn)及輸入(rù)輸出顯示(shì)部分。其中影響(xiǎng)流量(liàng)計測量精度(dù)的主要是勵磁電(diàn)路部分和信号(hào)放大采集處理(lǐ)部分。
 
　　勵(lì)磁電(diàn)路采用(yòng)低頻三(sān)值矩(jǔ)形波(bō)勵磁(cí)（圖3），這種勵磁方(fāng)式既(jì)可以大(dà)幅(fú)減小由(yóu)直流勵(lì)磁時(shí)産生的電極極(jí)化(huà)效應，也(yě)可(kě)以克服(fú)正弦(xián)波勵(lì)磁産生的正交幹(gàn)擾的影響，同時(shí)，低頻三(sān)值矩(jǔ)形波(bō)勵磁(cí)比低(dī)頻矩形波(bō)勵磁有更低的(de)勵磁功率(lǜ)，而且(qiě)還可以在零值勵磁時進行零(líng)點自動補償，穩(wěn)定流(liú)量計的(de)零(líng)點。
 
　　雖(suī)然插入式電磁流量計采(cǎi)用低頻三值矩(jǔ)形波(bō)勵磁時它(tā)的極化(huà)現象和(hé)正交幹擾較弱(ruò)，但也(yě)不(bú)能從根本上(shàng)完全消除，再(zài)加上感(gǎn)應電(diàn)動勢在信号線(xiàn)傳輸(shū)過(guò)程中信(xìn)号線也會(huì)在空(kōng)間磁場的(de)作用下産(chǎn)生幹擾信(xìn)号，所以實(shí)際測(cè)量得(dé)到的電壓(yā)信号是有(yǒu)用信(xìn)号與(yǔ)各種(zhǒng)幹擾(rǎo)信(xìn)号的“組合”，它(tā)不僅(jǐn)包含流(liú)速信号也包(bāo)含各種幹擾(rǎo)信号。
　　插(chā)入式(shì)電磁(cí)流量(liàng)計兩個(gè)電極上(shàng)實際測量得到的電(diàn)壓信(xìn)号可(kě)以用以(yǐ)下的信(xìn)号模(mó)型來(lái)表示。即
 
　　微分(fèn)幹擾和(hé)同相幹擾會随着磁場的(de)穩定(dìng)而快速消失；共(gòng)模幹(gàn)擾和串模幹擾會(huì)造成插(chā)入式(shì)電磁流量計零(líng)點漂移，傳(chuán)輸信号線采用屏蔽線(xiàn)，确保儀(yí)表接地良好可(kě)大幅度減弱其(qí)影響(xiǎng)；電化學幹擾主(zhǔ)要是電極(jí)表面的極化現象(xiàng)會造成插入(rù)式電磁流量(liàng)計零點(diǎn)不穩，提高(gāo)勵磁頻(pín)率可以(yǐ)減小(xiǎo)其影響。觀察管道流(liú)體流(liú)速在5m/s左右時感(gǎn)應信(xìn)号（圖(tú)4），可以發現除(chú)去毛刺(cì)感應信号幅值(zhí)可達25mv,但其中有(yǒu)用信号(hào)的(de)幅值在0.5mv左右，所(suǒ)以信(xìn)号放大(dà)采集過(guò)程中(zhōng)要進行濾(lǜ)波。參照勵磁方(fāng)式，分析流速信(xìn)号電(diàn)壓(yā)的(de)基本(běn)特征，以下從信(xìn)号放大采(cǎi)集處(chù)理部(bù)分(fèn)對流速(sù)信号能夠有效(xiào)地、針對性(xìng)地放(fàng)大、處理和(hé)濾除雜波進(jìn)行分析。
 
　　前置放大(dà)電路(lù)（圖5）采(cǎi)用儀表放大器進行放大(dà)，儀表(biǎo)放大器前(qián)端是rfi濾波(bō)器，濾(lǜ)除衰減大部分(fèn)幹擾信号(hào)，r1爲(wèi)電(diàn)阻，确(què)保放大倍數穩定。二(èr)極管d1、d2可以限制輸入(rù)信号的大(dà)小，避免誤接線造成(chéng)損壞。
 
　　信号(hào)放大電路(lù)（圖(tú)6）采用運(yùn)算放大器(qì)tlc2262，tlc2262是ti公司雙路運(yùn)算放(fàng)大器可(kě)以達到(dào)軌對(duì)軌輸出的(de)性能，電(diàn)阻r2、r4爲精(jīng)密電阻，确保放(fàng)大倍數穩(wěn)定，r24和(hé)c31組成一個低通(tōng)濾波器。
 
注:實際放大(dà)25倍，共模抑(yì)制比爲(wèi)20000倍(bèi)，液體電導(dǎo)率≥25us/cm,，信号内(nèi)阻一般(bān)小(xiǎo)于400kΩ;誤(wù)差小于0.05%;溫漂小(xiǎo)于0.01。
　　由低通(tōng)濾波器進(jìn)行(háng)衰減并(bìng)濾除部分雜波(bō)後的信号sign（圖7）經(jīng)模拟開(kāi)關(guān)進入(rù)adc進行ad轉(zhuǎn)換輸入(rù)單片機。可以發現，此時(shí)的(de)信号(hào)與勵(lì)磁波形(xíng)已經十分相似，信(xìn)号高低處已經(jīng)十分(fèn)平滑，可以(yǐ)進行ad轉換。
 
 
4插入(rù)式電磁(cí)流量(liàng)計(jì)的測量精度
　　插入式電磁流量(liàng)計适用于dn150～dn2000的管(guǎn)道，其測(cè)量精度(dù)達到1.0級，圖8是此次應(yīng)用的(de)插入(rù)式電(diàn)磁(cí)流量計(jì)的檢(jiǎn)定記錄表(biǎo)，經檢定後各點誤差均在1%以内(nèi)，隻要安裝條件(jiàn)符合規定，儀表(biǎo)的精(jīng)度是有保(bǎo)障的。
5結語
　　插入(rù)式電磁流(liú)量計(jì)安裝(zhuāng)簡單、老舊(jiù)管道改造方便(biàn)，應用(yòng)在浮選自(zì)動加藥系統其(qí)測量(liàng)精(jīng)度能夠(gòu)達到(dào)要求，爲浮選自動(dòng)加藥系(xì)統的正(zhèng)常(cháng)運行(háng)提供(gòng)準确數據(jù)，有助于生産技(jì)術人員進行分(fèn)析研(yán)究調整試(shì)劑加藥系(xì)數k，使經浮選得(dé)到的(de)精煤(méi)品質穩定(dìng)、生産效(xiào)率(lǜ)提高(gāo)并能添(tiān)加(jiā)浮選(xuǎn)藥劑、節省(shěng)藥劑(jì)，同時，也能(néng)降低(dī)工作的複雜程(chéng)度，節省(shěng)勞動力(lì)。

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