摘要:浮選(xuan)是洗煤廠(chang)生産的關(guan)鍵環節，浮(fu)選效果的(de)好壞🎯直接(jie)關🌈系到精(jing)煤産率。爲(wei)了解決浮(fu)選過程中(zhong)入料煤泥(ni)水流量難(nan)🧡以實時監(jian)測影響浮(fu)選自動加(jia)藥系統正(zheng)常運🌐行的(de)問題，并針(zhen)對一些選(xuan)煤廠管路(lu)🍓老舊、管徑(jing)較大難以(yi)改造、結合(he)性價比等(deng)因素，選用(yong)智能型插(cha)入電磁流(liu)量計 進行(hang)入料煤泥(ni)水流量的(de)測量，測量(liang)精度能達(da)到要求，爲(wei)🔴浮選自⛱️動(dong)加藥系統(tong)的正常運(yun)行提供準(zhun)确數👌據。
　　 電(dian)磁流量計(ji) 是一種測(ce)量精度高(gao)、應用範圍(wei)廣的流量(liang)儀表，随着(zhe)現代♊化工(gong)業的不斷(duan)發展，傳統(tong)的管段式(shi)電磁流量(liang)🈲計在🏃‍♂️浮選(xuan)煤泥水工(gong)業現👣場進(jin)行流量測(ce)量時出現(xian)了一些應(ying)用瓶頸，主(zhu)要有以下(xia)兩點：
（1）傳統(tong)的管段式(shi)電磁流量(liang)計雖然精(jing)度很高，但(dan)其制造😍成(cheng)本也高，在(zai)浮選煤泥(ni)水大直徑(jing)管道流量(liang)測量現場(chang)不需要這(zhe)麽高的精(jing)度，而且浮(fu)選煤泥水(shui)管道一般(ban)直徑都比(bi)較大,其制(zhi)造成本将(jiang)會更高。
（2）傳(chuan)統的管段(duan)式電磁流(liu)量計與管(guan)道爲法蘭(lan)連接，一些(xie)選煤🛀廠浮(fu)選煤泥水(shui)管道較老(lao)舊，安裝時(shi)需要截斷(duan)管道焊接(jie)法蘭，這一(yi)過♈程可能(neng)會對管道(dao)造成較大(da)損傷，而且(qie)傳統的管(guan)段式電磁(ci)流量計隻(zhi)能在管道(dao)内沒有流(liu)體時才☎️能(neng)安裝、拆卸(xie)儀表，這将(jiang)會影響精(jing)煤生産，也(ye)勢必會提(ti)高檢修費(fei)用。插入式(shi)電磁流♊量(liang)計是從傳(chuan)統的管段(duan)式電磁流(liu)量計演變(bian)過來的，其(qi)設計原🐇理(li)相同，但由(you)于☁️其傳感(gan)器結構的(de)特點使它(ta)在大直徑(jing)管道流量(liang)測量時有(you)明顯的優(you)點，制造成(cheng)本低，其❗密(mi)封結構可(ke)已實現不(bu)停水在線(xian)安裝，現✍️場(chang)安裝時無(wu)須截斷管(guan)道，易于拆(chai)卸維修，對(dui)測量較😄粗(cu)管道的入(ru)料煤泥水(shui)流量有很(hen)大的優勢(shi)。
1浮選自動(dong)加藥系統(tong)原理
　　浮選(xuan)是選煤廠(chang)生産過程(cheng)中的一個(ge)重要環節(jie)，在整個🔴生(sheng)産過程中(zhong)扮演着重(zhong)要角色。根(gen)據公式G（試(shi)劑加藥量(liang)）=K（加藥系數(shu)）×M(幹煤泥質(zhi)量)和M(幹煤(mei)泥質量）=L(煤(mei)泥水流量(liang))×C(煤泥水濃(nong)度)可知，若(ruo)要獲得浮(fu)選中精密(mi)藥劑泵的(de)加藥量首(shou)先要得到(dao)煤泥水中(zhong)幹煤泥質(zhi)量，所以要(yao)測定各個(ge)管道中煤(mei)泥水流量(liang)和煤泥水(shui)濃度。通過(guo)對選煤⚽廠(chang)的煤種和(he)所選用的(de)藥劑進行(hang)分析，爲了(le)保障品質(zhi)和回收率(lü)，由中煤科(ke)🏃🏻工集團唐(tang)山研♉究院(yuan)研發的浮(fu)選自📞動加(jia)藥系統根(gen)據對入料(liao)煤泥水濃(nong)度和流量(liang)的監測，計(ji)算出🛀實時(shi)幹煤泥質(zhi)量，然後計(ji)算出藥劑(ji)用量并由(you)精密藥劑(ji)泵加藥。
　　系(xi)統在電腦(nao)端實時顯(xian)示工藝各(ge)種參數，直(zhi)觀地顯示(shi)監測的各(ge)個參數和(he)自動加藥(yao)系統的運(yun)行情況。該(gai)系✨統還可(ke)以生成🔞生(sheng)産信息曆(li)史曲線，通(tong)過查詢生(sheng)産數🌏據，方(fang)便生産技(ji)術人員進(jin)行分🔞析研(yan)究微調🛀加(jia)藥系數K，使(shi)生産效🌐率(lü)達到更💋高(gao)。
2插入式電(dian)磁流量計(ji)的設計原(yuan)理
　　插入式(shi)電磁流量(liang)計的工作(zuo)原理是基(ji)于法拉第(di)電磁感應(ying)定律(圖1)，其(qi)可以測量(liang)管道内導(dao)電性液體(ti)的👄體積🌈流(liu)量。流量計(ji)有一個用(yong)絕緣材料(liao)制成的護(hu)套⭐，内裝有(you)線圈、鐵芯(xin)和磁🐪轭，護(hu)套的側面(mian)裝有兩隻(zhi)電極。勵磁(ci)線圈由三(san)值方波勵(li)磁脈沖勵(li)時，将産生(sheng)一磁通密(mi)度爲B的工(gong)作磁場🈲。當(dang)導電流體(ti)㊙️以流速V通(tong)過裝有一(yi)對間🧑🏽‍🤝‍🧑🏻距爲(wei)L的測量電(dian)極且内徑(jing)爲D的管道(dao)時，這對電(dian)極❄️将會産(chan)生同時垂(chui)直于磁場(chang)方向和液(ye)體流動方(fang)向的感應(ying)電動勢E。感(gan)應出的電(dian)動勢E正比(bi)于🍓磁通密(mi)度♌B與平均(jun)流速V的乘(cheng)積🚶：E=BLV。電動勢(shi)E(流量信号(hao))由電極檢(jian)出并通過(guo)屏蔽電纜(lan)送到轉換(huan)器内參與(yu)運算得出(chu)管道内的(de)實際流🐅速(su)V，再根據，即(ji)可求出實(shi)際體積流(liu)量。
 
3插入式電(dian)磁流量計(ji)硬件電路(lu)分析
　　整個(ge)硬件電路(lu)（圖2）包括電(dian)源部分、勵(li)磁電路部(bu)分、信⛷️号放(fang)☀️大采集處(chu)理部分及(ji)輸入輸出(chu)顯示部分(fen)。其中💁影響(xiang)流量計測(ce)量精度的(de)🔱主要是勵(li)磁電路部(bu)分和❗信号(hao)放大采集(ji)處理部分(fen)。
 
　　勵磁電路(lu)采用低頻(pin)三值矩形(xing)波勵磁（圖(tu)3），這種勵磁(ci)方⚽式既可(ke)以大幅減(jian)小由直流(liu)勵磁時産(chan)生的電極(ji)極化效應(ying)，也可以克(ke)服正弦波(bo)勵磁産生(sheng)的正交幹(gan)擾的影🌈響(xiang)，同時，低頻(pin)三值矩形(xing)波勵磁比(bi)低頻矩形(xing)💃🏻波勵磁有(you)💋更低的勵(li)磁功率，而(er)且還可以(yi)在零值勵(li)磁時進行(hang)零♊點自動(dong)補償，穩定(ding)流量計的(de)零點。
 
　　雖然(ran)插入式電(dian)磁流量計(ji)采用低頻(pin)三值矩形(xing)波勵🥰磁時(shi)它的極💞化(hua)現象和正(zheng)交幹擾較(jiao)弱，但也不(bu)能從根本(ben)上完全消(xiao)除，再加上(shang)感應電動(dong)勢在信号(hao)線傳輸過(guo)程中信号(hao)線也會🌈在(zai)空間磁場(chang)的作用下(xia)産生幹擾(rao)信号，所以(yi)實際測量(liang)得到的電(dian)壓信号是(shi)有用信号(hao)與各種幹(gan)擾信号的(de)“組合”，它不(bu)僅包含流(liu)速信🈲号也(ye)包含各種(zhong)幹擾信号(hao)。
　　插入式電(dian)磁流量計(ji)兩個電極(ji)上實際測(ce)量得到的(de)電壓✏️信号(hao)可⛹🏻‍♀️以用以(yi)下的信号(hao)模型來表(biao)示。即
 
　　微分(fen)幹擾和同(tong)相幹擾會(hui)随着磁場(chang)的穩定而(er)快速消失(shi)；共模幹擾(rao)和串模幹(gan)擾會造成(cheng)插入式電(dian)磁流量計(ji)零點漂移(yi)👨‍❤️‍👨，傳輸信号(hao)線采用屏(ping)蔽線，确保(bao)儀表接地(di)良好可大(da)幅度減弱(ruo)其影響；電(dian)化✌️學幹擾(rao)主要是電(dian)極表面的(de)極化現象(xiang)會造成插(cha)入式電磁(ci)流量🐕計零(ling)點不穩，提(ti)高勵磁頻(pin)率可以減(jian)小❤️其影響(xiang)。觀察管道(dao)流體流速(su)在5m/s左右時(shi)感應信号(hao)（圖4），可以發(fa)🏒現除去毛(mao)刺感應信(xin)号幅值可(ke)達25mV,但其中(zhong)有用信号(hao)的幅值在(zai)0.5mV左右，所以(yi)信号㊙️放大(da)采集過程(cheng)中要進行(hang)濾波。參照(zhao)勵磁方式(shi)，分析流速(su)信号電壓(ya)的基本特(te)征，以下從(cong)信号放大(da)采集處理(li)部分對流(liu)速信😄号能(neng)夠有✌️效地(di)、針對性地(di)放大、處理(li)和濾除雜(za)波進行分(fen)析。
 
　　前置放(fang)大電路（圖(tu)5）采用儀表(biao)放大器進(jin)行放大，儀(yi)表放大器(qi)前端是RFI濾(lü)波器，濾除(chu)衰減大部(bu)分幹擾信(xin)号，R1爲精密(mi)電🈚阻，确保(bao)放大倍🚩數(shu)穩定。二極(ji)管D1、D2可以限(xian)制輸入信(xin)号的大小(xiao)，避免誤接(jie)線造成損(sun)壞。
 
　　AD8226是ADI公司(si)一款低成(cheng)本、寬電源(yuan)電壓範圍(wei)儀表放大(da)器，該❗儀表(biao)放大器具(ju)有超高輸(shu)入阻抗、高(gao)共模抑制(zhi)比、低噪聲(sheng)、低🔆線性誤(wu)差💯、低輸出(chu)阻抗的優(you)點，查看芯(xin)片手冊可(ke)以得到🆚。信(xin)号放大電(dian)路（圖6）采用(yong)⭐運算放大(da)器TLC2262，TLC2262是TI公司(si)雙路運算(suan)放大器可(ke)以🐇達到軌(gui)對軌輸出(chu)的性能，電(dian)阻R2、R4爲🐅精密(mi)電阻，确保(bao)放大倍數(shu)穩定，R24和C31組(zu)成✍️一個低(di)通濾波器(qi)。
 
注:實際放(fang)大25倍，共模(mo)抑制比爲(wei)20000倍，液體電(dian)導率≥25uS/cm,，信号(hao)内🔅阻一般(ban)小于400kΩ;誤差(cha)小于0.05%;溫漂(piao)小于0.01。
　　由低(di)通濾波器(qi)進行衰減(jian)并濾除部(bu)分雜波後(hou)的信号SIGN（圖(tu)7）經模拟開(kai)關進入精(jing)密ADC進行AD轉(zhuan)換輸入單(dan)片機。可以(yi)💞發現，此時(shi)的信号與(yu)勵磁波形(xing)已經十分(fen)相似，信号(hao)高低處已(yi)💋經十分平(ping)滑，可以進(jin)行AD轉換。
 
 
4插(cha)入式電磁(ci)流量計的(de)測量精度(du)
　　插入式電(dian)磁流量計(ji)适用于DN150～DN2000的(de)管道，其測(ce)量精度達(da)㊙️到1.0級，圖8是(shi)此次應用(yong)的插入式(shi)電磁流量(liang)計的檢定(ding)記錄表，經(jing)檢定後各(ge)點誤差均(jun)在1%以内，隻(zhi)要安裝條(tiao)件符合規(gui)定，儀表的(de)正📐确率是(shi)有保障的(de)。
5結語
　　插入(ru)式電磁流(liu)量計安裝(zhuang)簡單、老舊(jiu)管道改造(zao)方便，應用(yong)🐉在浮選自(zi)動加藥系(xi)統其測量(liang)精度能夠(gou)達到☁️要求(qiu)，爲浮選自(zi)動加藥系(xi)統的正常(chang)運行提供(gong)準确數據(ju)，有助于生(sheng)産技術🍓人(ren)員進✏️行分(fen)析研究調(diao)整試劑加(jia)藥系數K，使(shi)經浮選得(de)到的精煤(mei)品質⭕穩定(ding)、生産效率(lü)提高并能(neng)添加浮選(xuan)📧藥劑、節省(sheng)藥劑，同時(shi)，也能降低(di)工作的複(fu)雜程度，節(jie)省勞動力(li)。

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