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(jiě)決浮選過程中(zhōng)入料煤泥水流(liu)量難以實時監(jian)測影響浮選自(zi)動加藥系統🚶正(zhèng)常運行的問題(tí)，并針🛀🏻對一些🔅選(xuan)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(yong)智能型插入電(diàn)磁流量計 進行(hang)入料煤泥水流(liú)量的測量，測量(liang)精度能達到要(yào)求，爲浮選自動(dong)加藥系統的正(zheng)常運行提供正(zhèng)确數據。
　　電磁流(liu)量計 是一種測(ce)量精度高、應用(yong)範圍廣的流量(liang)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(ying)用瓶頸，主要有(you)以下兩點：
（1）傳統(tǒng)的管段式電磁(cí)流量計雖然精(jīng)度很高，但其制(zhi)造成🛀本㊙️也高，在(zai)浮選煤泥水大(dà)直徑管道流量(liang)測量現場不需(xū)要這麽高的精(jing)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(xie)㊙️選㊙️煤廠浮選煤(mei)泥水管道較老(lǎo)舊，安裝時需要(yao)截斷管道焊接(jie)法蘭，這一過程(chéng)可能會對管道(dao)造成較大損傷(shāng)，而且傳統的管(guan)段式電磁流量(liang)計隻能在管📐道(dào)内沒有流體時(shi)才能安裝、拆卸(xiè)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(shi)電磁流📞量計是(shi)從傳統的管段(duàn)式電磁流量計(jì)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(liang)時有明顯的優(you)點，制造成本低(di)，其密封結構可(kě)已實現不停水(shui)在線安裝，現場(chang)安裝時無須截(jie)斷管道，易于拆(chāi)卸維修，對測量(liang)較粗管道的入(ru)料煤泥水流量(liàng)有很大的優勢(shi)。
1浮選自動加藥(yào)系統原理
　　浮選(xuǎn)是選煤廠生産(chǎn)過程中的一個(gè)重要環節，在整(zheng)個🏃🏻‍♂️生産⭕過程中(zhong)扮演着重要角(jiǎo)色。根據公式G（試(shì)劑加㊙️藥量）=K（加藥(yào)系數）×M(幹煤泥質(zhi)量)和M(幹煤泥質(zhi)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(jì)泵的加藥⁉️量首(shou)先要得到煤泥(ni)水中幹煤泥質(zhi)量，所🙇🏻以要測定(dìng)各💜個管道中煤(méi)泥水流量和煤(méi)泥水濃度❤️。通過(guo)對田莊選煤廠(chǎng)的煤種和所選(xuǎn)用的藥劑進行(háng)分析，爲了保障(zhang)品質和回收率(lǜ)，由中煤科工集(ji)團唐山😘研究院(yuàn)研發的浮選自(zì)動加藥系統根(gen)據對入料煤泥(ni)水濃度和流量(liàng)的💘監測，計算出(chu)實時幹煤泥質(zhi)量，然後計算出(chū)藥劑用量并由(yóu)精密藥劑泵加(jiā)藥。
　　系統在電腦(nao)端實時顯示工(gōng)藝各種參數，直(zhi)觀地顯示監🧑🏽‍🤝‍🧑🏻測(cè)的各個參數和(hé)自動加藥系統(tong)的運行情況。該(gāi)系統還可以㊙️生(shēng)成生産🐇信息曆(lì)史曲線，通過查(chá)詢生産數據，方(fāng)便生産技術人(rén)員♻️進行分析研(yan)究微調加藥系(xi)數K，使生産效率(lǜ)達到更🌈高。
2插入(ru)式電磁流量計(ji)的設計原理
　　插(cha)入式電磁流量(liang)計的工作原理(lǐ)是基于法拉第(di)電磁感應定律(lü)(圖1)，其可以測量(liàng)管道内導電性(xing)液體的體積流(liú)量。流量⛱️計有🏃‍♂️一(yi)個用絕緣材料(liao)制成的護套，内(nei)裝有線圈、鐵芯(xīn)和磁轭，護套🔞的(de)側面裝有兩隻(zhi)電☁️極。勵磁線圈(quan)由三值方波勵(li)磁🔞脈沖勵時，将(jiāng)産生一磁通密(mì)度爲B的工作磁(ci)場。當導電流體(tǐ)以流速V通過裝(zhuang)有一對間⁉️距爲(wèi)L的測量電極且(qiě)内徑爲D的管道(dao)時👣，這對電極将(jiang)會産✉️生同時垂(chui)直于磁場方向(xiàng)和液體流動方(fang)向的感應電👅動(dòng)勢E。感應出的電(diàn)動勢E正比于磁(cí)通密度👄B與平均(jun)流速V的乘積：E=BLV。電(diàn)動勢E(流量信🔞号(hào))由💃🏻電極檢出并(bing)通過🚶屏蔽電😘纜(lǎn)送到轉換器🌈内(nèi)參與運🌈算得出(chū)管道内的實際(ji)流👨‍❤️‍👨速V，再根據即(jí)可求出實際體(tǐ)積流量。
 
3插入式(shi)電磁流量計硬(yìng)件電路分析
　　整(zhěng)個硬件電路（圖(tu)2）包括電源部分(fen)、勵磁電路部分(fèn)、信号放大采集(jí)處理部分及輸(shū)入輸出顯示部(bù)分。其中✍️影響流(liu)量計測量精度(du)的主要是勵磁(cí)電路部分和🚶信(xìn)号放大采集處(chù)理部🌈分。
 
　　勵(li)磁電路采用低(di)頻三值矩形波(bo)勵磁（圖3），這種勵(li)磁方💞式既可以(yǐ)大幅減小由直(zhi)流勵磁時産生(shēng)的電極💘極化🤩效(xiào)應，也可以克♉服(fú)正弦波勵磁産(chan)生的正交幹擾(rao)的影響，同時，低(dī)頻三值矩形波(bō)勵磁比低頻矩(ju)形波勵磁有♍更(gèng)低的勵磁功率(lǜ)，而且還可以在(zai)零值勵磁時進(jin)行零點自動補(bu)償，穩定流量計(ji)的零點。
 
　　雖然插(cha)入式電磁流量(liang)計采用低頻三(sān)值矩形波勵磁(cí)時它的極化現(xiàn)象和正交幹擾(rǎo)較弱，但也不能(néng)從👈根本上完全(quán)消除，再加上感(gan)應電動勢在信(xin)号線傳❄️輸過程(chéng)中信号線也會(hui)在空間磁場的(de)作用下産生㊙️幹(gàn)擾信号，所以實(shí)際測量得到的(de)電壓信号是有(yǒu)用信号與各種(zhǒng)幹擾信号的“組(zǔ)合”，它不僅包含(hán)流速信号也包(bāo)含各⭐種幹擾信(xin)号。
　　插入式電磁(cí)流量計兩個電(diàn)極上實際測量(liàng)得到的電壓信(xìn)🔞号可以用以下(xià)的信号模型來(lái)表示。即
 
　　微分幹(gan)擾和同相幹擾(rǎo)會随着磁場的(de)穩定而快速消(xiāo)💘失；共💔模💜幹💞擾和(hé)串模幹擾會造(zao)成插入式電磁(ci)流量計🎯零點漂(piao)移🔴，傳輸信号線(xiàn)采用屏蔽線，确(que)保儀表接地良(liáng)好可大幅度減(jiǎn)弱其影響；電化(hua)學幹擾主要是(shi)電極表面的極(jí)化現象會造成(cheng)插入式電磁流(liú)量⛹🏻‍♀️計零點不穩(wěn)，提高勵磁頻率(lü)可以減小其影(yǐng)響。觀察🈲管道流(liú)體流速🏃🏻在5m/s左右(yòu)時感應信号（圖(tu)4），可以發現除去(qù)毛刺感應信号(hao)幅值可達25mV,但其(qi)中有用信号的(de)幅值在0.5mV左右，所(suo)以信号放大采(cǎi)集過程中要進(jìn)行濾波🍉。參照勵(lì)磁✊方式，分析流(liú)速信号電壓的(de)基本特征，以💘下(xià)從信号放大采(cai)集處理部分對(dui)流速信号能夠(gòu)有效地、針對性(xing)地放大、處理和(hé)濾除雜波進行(hang)分析。
 
　　前置放大(dà)電路（圖5）采用儀(yí)表放大器進行(háng)放大，儀表放大(dà)器前端是RFI濾波(bō)器，濾除衰減大(da)部分幹擾信号(hao)，R1爲精密電㊙️阻，确(què)保放大倍數穩(wen)定。二極管D1、D2可以(yǐ)限制輸入信号(hao)的大小，避免誤(wù)接線⛷️造成損壞(huai)。
 
　　一款低成本、寬(kuan)電源電壓範圍(wéi)儀表放大器，該(gai)儀表放大器🔴具(jù)有超高輸入阻(zǔ)抗、高共模抑制(zhi)比、低噪聲、低線(xian)🐪性誤差、低輸出(chū)🏃🏻阻抗的優點，查(chá)看芯片手冊可(kě)以得到。信号放(fang)大電路（圖6）采用(yòng)🏃‍♀️運算放大器TLC2262，TLC2262是(shi)TI公司雙路運算(suàn)🈲放大器可以達(dá)到軌對軌輸出(chu)的性能，電阻R2、R4爲(wèi)精密電阻，确保(bao)放大🔞倍數穩定(ding)，R24和C31組成一個低(dī)🈲通濾波器。
 
 
注：實(shí)際放大25倍，共模(mó)抑制比爲20000倍,液(yè)體電導率≧25uS/cm，信号(hào)‼️内阻一般小于(yú)400kΩ；誤差小于0.05%；溫漂(piao)小于0.01。
　　由低通濾(lǜ)波器進行衰減(jian)并濾除部分雜(zá)波後的信号SIGN（圖(tu)7）經🌂模拟💔開關進(jin)入精密ADC進行AD轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī)。可以發現，此時(shi)的信⁉️号與勵磁(ci)波形已經十分(fèn)相似，信号高低(dī)處已🔱經十分平(píng)滑，可以進行AD轉(zhuan)換。
 
 
4插入式電磁(cí)流量計的測量(liàng)精度
　　插入式電(diàn)磁流量計适用(yòng)于DN150～DN2000的管道，其測(ce)量精度達到1.0級(ji)，圖8是此次應用(yong)的插入式電磁(ci)流量計的檢定(ding)記錄表，經✉️檢定(ding)後各♋點誤差均(jun)在1%以内，隻要安(an)裝條♉件符合規(guī)定，儀表的正确(què)度是有保障的(de)。
5結語
　　插入式電(dian)磁流量計安裝(zhuang)簡單、老舊管道(dào)改造方便，應用(yòng)在浮選自動加(jia)藥系統其測量(liang)精度能夠達到(dao)要求，爲浮選自(zì)⛹🏻‍♀️動加藥系統的(de)正常運行提供(gong)正确數據，有助(zhù)于生産技術♌人(ren)員進行分析研(yan)究調整試劑加(jiā)藥系數K，使經浮(fu)選得到的精煤(méi)品質穩定、生産(chǎn)效率提高并能(néng)精準添加浮選(xuan)藥劑、節省藥劑(jì)，同時🛀，也能降低(di)工作的複雜程(chéng)度，節省勞動人(rén)員。

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