摘要:浮選是(shì)洗煤廠生産的關(guan)鍵環節，浮選效果(guo)的好壞直接關系(xi)到精煤産率。爲了(le)解決浮選過程中(zhong)入料煤泥水流量(liang)難🙇‍♀️以實時監測影(yǐng)響浮選自動加藥(yào)系統正常運行的(de)問題，并針對一些(xie)選煤廠管路老舊(jiù)、管徑較大難以改(gǎi)造、結合性價比等(děng)因素，選用智能型(xíng)插入電磁流量計(ji) 進行入料煤泥水(shuǐ)流量的測量，測量(liàng)精度能達到要求(qiu)，爲浮選自動加藥(yào)系統的正常運行(hang)提供準确數據。
　　 電(diàn)磁流量計 是一種(zhong)測量精度高、應用(yòng)範圍廣的流量儀(yí)表，随着現代化🔱工(gōng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻業的不斷發展，傳(chuán)統的管段式電磁(ci)流量計在浮選煤(méi)泥水工業現場進(jìn)行流量測量時出(chu)現了一些應用瓶(ping)🙇🏻頸，主要有以下📧兩(liang)點：
（1）傳統的管段式(shì)電磁流量計雖然(ran)精度很高，但其制(zhi)造成☎️本也高，在浮(fu)選煤泥水大直徑(jìng)管道流量測量現(xian)場不需要這麽高(gāo)的精度，而且浮選(xuan)煤泥水管道一般(bān)直徑都比較大,其(qí)制造成本将會更(gèng)高。
（2）傳統的管段式(shi)電磁流量計與管(guan)道爲法蘭連接，一(yi)些選煤廠浮選煤(méi)泥水管道較老舊(jiù)，安裝時需要截斷(duan)管道焊接法🐕蘭，這(zhe)一過🈲程可能會對(duì)管道造成較大損(sǔn)傷☔，而且傳統的管(guan)👅段式電磁流量計(jì)隻能在管♉道内沒(méi)有流體時才能安(an)裝、拆卸儀表，這将(jiāng)會影響精煤生産(chan)，也勢必會提高檢(jian)修費用。插入式電(dian)磁流量計是從傳(chuán)💘統的管段式電磁(ci)🌈流量計演變過來(lái)的，其設計原理相(xiang)同，但由于其傳感(gan)器結構的特點使(shǐ)它在大直徑管道(dao)流量測量時有明(míng)顯的⭐優點，制造成(chéng)本低，其密封結構(gòu)可已實現不停水(shuǐ)在線安☀️裝，現✔️場安(ān)裝時無須截斷管(guǎn)道，易于拆卸維修(xiū)，對測量較粗管道(dao)的入🔱料煤泥水流(liú)量有很大的優勢(shì)。
1浮選自動加藥系(xi)統原理
　　浮選是選(xuan)煤廠生産過程中(zhong)的一個重要環節(jiē)，在整😘個❄️生産過程(chéng)中扮演着重要角(jiǎo)色。根據公式G（試劑(ji)加藥量）=K（加藥👨‍❤️‍👨系數(shù)）×M(幹煤泥質量)和M(幹(gan)煤泥質量）=L(煤泥水(shui)流量)×C(煤🔴泥水濃🔆度(du))可知，若要獲🔱得浮(fú)選中精密藥劑泵(beng)的加藥♈量首先要(yao)得到煤泥水中幹(gan)煤泥質量，所🔴以要(yào)測定各個管道中(zhōng)煤🤩泥水流量和煤(mei)泥水濃度。通過對(dui)選煤廠的煤種和(hé)所選用的藥劑進(jin)行分析，爲了保障(zhang)品質和回收率，由(yóu)中煤科工集團唐(tang)山研究🚶‍♀️院研發的(de)浮選自📞動加藥系(xì)統根據對入料煤(méi)泥水濃度和流量(liang)的監測，計算出☎️實(shi)時幹煤泥質量，然(rán)🈲後計算出藥劑用(yong)量并由🤟精密藥劑(ji)泵加藥。
　　系統在電(dian)腦端實時顯示工(gōng)藝各種參數，直觀(guān)地顯⁉️示監測的各(ge)個參數和自動加(jia)藥系統的運行情(qíng)況。該系統還可以(yi)生成生産信息曆(lì)史曲線，通過查詢(xun)生産數據，方便生(shēng)産技術人員進行(hang)分🌈析研究微調✊加(jiā)藥系數K，使生産效(xiao)率達到更高。
2插入(rù)式電磁流量計的(de)設計原理
　　插入式(shi)電磁流量計的工(gōng)作原理是基于法(fa)拉第電磁感⭐應定(ding)律(圖1)，其可以測量(liang)管道内導電性液(ye)體的🔅體積流量。流(liu)量計有一個用絕(jué)緣材料制成的護(hu)套🛀🏻，内裝有🐆線圈、鐵(tiě)芯和磁轭，護套的(de)側面裝有兩隻電(dian)極。勵磁線📱圈由三(sān)值方波勵磁脈沖(chong)勵時，将産生一磁(ci)通密度爲B的工作(zuò)磁場。當導電流體(ti)以流速V通過裝有(you)一對間距爲L的測(ce)量電極且内徑爲(wèi)D的管♈道時，這對電(diàn)極将會産生同時(shi)垂直于磁🔅場方向(xiàng)和液體流動方向(xiàng)的感應電🌍動勢E。感(gan)應出的電動勢E正(zheng)比于磁通密度B與(yǔ)平均流速V的乘積(ji)：E=BLV。電動勢E(流量信号(hào))由🌈電極檢出并通(tong)過屏蔽電🏃‍♂️纜送到(dao)轉換器✊内參與運(yun)算得出管道内的(de)實際流速V，再根據(jù)，即可求出實際體(ti)積流量。
 
3插入式電磁流量(liàng)計硬件電路分析(xi)
　　整個硬件電路（圖(tú)2）包括電源部分、勵(li)磁電路部分、信号(hào)☁️放大采集處理部(bù)分及輸入輸出顯(xiǎn)示部分。其中影響(xiang)流量計測量精度(dù)的主要是勵磁電(diàn)路部分和信号放(fang)大采集💰處理部✍️分(fèn)。
 
　　勵磁(cí)電路采用低頻三(sān)值矩形波勵磁（圖(tú)3），這種勵磁方式既(ji)可以🔱大幅減小由(yóu)直流勵磁時産生(sheng)的電極極化效應(yīng)，也可以克服正🐕弦(xian)波勵磁産生的正(zheng)交幹擾的影響，同(tong)時，低頻三值矩形(xing)波勵磁🌍比低頻矩(jǔ)形波勵磁有更低(di)的勵磁功率，而且(qiě)還可以在零值勵(lì)磁時進行零點自(zi)動補償，穩定流量(liàng)計的零點。
 
　　雖然插(cha)入式電磁流量計(jì)采用低頻三值矩(jǔ)形波勵磁時它的(de)極化現象和正交(jiāo)幹擾較弱，但也不(bu)能從根本上完🐕全(quan)消🌈除，再🛀加上感應(yīng)電動勢在信号線(xian)傳♍輸過程中信号(hào)線也會在空間磁(ci)場的作用下産生(sheng)🈲幹擾信号，所以實(shí)際♌測量得到的電(dian)壓信号是有用信(xin)号與各種幹擾信(xin)号的“組合”，它不僅(jǐn)包含流速信号也(yě)包含各種幹擾信(xìn)号。
　　插入式電磁流(liu)量計兩個電極上(shang)實際測量得到的(de)電壓信👉号㊙️可以用(yòng)以下的信号模型(xíng)來表示。即
 
　　微分幹(gàn)擾和同相幹擾會(huì)随着磁場的穩定(dìng)而快速消失；共模(mo)☂️幹擾和串模幹擾(rǎo)會造成插入式電(dian)磁流量計零點㊙️漂(piao)移，傳輸信号線采(cai)用屏蔽線，确保儀(yí)表接地良好可大(da)✨幅度減🌂弱其影響(xiang)；電化㊙️學幹擾主要(yao)是電極表面的極(ji)化現象會造成插(chā)入式電磁流量計(jì)零點不穩🧡，提高勵(lì)磁頻率可以減小(xiǎo)其影響。觀察管道(dào)流體流速🐅在5m/s左右(you)時感應信号（圖4），可(ke)以發現除去毛刺(ci)感應信号幅值可(ke)達25mV,但其中有用信(xìn)号的幅值在0.5mV左右(you)，所以信号放大采(cǎi)集過程中要進行(háng)濾波。參照勵磁方(fang)式，分析流⛷️速信号(hao)電壓的基本特征(zheng)，以下從信号放大(dà)采集處理部分對(dui)流速信号能夠有(you)效地、針對性地放(fàng)大、處理和濾除雜(za)波進行分析。
 
　　前置(zhi)放大電路（圖5）采用(yòng)儀表放大器進行(háng)放大，儀表放大器(qi)📱前端是RFI濾波器，濾(lǜ)除衰減大部分幹(gan)擾信号，R1爲精密電(dian)阻，确保放大倍數(shù)穩定。二極管D1、D2可以(yǐ)限制🏃‍♂️輸入信号的(de)大小，避免🧑🏾‍🤝‍🧑🏼誤接線(xian)造成損壞。
 
　　AD8226是ADI公司(si)一款低成本、寬電(diàn)源電壓範圍儀表(biao)放大器，該儀表放(fang)💯大器具有超高輸(shū)入阻抗、高共模抑(yì)制比、低噪聲、低線(xiàn)性誤差、低輸出阻(zu)抗的優點，查看芯(xin)片👅手冊可以得到(dao)。信号放大電路（圖(tu)6）采用運算放大器(qì)TLC2262，TLC2262是TI公司雙路運算(suàn)放大器可以達到(dao)軌對軌輸出的性(xìng)能，電阻R2、R4爲精密電(dian)阻，确保放大倍數(shù)🚶‍♀️穩定，R24和C31組成一個(gè)低通濾❤️波器。
 
注:實(shí)際放大25倍，共模抑(yì)制比爲20000倍，液體電(diàn)導率≥25uS/cm,，信号内阻🈲一(yī)般小于400kΩ;誤差小于(yu)0.05%;溫漂小于0.01。
　　由低通(tong)濾波器進行衰減(jian)并濾除部分雜波(bō)後的信号⁉️SIGN（圖👣7）經🎯模(mó)💔拟開關進入精密(mì)ADC進行AD轉換輸入單(dān)片機🌏。可以發現😄，此(cǐ)時的信号與勵磁(cí)波形已經十分相(xiang)似，信号高低處已(yi)經十分平滑，可以(yi)進行🤟AD轉換。
 
 
4插入式(shì)電磁流量計的測(ce)量精度
　　插入式電(diàn)磁流量計适用于(yú)DN150～DN2000的管道，其測量精(jīng)度達到1.0級，圖8是此(ci)次應用的插入式(shì)電磁流量計的檢(jiǎn)定記錄表，經檢定(dìng)後各點誤🌂差均在(zài)1%以内，隻要安裝條(tiáo)件符合規定，儀表(biǎo)的正确率是有保(bao)障的。
5結語
　　插入式(shì)電磁流量計安裝(zhuang)簡單、老舊管道改(gai)造方便，應用在浮(fú)選自動加藥系統(tǒng)其測量精度能夠(gòu)達到要求，爲浮選(xuǎn)自動加藥系⁉️統的(de)正常運行提供準(zhǔn)确數據，有助于生(shēng)産技術人員進行(háng)分析研究調整試(shi)💋劑加藥系數K，使經(jing)浮✉️選得到的精煤(méi)品質穩定、生産🐅效(xiao)率提高并能添加(jiā)浮選藥劑、節省藥(yao)劑，同時，也能📞降低(dī)工作的複雜程度(du)，節省勞動力。

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