摘要:電磁流量計測量方法具有非接觸性和無污染的特點，目前被廣泛應用于能源化工、冶金制造和衛(wèi)生醫(yī)療等領域。但由于傳統(tǒng)的電磁流量計在測量過程中容易受被測樣本介質(zhì)和周圍環(huán)境因素的影響，導致流量計測量精度和測量范圍都受到限制。為了解決上述存在的問題,一種雙線圈電磁流量計,應用該方法能夠大大提高電磁流量計的抗干擾能力和適用范圍,基本滿足選礦過程中對礦漿檢測的需要。
鋼鐵冶煉選礦一般流程為破碎、篩分、磨礦和選別等幾個重要環(huán)節(jié),現(xiàn)在國內(nèi)礦山大都存在環(huán)境差、電氣自動化水平偏低，采用人工手動給礦,操作人員觀察礦漿的粒度和濃度,最后通過人工判斷負荷進行水路調(diào)節(jié)。由于人工調(diào)節(jié)缺乏實時性,系統(tǒng)運行不穩(wěn)定,容易使磨機出現(xiàn)“脹肚”與“空腹”現(xiàn)象,致使整個磨選工藝系統(tǒng)穩(wěn)定性偏差。因此對選礦車間實施電氣自動控制非常必要。同時,由于選礦車間工藝的特點,大功率電氣設備多,比如破碎機與磨機,破碎機甚至為高壓電氣設備,作為環(huán)境的干擾源,如電磁干擾、強信號干擾、大型用電設備控制信號干擾,因此必須采取有效防干擾措施,才使系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定運行。目前結(jié)合國內(nèi)選礦廠電氣自動化運行情況和鐵礦的實際工藝流程,基于雙線圈的電磁流量計,該系統(tǒng)能及時掌握工藝流程的運行工況和參數(shù)變化,能有效優(yōu)化流程,保證穩(wěn)定、安全運行,并能夠降低運行成本,提高管理水平,對鐵礦具有重要的意義。
1雙線圈電磁流量計的特點
1.1雙線圈電磁流量計物理結(jié)構
雙線圈電磁流量計的結(jié)構如下圖1所示。我們采用1個電磁激發(fā)線圈和2個電磁接受線圈,當電磁激發(fā)線圈發(fā)出勵磁脈沖信號后,將分別在兩個接受的電磁線圈中產(chǎn)生相應的感生電動勢。
1.2雙線圈電磁流量計工作過程
首先設定第1個接收電磁線圈感應電動勢最大值的時刻為t1,第2個接收電磁線圈感應電動勢最大值的時刻為t2,兩個感應線圈實際間隔分別為S1和s2,被檢測礦漿樣本的流速為vs。.
2大紅山鐵礦流量計
2.1電磁流量計通訊協(xié)議
電磁流量計的通訊接口為RS485,設置波特率為9600,數(shù)據(jù)起始位為1位,數(shù)據(jù)位為8位,采用偶校驗為1位,停止位為1位，通信協(xié)議為MODBUS-RTU標準協(xié)議,如表1所示。流量計為從機，只有收到主機正確的命令幀才會應答。主機發(fā)送命令幀周期應大于50ms,流量計響應時間不大于15ms。
通訊協(xié)議如表2所示:主機向流量計發(fā)送數(shù)據(jù):0205dataldata2sum03(所有字節(jié)為十六進.制數(shù))
02起始字節(jié)05流量計機號dataldata2為任意數(shù)sum為校驗和(所有數(shù)累加后取補)03停止字節(jié)例如:02050000F603流量計向主機發(fā)送數(shù).據(jù):0205dataldata2data3data4data5data6data7data8data9data10data11data12sum03(所有字節(jié)為十六進制數(shù))。
2.2雙線圈電磁流量計仿真分析
雙線圈電磁流量計仿真波形如圖2和圖3所示。雙線圈電磁流量計相當于兩個單線圈電磁流量計�，F(xiàn)假定單線圈電磁流量計由于勵磁脈沖引起的誤差為δ,則單線圈電磁流量計的流速計算公式為:
由式2可知,采用雙線圈進行補償計算,能夠消除勵磁電流本身引起的系統(tǒng)誤差。
2.3礦漿流速計算
由于勵磁線圈電流(ilc)為三角波脈沖,則最大.勵磁線圈電流為頂點位置,現(xiàn)設定勵磁線圈電流達到最大值時的激發(fā)時間t1,由電磁感應原理我們可以得到如下公式:
3流量計設計程序
為了使流量計的抗干擾能力增強,同時便于安裝調(diào)試和封裝,我們采用單片機作為系統(tǒng)的信號采集和處理單元，單片機實現(xiàn)部分程序如下所示:.
MAIN:
movWDTCN,#DEh
movWDTCN,#0ADh
disablewatchdogtimer
movsp,#stack
MovSFRPAGE,#0
callClearRam__wait1ms
movFILTER_pointer,#0h
movdptr,#test_time
clra
mova,dph
movTime_pointerH,a
movTime__dptrh,a
mova,dpl.
movTime_pointerL,a
movTime__dptrl,a
callPortWWorkspaecInit
callDeviceInit
callDisplay__wait;dispaly"pleasewait"
callDelay_wait
callLCD12864_DISPLAY;display0000...
4總結(jié)
根據(jù)鐵礦礦漿工藝流程,本文設計的雙線圈電磁流量計能夠克服單線圈電磁流量計由于本身勵磁電流引起系統(tǒng)誤差,有效地提高了系統(tǒng)的測量精度。在實際的檢測過程中,雙線圈電磁流量計同時也存在一些問題,比如兩個接收線圈相對物理位置的選擇對系統(tǒng)測量精度的影響,如果相對距離近了,不利于系統(tǒng)測量精度的提高，距離選擇遠了,由于紊流等檢測因素的影響使得礦漿磁化樣本產(chǎn)生電磁發(fā)散現(xiàn)象。因此，選取合適的雙線圈相對物理位置和優(yōu)化礦漿樣本數(shù)據(jù)是我們將來要進行電磁流量計研究的發(fā)展方向。
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