[摘要]文章介紹了鐵礦選礦生產(chǎn)中尾礦回收水的特點(diǎn)，分析了渦輪流量傳感器、渦街流量傳感器及超聲波流紙傳感器不能很好地應(yīng)用于尾礦回收水計(jì)敏的原因，介紹了智能電磁流量計(jì)的工作原理、特點(diǎn)及在回收水計(jì)量中的應(yīng)用效果。
鐵礦選礦生產(chǎn)尾礦回收水是將選礦生產(chǎn)中排出的尾礦經(jīng)濃縮池濃縮后，濃縮部分經(jīng)濃縮池的底部由污水泵排出，回收部分的水經(jīng)濃縮池的上部溢流排出然后進(jìn)行再利用的一項(xiàng)技術(shù)。尾礦回收水的特點(diǎn)是水質(zhì)較差，里面合有一定的泥、沙和少量的雜草、樹(shù)葉等雜物，但又不同于污水，能滿足選礦生產(chǎn)中球磨機(jī)生產(chǎn)要求的水質(zhì)，且水質(zhì)的好壞和回收水的多少有關(guān)。若人為調(diào)節(jié)的回收水量大，水質(zhì)就較差，里面的泥沙濃度就高，調(diào)節(jié)的回收水量小，水質(zhì)就好一些，里面的泥沙濃度就低。一段時(shí)間內(nèi)，我們石村鐵礦在回收水的計(jì)量問(wèn)題上一直沒(méi)有取得理想的效果，直到2001年3月應(yīng)用了智能電磁流量計(jì)后，尾礦回收水的計(jì)量工作才取得了比較滿意的效果。
1以前所用的計(jì)設(shè)備及特點(diǎn)
在回收水計(jì)量所用的一次儀表中，我們?cè)眠^(guò)軸向式渦輪流量傳感器和切向式渦輪流量傳感器，但無(wú)論是軸向式的還是切向式的，因其都是輪式的，所以都存在著輪式傳感器所共有的不足之處。①傳感器輪易被水中的雜草、線頭等雜物卡住或纏住，至使計(jì)量不準(zhǔn)或計(jì)量停止。②傳感器輪運(yùn)行一段時(shí)間后，由于長(zhǎng)期的磨損和疲勞，輪軸會(huì)被折斷，特別是運(yùn)行中突然停泵、停水的瞬間,輪軸最容易折斷。在我們使用輪式傳感器過(guò)程中，軸向式渦輪每月至少必須對(duì)其進(jìn)行一次清理，切向式渦輪每3個(gè)月必須清理一次;軸向式輪-般用1至6個(gè)月輪軸就會(huì)被折斷，切向式輪可用3至18個(gè)月。并且由于回收水中的雜物對(duì)傳感器輪纏、卡的偶然因素太多，有時(shí)，渦輪雖然還在旋轉(zhuǎn)，但上面早已纏上了雜物，其旋轉(zhuǎn)速度早已小于正常時(shí)應(yīng)該的轉(zhuǎn)速，當(dāng)然，反映到二次儀表上的示值也就不準(zhǔn)。
在回收水的計(jì)量中，我們還采用過(guò)渦街流量傳感器。渦街流量傳感器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)磨損部件，不會(huì)發(fā)生卡輪、斷軸等現(xiàn)象，但同樣由于回收水，水質(zhì)較差的特點(diǎn)，使用一段時(shí)間后旋渦發(fā)生體和探頭的周?chē)蜁?huì)被泥沙、雜質(zhì)等附著物包圍，同樣存在著計(jì)量不準(zhǔn)、停止計(jì)量和需要不斷清理旋渦發(fā)生體和探頭上附著物的麻煩，并且由于渦街流量傳感器-般為法蘭式聯(lián)接(一般認(rèn)為插人式渦街流量計(jì)存在計(jì)量精度較差的傾向)，每清理--次旋渦發(fā)生體和探頭尚需停水，卸下整個(gè)一次儀表，很不方便。
我們也曾考慮過(guò)選用超聲波流量計(jì)用于尾礦回收水的計(jì)量，但從超聲波流量計(jì)的計(jì)量原理可知，其測(cè)量結(jié)果與聲波在被測(cè)介質(zhì)中的傳播速度有關(guān)，被測(cè)介質(zhì)的濃度改變，聲波在其中的傳播速度必然改變，測(cè)量結(jié)果當(dāng)然也就不同。也就是說(shuō)，超聲波流量計(jì)要求被測(cè)介質(zhì)的濃度必須是恒定的，而尾礦回收水的泥沙濃度是根據(jù)生產(chǎn)需要和回收水量的多少變化的，顯然，超聲波流量計(jì)也不可能很好地應(yīng)用于尾礦回收水的計(jì)量。
2電磁式流計(jì)的原理
電磁式流量計(jì)是一種集信號(hào)檢測(cè)及微電子智能化技術(shù)于一體的機(jī)電產(chǎn)品，它和其他智能化儀表一樣分傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分，即一次儀表和二次儀表，結(jié)構(gòu)上有一體式和分體式兩種。
電磁式流量計(jì)所依據(jù)的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(見(jiàn)圖1)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為:
E=KB`VD
式中E為感應(yīng)電壓，V;K為儀表常數(shù);B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，T;`V為測(cè)量管道截面內(nèi)的平均流量,m/s;D為流量計(jì)的通徑，mo
當(dāng)導(dǎo)電流體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)時(shí)，因傳感器導(dǎo)管內(nèi)徑D是固定的，通過(guò)勵(lì)磁線圈的勵(lì)磁電流是恒定的，磁感應(yīng)強(qiáng)度B也是恒定的，所以，介質(zhì)的平均流速`V或流量
，則E=4KBq、�？梢�(jiàn)qv與感應(yīng)電壓E的大小成正比例關(guān)系。感應(yīng)電壓信號(hào)通過(guò)兩個(gè)直接與流體接觸的電極檢出，經(jīng)前置電路隔離放大，濾波整形并送入以CPU為核心的微處理器，完成有效數(shù)據(jù)的采集，放大和處理，實(shí)現(xiàn)流體瞬時(shí)流量、累積流量的顯示及流量數(shù)據(jù)與微機(jī)系統(tǒng)之間的通訊和控制。
轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)框圖如圖2所示。
3電磁式流計(jì)的特點(diǎn)
電磁式流量計(jì)的原理決定了其具備如下特點(diǎn):①傳感器內(nèi)既沒(méi)有葉輪，也沒(méi)有旋渦發(fā)生體和探頭，因而也就從根本.上避免了回收水中的雜物、泥沙等對(duì)葉輪的纏、卡及對(duì)旋渦發(fā)生體和探頭的包圍等因素造成的計(jì)量不準(zhǔn)或計(jì)量停止的現(xiàn)象。②測(cè)量不受被測(cè)液體的密度、粘度、溫度、壓力和導(dǎo)電率變化的影響,.所以特別適用于尾礦回收水這種泥沙濃度隨回收水t多少而變化的液體的測(cè)量。③傳感器電極結(jié)構(gòu)多樣化，可根據(jù)不同的應(yīng)用條件選擇叮拆卸式、固定式和刮刀式電極，特別是刮刀式電極，可在不停被測(cè)介質(zhì)的情況下對(duì)電極進(jìn)行清理，應(yīng)用起來(lái)非常方便..安裝方便，可水平、垂直或傾斜任意角度安裝，對(duì)l:下游直管段要求較低，且襯里和電極有多種材料可供選擇，所以有耐腐蝕和耐磨等特點(diǎn)。⑤儀表采用了:態(tài)方波勵(lì)磁技術(shù)，小信號(hào)處理技術(shù)和軟件技術(shù)，抗干擾性能強(qiáng)，精度穩(wěn)定可靠。⑥儀表不能測(cè)址氣體、油品、有機(jī)溶劑等不導(dǎo)電介質(zhì)。
4應(yīng)用與效果
我們?cè)诎惭b使用過(guò)程中，除了滿足常規(guī)的要求外，著重強(qiáng)調(diào)了如下幾點(diǎn):①選擇的安裝地點(diǎn)保證了流量計(jì)在計(jì)量時(shí)傳感器內(nèi)時(shí)刻注滿介質(zhì)，且上游有5D，下游有2D以上的直管段，有足夠的安裝檢修空間;②安裝流量計(jì)時(shí)做了面積約2m2的接地網(wǎng),.接地網(wǎng)離地面要有足夠的深度，并在掩埋接地網(wǎng)時(shí)撒了部分工業(yè)用NaCI以確保傳感器接地電阻小于102;③由于安裝地點(diǎn)離電機(jī)和配電盤(pán)較近，為防止電磁干擾，我們把整個(gè)一體式流量計(jì)用鐵箱全部罩住進(jìn)行了屏蔽，并將屏蔽鐵箱單獨(dú)可靠接地(抄讀數(shù)字時(shí)打開(kāi)鐵箱讀數(shù));④在使用過(guò)程中，每半年清理-次傳感器電極，以防止上面的污垢影響信號(hào)的輸出。
智能電磁流量計(jì)應(yīng)用于尾礦問(wèn)收水計(jì)量2年來(lái)，運(yùn)行平穩(wěn)，計(jì)量正確，除-年2次的清理電極工作外，從未出現(xiàn)過(guò)任何故障，給我礦的回收水考核提供了可靠的依據(jù)，從而改變以前那種有回收水設(shè)施卻回收不來(lái)水的狀況，每年可節(jié)約清水100萬(wàn)t。
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