摘要:电磁流量计测量方法具有非接触性和无污染的特点，目前被广泛应用于能源化工、冶金制造和卫生医疗等领域。但由于传统的电磁流量计在测量过程中容易受被测样本介质和周围环境因素的影响，导致流量计测量精度和测量范围都受到限制。为了解决上述存在的问题,一种双线圈电磁流量计,应用该方法能够大大提高电磁流量计的抗干扰能力和适用范围,基本满足选矿过程中对矿浆检测的需要。
钢铁冶炼选矿一般流程为破碎、筛分、磨矿和选别等几个重要环节,现在国内矿山大都存在环境差、电气自动化水平偏低，采用人工手动给矿,操作人员观察矿浆的粒度和浓度,最后通过人工判断负荷进行水路调节。由于人工调节缺乏实时性,系统运行不稳定,容易使磨机出现“胀肚”与“空腹”现象,致使整个磨选工艺系统稳定性偏差。因此对选矿车间实施电气自动控制非常必要。同时,由于选矿车间工艺的特点,大功率电气设备多,比如破碎机与磨机,破碎机甚至为高压电气设备,作为环境的干扰源,如电磁干扰、强信号干扰、大型用电设备控制信号干扰,因此必须采取有效防干扰措施,才使系统能够正常稳定运行。目前结合国内选矿厂电气自动化运行情况和铁矿的实际工艺流程,基于双线圈的电磁流量计,该系统能及时掌握工艺流程的运行工况和参数变化,能有效优化流程,保证稳定、安全运行,并能够降低运行成本,提高管理水平,对铁矿具有重要的意义。
1双线圈电磁流量计的特点
1.1双线圈电磁流量计物理结构
双线圈电磁流量计的结构如下图1所示。我们采用1个电磁激发线圈和2个电磁接受线圈,当电磁激发线圈发出励磁脉冲信号后,将分别在两个接受的电磁线圈中产生相应的感生电动势。
1.2双线圈电磁流量计工作过程
首先设定第1个接收电磁线圈感应电动势最大值的时刻为t1,第2个接收电磁线圈感应电动势最大值的时刻为t2,两个感应线圈实际间隔分别为S1和s2,被检测矿浆样本的流速为vs。.
2大红山铁矿流量计
2.1电磁流量计通讯协议
电磁流量计的通讯接口为RS485,设置波特率为9600,数据起始位为1位,数据位为8位,采用偶校验为1位,停止位为1位，通信协议为MODBUS-RTU标准协议,如表1所示。流量计为从机，只有收到主机正确的命令帧才会应答。主机发送命令帧周期应大于50ms,流量计响应时间不大于15ms。
通讯协议如表2所示:主机向流量计发送数据:0205dataldata2sum03(所有字节为十六进.制数)
02起始字节05流量计机号dataldata2为任意数sum为校验和(所有数累加后取补)03停止字节例如:02050000F603流量计向主机发送数.据:0205dataldata2data3data4data5data6data7data8data9data10data11data12sum03(所有字节为十六进制数)。
2.2双线圈电磁流量计仿真分析
双线圈电磁流量计仿真波形如图2和图3所示。双线圈电磁流量计相当于两个单线圈电磁流量计。现假定单线圈电磁流量计由于励磁脉冲引起的误差为δ,则单线圈电磁流量计的流速计算公式为:
由式2可知,采用双线圈进行补偿计算,能够消除励磁电流本身引起的系统误差。
2.3矿浆流速计算
由于励磁线圈电流(ilc)为三角波脉冲,则最大.励磁线圈电流为顶点位置,现设定励磁线圈电流达到最大值时的激发时间t1,由电磁感应原理我们可以得到如下公式:
3流量计设计程序
为了使流量计的抗干扰能力增强,同时便于安装调试和封装,我们采用单片机作为系统的信号采集和处理单元，单片机实现部分程序如下所示:.
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总结
根据铁矿矿浆工艺流程,本文设计的双线圈电磁流量计能够克服单线圈电磁流量计由于本身励磁电流引起系统误差,有效地提高了系统的测量精度。在实际的检测过程中,双线圈电磁流量计同时也存在一些问题,比如两个接收线圈相对物理位置的选择对系统测量精度的影响,如果相对距离近了,不利于系统测量精度的提高，距离选择远了,由于紊流等检测因素的影响使得矿浆磁化样本产生电磁发散现象。因此，选取合适的双线圈相对物理位置和优化矿浆样本数据是我们将来要进行电磁流量计研究的发展方向。
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