智能电磁流量计在回收水计量中的应用与探讨

铁矿选矿生产尾矿回收水是将选矿生产中排出的尾矿经浓缩池浓缩后，浓缩部分经浓缩池的底部由污水泵排出，回收部分的水经浓缩池的上部溢流排出然后进行再利用的一项技术。尾矿回收水的特点是水质较差，里面合有一定的泥、沙和少量的杂草、树叶等杂物，但又不同于污水，能满足选矿生产中球磨机生产要求的水质，且水质的好坏和回收水的多少有关若人为调节的回收水量大，水质就较差，里面的泥沙浓度就高，调节的回收水量小，水质就好一些，里面的泥沙浓度就低。一段时间内，我们石村铁矿在回收水的计量问题上一直没有取得理想的效果，直到2001年3月应用了X K D99Z型智能电磁流量计后，尾矿回收水的计量工作才取得了比较满意的效果。

1以前所用的计量设备及特点

在回收水计量所用的一次仪表中，我们曾用过轴向式涡轮流量传感器和切向式涡轮流量传感器，但无论是轴向式的还是切向式的，因其都是轮式的，所以都存在着轮式传感器所共有的不足之处。①传感器轮易被水中的杂草、线头等杂物卡住或缠住，至使计量不准或计量停止。②传感器轮运行一段时间后，由于长期的磨损和疲劳，轮轴会被折断，特别是运行中突然停泵、停水的瞬间，轮轴最容易折断。在我们使用轮式传感器过程中，轴向式涡轮每月至少必须对其进行一次清理，切向式涡轮每3个月必须清理一次;轴向式轮一般用1至6个月轮轴就会被折断，切向式轮可用3至18个月。并且由于回收水中的杂物对传感器轮缠、卡的偶然因素太多，有时，涡轮虽然还在旋转，但上面早已缠上了杂物，其旋转速度早已小于正常时应该的转速，当然，反映到二次仪表上的示值也就不准。

在回收水的计量中，我们还采用过涡街流量传感器。涡街流量传感器虽然结构简单，无转动磨损部件，不会发生卡轮、断轴等现象，但同样由于回收水水质较差的特点，使用一段时间后旋涡发生体和探头的周围就会被泥沙、杂质等附着物包围，同样存在着计量不准、停止计量和需要不断清理旋涡发生体和探头上附着物的麻烦，并且由于涡街流量传感器一般为法兰式联接(一般认为插人式涡街流量计存在计量精度较差的倾向)，每清理一次旋涡发生体和探头尚需停水，卸下整个一次仪表，很不方便。

我们也曾考虑过选用超声波流量计用于尾矿回收水的计量，但从超声波流量计的计量原理可知，其测量结果与声波在被测介质中的传播速度有关，被测介质的浓度改变，声波在其中的传播速度必然改变，测量结果当然也就不同。也就是说，超声波流量计要求被测介质的浓度必须是恒定的，而尾矿回收水的泥沙浓度是根据生产需要和回收水量的多少变化的，显然，超声波流量计也不可能很好地应用于尾矿回收水的计量。

2电磁式流量计的原理

电磁式流量计是一种集信号检测及微电子智能化技术于一体的高新机电产品，它和其他智能化仪表一样分传感器和转换器两部分，即一次仪表和二次仪表，结构上有一体式和分体式两种。电磁式流量计所依据的基本原理是法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部将产生感应电动势(见图1)，其感应电动势E为:

当导电流体流过垂直于流动方向的磁场时，因传感器导管内径D是固定的，通过励磁线圈的励磁电流是恒定的，磁感应强度B也是恒定的，所以，介质的平均流速V或流量qv，则E=4KBqv.可见qv与感应电压E的大小成正比例关系。感应电压信号通过两个直接与流体接触的电极检出，经前置电路隔离放大，滤波整形并送人以CPU为核心的微处理器，完成有效数据的采集、放大和处理，实现流体瞬时流量、累积流量的显示及流量数据与微机系统之间的通讯和控制。转换器系统框图如图2所示。

3电磁式流量计的特点

电磁式流量计的原理决定了其具备如下特点:

①传感器内既没有叶轮，也没有旋涡发生体和探头，因而也就从根本上避免了回收水中的杂物、泥沙等对叶轮的缠、卡及对旋涡发生体和探头的包围等因素造成的计量不准或计量停止的现象。②测量不受被测液体的密度、粘度、温度、压力和一导电率变化的影响，所以特别适用于尾矿回收水这种泥沙浓度随回收水量多少而变化的液体的测量。③传感器电极结构多样化，可根据不同的应用条件选择可拆卸式、固定式和刮刀式电极，特别是刮刀式电极，可在不停被测介质的情况下对电极进行清理，应用起来非常方便①安装方便，可水平、垂直或倾斜任意角度安装，对上下游直管段要求较低，且衬里和电极有多种材料可供选择，所以有耐腐蚀和耐磨等特点。⑤仪表采用了三态方波励磁技术，先进的小信号处理技术和软件技术，抗干扰性能强，精度稳定可靠。⑥仪表不能测以气体、油品、有机溶剂等不导电介质。

4应用与效果

我们在安装使用过程中，除了满足常规的要求外，着重强调了如下几点:①选择的安装地点保证了流量计在计量时传感器内时刻注满介质，且上游有SD，下游有2D以上的直管段，有足够的安装检修空间;②安装流量计时做了面积约2m2的接地网，接地网离地面要有足够的深度，并在掩埋接地网时撒了部分工业用NaCI以确保传感器接地电阻小于10Ω③由于安装地点离电机和配电盘较近，为防止电磁干扰，我们把整个一体式流量计用铁箱全部罩住进行厂屏蔽，并将屏蔽铁箱单独可靠接地(抄读数字时打开铁箱读数);④在使用过程中，每半年清理一次传感器电极，以防止上面的污垢影响信号的输出.

X K D99Z智能电磁流量计应用于尾矿回收水计量2年来，运行平稳，计量准确，除一年2次的清理电极工作外，从未出现过任何故障，给我矿的回收水考核提供了可靠的依据，从而改变以前那种有回收水设施却回收不来水的状况，每年可节约清水100万t。