針對(duì)鐵礦生產(chǎn)工藝的多樣性,采用礦漿管道與傳感器一一對(duì)應(yīng)原則,對(duì)超聲波濃度計(jì)傳感器重新選型??紤]到礦漿粒度的粗細(xì),對(duì)傳感器間距進(jìn)行調(diào)整。按照實(shí)際工藝化驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)超聲波濃度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。試驗(yàn)結(jié)果證明,超聲波濃度計(jì)在鐵礦廠中的測(cè)量精確度得到提升,使用零點(diǎn)校準(zhǔn)法及三點(diǎn)標(biāo)定法對(duì)超聲波濃度計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定將成為鐵礦廠應(yīng)用的方向。
超聲波在穿過(guò)介質(zhì)后其幅值隨著濃度增加呈現(xiàn)指數(shù)衰減,通過(guò)公式系數(shù)對(duì)其測(cè)量準(zhǔn)確度進(jìn)行校準(zhǔn)。根據(jù)礦漿及尾礦濃度監(jiān)測(cè)的實(shí)際工況,調(diào)整傳感器相關(guān)參數(shù),實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。超聲波濃度計(jì)是金屬礦山礦漿濃度監(jiān)測(cè)的主流設(shè)備
NFF 4.6/2 Stahl KL Dm 16N R+/-1.5mm |
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1.測(cè)量介質(zhì)性質(zhì)
測(cè)量介質(zhì)性質(zhì)包括礦漿的組成及其所占比例、礦漿的粒度大小、礦漿瞬時(shí)流量、礦漿中氣泡的存量。以上因素對(duì)濃度計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)起指導(dǎo)作用。
2.傳感器選型
傳感器的選型包括測(cè)量能力( 測(cè)量超聲波頻率的大小) 、傳感器收發(fā)兩端的間距及其耐磨強(qiáng)度。傳感器選型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況必須匹配,匹配度越高,其測(cè)量結(jié)果利用價(jià)值越強(qiáng)。
3.標(biāo)定和校準(zhǔn)
標(biāo)定和校準(zhǔn)包括標(biāo)定樣的有效性、標(biāo)定樣的化驗(yàn)精度、超聲波濃度計(jì)零點(diǎn)信號(hào)值的有效性和測(cè)量方式的正確選取。標(biāo)定與校準(zhǔn)工作對(duì)技術(shù)人員的操作標(biāo)準(zhǔn)的要求性較強(qiáng),實(shí)際操作越縝密,其結(jié)果更可觀
[2] 。
鐵礦廠主要處理資源為磁鐵礦、赤( 鏡) 鐵礦及褐鐵礦,其次為菱鐵礦,另含微量黃鐵礦、黃銅礦及朱砂; 脈石礦物主要為石英,鎂鐵閃石、陽(yáng)起石、鐵滑石、綠泥石及鐵黑硬綠泥石等,其次為碳酸鹽類(lèi)礦物,包括白云石、方解石等。
在傳感器測(cè)量間距不變的情況下,發(fā)射頻率越
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小,測(cè)量能力越大( 頻率小為500 kHz) ; 在傳感器測(cè)量頻率不變的情況下,測(cè)量間距越小,測(cè)量能力越大( 間距小為25 mm)。流經(jīng)傳感器的礦漿粒度和瞬時(shí)流量則直接影響傳感器的磨損情況。
綜合生產(chǎn)工藝參數(shù)分析與實(shí)踐生產(chǎn)中超聲波濃度計(jì)的測(cè)量情況,超聲波濃度計(jì)實(shí)際運(yùn)用中會(huì)出現(xiàn)濃度測(cè)量不穩(wěn)定或無(wú)法測(cè)量的現(xiàn)象,原因在于儀器測(cè)量能力無(wú)法滿足此鐵礦粉生產(chǎn)線實(shí)際工況的要求。
鑒于上述情況,將超聲波傳感器測(cè)量頻率從原來(lái)的1 MHz變更為500 kHz; 傳感器收發(fā)間距從原來(lái)的100 ~293 mm 更改為25 ~ 80 mm; 傳感器探頭材質(zhì)在不銹鋼表面再加耐磨涂層,以防其磨損過(guò)快
[3] 。
超聲波濃度計(jì)傳感器與轉(zhuǎn)換器具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,相應(yīng)參數(shù)已在轉(zhuǎn)換器電路板中預(yù)先設(shè)置,不同傳感器在工廠進(jìn)行校準(zhǔn)情況都不一樣。
國(guó)內(nèi)暫無(wú)超聲波濃度計(jì)檢定規(guī)程,校準(zhǔn)工作以實(shí)際工況與儀器自身校準(zhǔn)程序相結(jié)合的方式進(jìn)行。首先進(jìn)行傳感器收發(fā)端間距的準(zhǔn)確測(cè)量,其間距是毫米級(jí),安裝過(guò)程中需采用卡尺和測(cè)量精度為0. 001 級(jí)的紅外測(cè)距儀多次測(cè)量,取平均值并將結(jié)果設(shè)置于轉(zhuǎn)換器中;然后進(jìn)行超聲波濃度計(jì)零點(diǎn)信號(hào)值校準(zhǔn),濃度計(jì)出廠校準(zhǔn)值是在清水和泥漿中進(jìn)行,并不符合鐵礦選廠環(huán)水和礦漿環(huán)境,需重新進(jìn)行校準(zhǔn)。
為使建立的曲線程度接近實(shí)際,則需要盡可能多取樣,并且樣本濃度差值越大越好,如礦漿的濃度值在( 0 ~ 5%) 、( 20% ~ 25%) 、( 40% ~ 45%) 、( 60% ~ 65%) 。
生產(chǎn)管道內(nèi)開(kāi)始生產(chǎn)時(shí)會(huì)打環(huán)水,同時(shí)礦漿濃度有一
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個(gè)逐步提升的過(guò)程,而生產(chǎn)正常后,礦漿的濃度值比較穩(wěn)定。經(jīng)研究,在管道內(nèi)打環(huán)水或是礦漿濃度較低情況下取樣化驗(yàn),記錄當(dāng)時(shí)的信號(hào)值; 在生產(chǎn)正常的時(shí)候取樣化驗(yàn),記錄當(dāng)時(shí)的信號(hào)值。
在兩點(diǎn)標(biāo)定基礎(chǔ)上,進(jìn)行三點(diǎn)標(biāo)定: 測(cè)量值為連續(xù)取樣儀表測(cè)量平均值,化驗(yàn)值為樣品平均值,偏差是以化驗(yàn)值為真值測(cè)量值與化驗(yàn)值的相對(duì)誤差。人工化驗(yàn)值的精度一般在0.7%,超聲波濃度計(jì)的測(cè)量精度為2.5%,其本身與化驗(yàn)值的精度有關(guān)
[2] 。
超聲波濃度計(jì)測(cè)量趨勢(shì)與選礦廠生產(chǎn)實(shí)際濃度變化趨勢(shì)相符前提下,測(cè)量偏差滿足2.5%,實(shí)踐取得了成功。經(jīng)過(guò)在鐵礦選廠長(zhǎng)期研究與實(shí)踐,超聲波濃度計(jì)已真正服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn),測(cè)量精度滿足生產(chǎn)工藝要求,對(duì)金屬礦山選廠有很好地指導(dǎo)意義。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝選擇合適傳感器頻率和間距、出廠零點(diǎn)標(biāo)定矯正、采用三點(diǎn)標(biāo)定法設(shè)備標(biāo)定、周期性標(biāo)定檢驗(yàn)并跟蹤比對(duì); 通過(guò)超聲波濃度計(jì)在鐵礦廠的研究與實(shí)踐,進(jìn)一步推進(jìn)了超聲波濃度計(jì)在廠礦企業(yè)精確測(cè)量并穩(wěn)定使用
1、介
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紹
技術(shù)紅外線可燃?xì)怏w探測(cè)器屬于無(wú)干擾智能型產(chǎn)品,具有良好的安全性能,操作靈活簡(jiǎn)便。這種探測(cè)器的一個(gè)主要的特點(diǎn)是它的自動(dòng)校準(zhǔn)功能,可以通過(guò)帶背光的液晶顯示屏上的提示一步步地引導(dǎo)操作者進(jìn)行校準(zhǔn)。紅外線氣體探測(cè)器提供三種不同的輸出方式:模擬信號(hào)4~20mA直流電;RS-485通訊接口及3個(gè)繼電器(兩個(gè)報(bào)警,一個(gè)故障自檢)。可對(duì)警鈴進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和編程。這些不同的輸出方式為系統(tǒng)建立提供了大的靈活性。則只提供4~20MA直流電的輸出。控制電路以微處理芯片為基礎(chǔ),封裝成一個(gè)即插型模塊并被連在標(biāo)準(zhǔn)的連接模板上。傳感器及信號(hào)發(fā)生器被安裝在一個(gè)防爆機(jī)殼內(nèi),機(jī)殼上有玻璃罩。帶有背光的數(shù)字顯示屏既可顯示傳感器讀數(shù)也可在編程時(shí)顯示菜單功能。所有的紅外線氣體探測(cè)器都屬于電器分類(lèi):Class I; Groups B, C, D; Division 1。這種產(chǎn)品系列延續(xù)了在氣體傳感器設(shè)計(jì)中體現(xiàn)的“易于安裝、易于維護(hù)”的理念。
2、無(wú)干擾封裝
探測(cè)器被封裝在防爆金屬外殼內(nèi)。外殼上旋著一個(gè)帶玻璃的蓋子。位于變送器面板上的磁性編程按鈕可通過(guò)手持的磁性編程工具對(duì)其進(jìn)行操作,這就保證了傳感器界面操作的無(wú)干擾性。所有的校準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試都可在不開(kāi)蓋,保持現(xiàn)場(chǎng)原有狀態(tài)的情況下進(jìn)行。
3、簡(jiǎn)便的校準(zhǔn)
帶背光的液晶顯示屏上顯示校準(zhǔn)提示,大大簡(jiǎn)化了校準(zhǔn)步驟。技術(shù)人員只需用磁性編程工具就可簡(jiǎn)單地開(kāi)始校準(zhǔn)程序。校準(zhǔn)程序一經(jīng)啟動(dòng),探測(cè)器就顯示校準(zhǔn)菜單,菜單提供了零位校準(zhǔn)及起始校準(zhǔn)兩種選擇。選ZERO就會(huì)開(kāi)始自動(dòng)歸零功能。校準(zhǔn)結(jié)束顯示將恢復(fù)到校準(zhǔn)菜單。選SPAN將開(kāi)始自動(dòng)起始狀態(tài)校準(zhǔn),顯示屏?xí)筇峁┰撎綔y(cè)器整定的氣體及其濃度。氣體一經(jīng)提供,探測(cè)器就開(kāi)始自動(dòng)起始校準(zhǔn)。當(dāng)信號(hào)穩(wěn)定下來(lái)后,探測(cè)器會(huì)記錄起始數(shù)據(jù)并提示操作人員斷開(kāi)氣源。一旦氣體濃度歸零,探測(cè)器會(huì)自動(dòng)繼續(xù)它原來(lái)的正常工作。如果因任何原因探測(cè)器無(wú)法執(zhí)行校準(zhǔn)程序,探測(cè)器會(huì)顯示出錯(cuò)提示。這一程序只需不到三分鐘的時(shí)間而且?guī)缀跏遣粫?huì)出差錯(cuò)的。
4、信號(hào)輸出
紅外線氣體傳感器有兩種信號(hào)輸出:模擬的4~20mA輸出和RS-485數(shù)據(jù)總線輸出。而則只有一種4~20mA的輸出。輸出信號(hào)是與探測(cè)范圍相關(guān)的4~20mA線性模擬信號(hào)。這種信號(hào)與的及多模塊控制器,可編程邏輯控制器以及其它標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備兼容。模擬輸出還有兩個(gè)其它功能。,當(dāng)進(jìn)入校準(zhǔn)菜單時(shí),4~20mA信號(hào)會(huì)降至2mA。該低電流會(huì)保持到傳感器回復(fù)到正常運(yùn)作狀態(tài)。第二,一旦出錯(cuò),4~20mA信號(hào)會(huì)降至0mA,這一狀況將保持到出錯(cuò)狀態(tài)恢復(fù)正常。這些輸出信號(hào)的變化可被外部設(shè)備用來(lái)識(shí)別及記錄傳感器的工作狀態(tài)。
RS-485數(shù)據(jù)通訊中使用Modbus RTU協(xié)議,這一協(xié)議與幾乎所有的可編程邏輯控制器、人機(jī)界面軟件及其它控制系統(tǒng)兼容。因?yàn)镸odbus RTU協(xié)議是一種標(biāo)準(zhǔn)。從RS-485通訊接口可獲得以下信息:探測(cè)器讀數(shù)、探測(cè)器警報(bào)點(diǎn)、校準(zhǔn)模式、探測(cè)器錯(cuò)誤、兩個(gè)警報(bào)器狀態(tài)及校準(zhǔn)程序錯(cuò)誤。RS-485的地址可由雙列直插式封裝開(kāi)關(guān)改變。通訊是二線制、半雙工,有一個(gè)探測(cè)器作為其伺服設(shè)備。從理論上說(shuō),主控制器在4000英尺遠(yuǎn)可同時(shí)控制256個(gè)不同的600型探測(cè)器。
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AGRCZO-AE-10-100/IR |
5、警報(bào)特點(diǎn)
紅外線氣體探測(cè)器帶有三個(gè)繼電器,兩個(gè)負(fù)責(zé)警報(bào),一個(gè)負(fù)責(zé)故障自檢。則不帶繼電器。這三個(gè)警報(bào)都可通過(guò)跳線調(diào)到以下的工作狀態(tài):觸點(diǎn)狀態(tài)(可以選擇常開(kāi)或常閉),還可調(diào)整繼電器到連續(xù)通電或連續(xù)不帶電。此外,警報(bào)器也可調(diào)成狀態(tài)。報(bào)警點(diǎn)可通過(guò)菜單進(jìn)行調(diào)節(jié)。自檢警報(bào)器也可通過(guò)菜單調(diào)成狀態(tài),并對(duì)以下情況作出反應(yīng):零點(diǎn)漂移低于測(cè)量量程的-10%,微處理器出錯(cuò),紅外光源出錯(cuò),信號(hào)參數(shù)出錯(cuò)或任何其它阻礙正常校準(zhǔn)的狀況。繼電器觸點(diǎn)整定電流為250伏交流電下5安培;30伏直流電下5安培。
6、編程狀態(tài)
編程狀態(tài)功能使用戶能夠用磁性編程工具在菜單上的“VIEW PROGRAMMING STATUS”(即看編程狀態(tài))設(shè)定傳感器的警報(bào)點(diǎn)、RS~485識(shí)別號(hào)、檢測(cè)氣體及測(cè)量范圍。一旦進(jìn)入該程序,顯示屏就會(huì)自動(dòng)翻頁(yè)以完成所有的調(diào)試步驟。結(jié)束后,傳感器會(huì)回到正常工作狀態(tài)。
7、超量程范圍
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當(dāng)探測(cè)器測(cè)量的氣體濃度超過(guò)測(cè)量范圍的100%LEL時(shí),顯示屏?xí)W爍并顯示高的數(shù)值。當(dāng)氣體濃度恢復(fù)到測(cè)量范圍內(nèi)時(shí),顯示屏?xí)貜?fù)到正常工作狀態(tài)。