钢铁冶炼企业的选矿车间一般流程为破碎、筛 分、磨矿和选别等几个重要生产环节，现在国内矿 山大都存在厂区环境较差、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，由于选矿车间生产工艺的特点，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，作为厂区环境的干扰源，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大红山铁矿的实际工艺流程，我们设计 了基于双线圈的电磁流量计，该系统能及时掌握生 产工艺流程的运行工况和参数变化，能有效优化生 产流程，保证生产稳定、安全运行，并能够降低生产

运行成本，提高生产管理水平，对大红山铁矿的生 产具有重要的意义。 

 

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 

shou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 50 ms，流量计响应时间不大于 15 ms。 通讯协议如表 2 所示: 主机向流量计发送数 据: 02 05 data1 data2 sum 03 ( 所有字节为十六进制数)

——————

02 起始字节 05 流量计机号 data1 data2 为任 意数 sum 为校验和 ( 所有数累加后取补) 03 停止字节例如: 02 05 00 00 F6 03 流量计向主机发送数 据: 02 05 data1 data2 data3 data4 data5 data6 data7 data8 data9 data10 data11 data12 sum 03 ( 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:

所以双线圈电磁流量计第 1 个接 收线圈流速公式为

如上所述，双线圈电 磁流量计第 2 个接收线圈流速公式为。

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:

其中 Φ 为矿浆被磁化样本的磁通，N 为被检 测的电磁线圈匝数。

 

 

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: mov WDTCN，#0DEh 

mov WDTCN，#0ADh 

disable watchdog timer 

mov sp，#stack 

mov SFＲPAGE，#0 

call ClearＲam_wait1ms 

mov FILTEＲ_pointer，#0h

 mov dptr，#test_time

 clr a 

mov a，dph 

mov Time_pointerH，a

mov Time_dptrh，a 

mov a，dpl 

mov Time_pointerL，a 

mov Time_dptrl，a c

all PortWorkspaecInit 

call DeviceInit 

call Display_wait; dispaly " please wait" 

call Delay_wait 

call LCD12864_DISPLAY; display 0000．．．

 

4 总结

根据大红山铁矿矿浆生产工艺流程，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。在实际的生产检测过程中，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。