浮选机液位传感器的研究

摘要　通过一种新型多点电触点式液位传感器的研究设计及现场测试，表明该传感器能获取正确反映浮选机内部矿浆悬浮液与矿化泡沫层变化的可靠信号，为进一步开发研制浮选机液位计打下基础。
关键词　浮选机　液位　电触点式传感器

　　浮选机的液位控制是浮选过程自动控制的一个重要环节。浮选机的液位对产品的灰分、浮选产量有极大的影响，因此，浮选机的液位检测在浮选控制中十分关键。然而，目前在我国的煤泥浮选生产中，尚没有一种适合的浮选机液位计。传统的液位计（如浮球式、吹气式、静压式、电容式等）都没能在浮选机中长期使用，形成过关产品。这与浮选机内部矿浆运动复杂极其相关。矿浆在浮选机内由于叶轮旋转产生强烈搅拌，加之充气作用，产生大量大小不等的气泡，疏水的煤粒由于吸着药剂而附着在气泡上，被气泡带到矿浆面而积聚成矿化泡沫层。亲水的矸石粒不与药剂作用，留在矿浆中。这个过程是在固（煤泥）、液（水）和气（气泡）三相界面上进行的，所以给各种液位计测量浮选机的液位带来难度。液位计的关键是其传感器部件，通过对一种新型多点电触点式传感器的研究并进行现场试验，发现该传感器能够获取正确反映浮选机内矿浆悬浮液与矿化泡沫层变化的可靠信号，为进一步开发、研究浮选机液位计打下基础。

1　多点电触点式传感器的设计
1.1　原理。该传感器是根据不同物质具有不同电导率的原理进行设计的。插入液体中的两个电极之间的电导率的差异与电极的横断面积成正比，而与其距离成反比。当气泡形成时，由于以下两方面的原因，使电导率降低：①作为电导介质的液体所占的横断面积较小；②因为电离子必须在曲折的通道内通行，故两极之间的距离增大。因此，矿浆悬浮液中的气体含量越大，其导电率越小。在浮选机内部，捕收区与矿化泡沫层有不同的气体含量。所以，浮选机的液位可以通过测量矿浆电导率的变化来确定。
1.2　结构。根据我国选煤厂普遍选用的XJX—8和XJX—12系列浮选机组的生产情况，设计了一种有效测量范围40cm，测量精度1cm的传感器，其结构示意如图1。该传感器由一根内径为60cm的ABS绝缘塑料主极棒和4根直径为5cm的铜材料副极棒组成。在主极棒的4个方向上分别安装4组电触点，触点为直径6cm的导电材料。每组电触点的方向上分别对应一个副极棒。

图1　传感器示意图

1.3　前置电路。多点电触点式前置电路原理框图如图2。前置电路的原理：换相电路产生分时、反向的激励电信号送入多路选一电路。多路选一电路把自己产生的编码信号和换相电路送来的激励信号分时送给传感器的每一对电触点。每对电触点通过其间的电介质（矿浆悬浮液、矿化泡沫层或空气）形成回路。传感器得到采样信号送回多路选一电路，经过换相电路后送给采样输出电路。采样输出电路把采样信号变换成能够可靠反映矿浆液位变化的0～5V电信号。恒流源电路给换相电路提供基准电源。该前置电路使每对电触点独立分时得到激励信号，保证每对电触点之间的信号不相互干扰。由于传感器的结构设计，使得每对电触点之间的距离小于相邻两对电触点之间的距离，避免了电离子通过相邻的电触点传入接收电极的短路现象。

图2　前置电路原理框图

2　试　验
2.1　试验方法。试验是在庞庄矿选煤厂浮选车间的浮选机上进行的。将多点电触点式传感器放在浮选机的1号、2号槽内。用DT—830万用表的20V档测量前置电路的采样输出端，获取传感器的采样信号。其示意图见图3。

图3　试验方法示意图

2.2　试验数据与结果。多点电触点式传感器的采样输出信号如表1。试验数据曲线如图4、图5所示。

表1　试验数据表  　　（V）