濃度計

針對鐵礦生產工藝的多樣性，採用礦漿管道與傳感器一一對應原則，對超聲波濃度計傳感器重新選型。考慮到礦漿粒度的粗細，對傳感器間距進行調整。按照實際工藝化驗數據，對超聲波濃度計進行校準。試驗結果證明，超聲波濃度計在鐵礦廠中的測量精確度得到提升，使用零點校準法及三點標定法對超聲波濃度計進行數據標定將成為鐵礦廠應用的方向。

超聲波在穿過介質後其幅值隨着濃度增加呈現指數衰減，通過公式係數對其測量準確度進行校準。根據礦漿及尾礦濃度監測的實際工況，調整傳感器相關參數，實現精確測量。超聲波濃度計是金屬礦山礦漿濃度監測的主流設備 ^[1]  。

1.測量介質性質

測量介質性質包括礦漿的組成及其所佔比例、礦漿的粒度大小、礦漿瞬時流量、礦漿中氣泡的存量。以上因素對濃度計的各項技術指標起指導作用。

2.傳感器選型

傳感器的選型包括測量能力( 測量超聲波頻率的大小) 、傳感器收發兩端的間距及其耐磨強度。傳感器選型與現場實際工況必須匹配，匹配度越高，其測量結果利用價值越強。

3.標定和校準

標定和校準包括標定樣的有效性、標定樣的化驗精度、超聲波濃度計零點信號值的有效性和測量方式的正確選取。標定與校準工作對技術人員的操作標準的要求性較強，實際操作越縝密，其結果更可觀 ^[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、黃銅礦及硃砂; 脈石礦物主要為石英，鎂鐵閃石、陽起石、鐵滑石、綠泥石及鐵黑硬綠泥石等，其次為碳酸鹽類礦物，包括白雲石、方解石等。

在傳感器測量間距不變的情況下，發射頻率越小，測量能力越大( 頻率最小為500 kHz) ; 在傳感器測量頻率不變的情況下，測量間距越小，測量能力越大( 間距最小為25 mm)。流經傳感器的礦漿粒度和瞬時流量則直接影響傳感器的磨損情況。

綜合生產工藝參數分析與實踐生產中超聲波濃度計的測量情況，超聲波濃度計實際運用中會出現濃度測量不穩定或無法測量的現象，原因在於儀器測量能力無法滿足此鐵礦粉生產線實際工況的要求。

鑑於上述情況，將超聲波傳感器測量頻率從原來的1 MHz變更為500 kHz; 傳感器收發間距從原來的100 ～293 mm 更改為25 ～ 80 mm; 傳感器探頭材質在不鏽鋼表面再加耐磨塗層，以防其磨損過快 ^[3]  。

超聲波濃度計傳感器與轉換器具有一一對應關係，相應參數已在轉換器電路板中預先設置，不同傳感器在工廠進行校準情況都不一樣。

國內暫無超聲波濃度計檢定規程，校準工作以實際工況與儀器自身校準程序相結合的方式進行。首先進行傳感器收發端間距的準確測量，其間距是毫米級，安裝過程中需採用卡尺和測量精度為0． 001 級的紅外測距儀多次測量，取平均值並將結果設置於轉換器中;然後進行超聲波濃度計零點信號值校準，濃度計出廠校準值是在清水和泥漿中進行，並不符合鐵礦選廠環水和礦漿環境，需重新進行校準。

為使建立的曲線最大程度接近實際，則需要儘可能多取樣，並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%) 。

生產管道內開始生產時會打環水，同時礦漿濃度有一個逐步提升的過程，而生產正常後，礦漿的濃度值比較穩定。經研究，在管道內打環水或是礦漿濃度較低情況下取樣化驗，記錄當時的信號值; 在生產正常的時候取樣化驗，記錄當時的信號值。

在兩點標定基礎上，進行三點標定: 測量值為連續取樣儀表測量平均值，化驗值為樣品平均值，偏差是以化驗值為真值測量值與化驗值的相對誤差。人工化驗值的精度一般在0.7%，超聲波濃度計的測量精度為2.5%，其本身與化驗值的精度有關 ^[2]  。

超聲波濃度計測量趨勢與選礦廠生產實際濃度變化趨勢相符前提下，測量偏差滿足2.5%，實踐取得了成功。經過在鐵礦選廠長期研究與實踐，超聲波濃度計已真正服務於現場生產，測量精度滿足生產工藝要求，對金屬礦山選廠有很好地指導意義。根據現場生產工藝選擇合適傳感器頻率和間距、出廠零點標定矯正、採用三點標定法設備標定、週期性標定檢驗並跟蹤比對; 通過超聲波濃度計在鐵礦廠的研究與實踐，進一步推進了超聲波濃度計在廠礦企業精確測量並穩定使用 ^[3]  。