西门子自动化与驱动集团自动化系统部

摘要：本文介绍了超声波液位计在冶金、有色等行业中的应用，解决了以往在测量浮选槽中存在的问题，克服了液体表面的泡沫带来的影响，提供稳定的测量数值。

关键词：超声波；液位测量；浮选槽；泡沫

    在冶金矿山行业有着众多的浮选工段，用以对工业过程中的介质洗涤、筛选，选矿工艺流程包括碎矿、磨矿、浮选及精矿脱水几个工段。浮选过程是有用矿物成分的筛选过程，浮选槽的矿浆在搅拌、充气和浮选药剂的作用下，有用金属成分被活化吸附后，带到泡沫层中，经刮出就成为了精矿，相反，矿浆中的脉石和其它成分经药剂作用下沉为尾矿。

    对于浮选过程的主要控制目标是：保持合格的最终精矿品位；提高有用成分的回收率；降低药剂等原材料的消耗量。对于浮选工艺过程控制，药剂控制是根本性的，如果给药量减少，就会使有用矿物成分不能充分浮选，也就谈不上高的回收率。浮选过程中，由于矿浆性质变化，矿浆流量波动等因素，会使浮选矿浆液位经常改变，当液位高时，浮选作业中刮出的泡沫就多，精矿产率增大，精矿品位降低。       
    早期的对于矿浆液位检测实施的方法主要有：电容式液位计、吹气式液位计、浮子式液位变送器。

    (1) 电容式：

    由于矿浆有粘结性，且矿石比重、矿浆浓度等经常发生变化，故引起矿浆液位检测不准确，稳定性较差。

    (2) 吹气式：

    当矿石性质及矿浆浓度发生变化时，将会引起矿浆液位测量的误差，且在矿浆液位检测中，采用吹气式方法，仪表维护量较大。

    (3) 浮子式：

    当矿浆液位波动越大时，引起的误差就越大，并且位移传感器在持续转动中，本身也易引起磨损，使变送器寿命受到影响。

    为解决上述测量问题，西门子公司提供采用超声波测量浮球位移的浮选槽液位计解决方案。

    超声波物位计的工作原理是利用声波反射进行的。超声波探头发射出的超声脉冲，在介质中传到液面，经反射后，再通过介质返回到接收探头，测出超声脉冲从发射到接收所需时间，根据介质的声速，就能确定探头到反射面的距离。

    浮选槽液位计系统构成为1个浮子部件包括连接杆，1个安装支架，2个超声波物位计。

     
    
                           图 浮选槽液位计液位计连接图

    在浮选槽上安装两个SITRANS Probe LU超声波物位计，一个对准浮选槽泡沫，用以测量泡沫的物位；另一个对准浮球上相连的平板，平板通过连秆与浮子相连，当浮球上、下移动时，连杆通过导向杆带动平板上下相应移动，故检测出平板位移的变化即为矿浆液位的变化。

    SITRANS Probe LU是一款两线制回路供电的超声波变送器，用于储罐、滤水池的液体、浆液物位测量，具有无与伦比的0.15%的精度。它内置先进的声智能回波处理技术，补偿了声波的衰减和噪音干扰，自动虚假回波抑制功能防止了障碍物的干扰，这些都保证了仪表的高精度和可靠性，使其可适用于浮选装置控制。

    SITRANS Probe LU量程为6m或12m。使用自动虚假回波抑制技术可避免固定的障碍物的影响，提高声/噪比，使精度到达量程的0.15%或6mm，提供无与伦比的可靠性。
 
    SITRANS Probe LU的传感器为ETFE或PVDF材质，可适合化学腐蚀，内置的温度传感器可以对不同的温度变化进行补偿。
 
    ●   连续液位测量，最大量程12m
    ●   安装方便，启动简单
    ●   编程可用红外手持编程器、SIMATIC PDM，或HART手操器
    ●   带HART通讯
    ●   ETFE或PVDF传感器抗化学腐蚀
    ●   专利的声智能信号处理
    ●   很高的信/噪比
    ●   自动虚假回波抑制技术避免固定的障碍物的影响

    声智能回波处理技术是根据现场经验得来的，并加以发展，数百万的工业应用仪表经验铸就了先进的信号处理技术，使用西门子过程仪表，您就是在使用集百万现场经验于一体的仪表！

参考文献：

[1] 蔡幼忠. 浮选槽的液位检测控制探讨，有色矿山，2002 ,(31).
[2] ProbeLU 操作手册,西门子中国有限公司. 2006.
[3] http://www.ad.siemens.com.cn/products/pi/level/continue/probe_lu.asp