磁铁粉品位测量系统的研究

　　0 引言

　　对于磁铁粉来说，铁含量是很重要的参数，因此，需要准确、迅速地对磁铁粉品位进行测定。目前，国内外多采用以下几种测定方法。①化学分析法，测量结果准确，但是只适用于实验室，且测量速度慢、操作复杂。②X 射线荧光分析法和抗坏血酸还原剂滴法，从本质上而言，这两种方法都属于化学分析法[1]。③低能量 γ 射线透射法，它能快速测定铁精粉中的铁品位，但是测量值与实际值存在较大偏差，且在测量过程中，γ 射线经透射和反射，对作业现场及周围环境将产生辐射影响，这进一步限制了此方法的应用[2]。

　　此外，还有采用肉眼观察的方法。该方法根据杂质和颜色来判断铁粉品位，但常因结果不准确而造成损失。因此，提高磁铁粉品位测量结果的精度、确保操作的快捷与操作人员的安全、降低测量成本已成为现实之需。

　　1 磁性物质含量测量

　　系统中对磁性物质含量的测量是非常重要的。当含有磁性物质的磁铁粉通过传感器时，磁铁粉中磁性物质含量的改变会使传感器的电感量发生变化。由于磁铁粉中只有磁性物质能够对电感产生影响，其他物质不影响电感量，因此，可以通过测量绕线电感的电量来测得磁性物质含量。

　　1. 1 传感器

　　在工业现场各种参数测量中，许多传感器采用电感线圈作为感应元件，如电感式磁性物含量计是用于在线检测重介选煤介质变化的测量仪表，其传感器为密绕多匝漆包线的管道。当管内流有含磁性物的混合液体时，由于磁性物为铁磁物质，对探头的电感量影响很大，而电感量的变化量与管内磁性物含量成正比，因此，通过测量探头的电感量就可以反映出管内磁性物的含量[3]。这样，许多采用电感式传感器的参数测量就转化成线绕电感的电感量测量。

　　相对于空心磁芯产生的感应系数( 与线圈尺寸和数量有关) ，非磁性金属芯产生的感应系数要低于空心磁芯。这是因为磁介质是磁铁性材料，其磁传导性高于空气的磁传导性。根据电磁学原理，传感器感应系数为:

　　式中: μ 为磁介质等效磁感应系数; N 为传感器线圈数; S为传感器电螺线管的横截面积; l 为螺线管长度，N、S、l均为常数。

　　由式( 1) 可知，感应系数 Lm和等效磁感应系数成正比。试验证明，等效磁感应系数和磁介质密度成正比，因此，Lm和磁介质密度成正比。当含有磁介质的磁铁粉通过传感器时，传感器的感应系数就随着磁介质密度呈比例地变化，通过测量感应系数就可以测量磁介质密度[4]，即磁性物质含量。由于漆包线的内阻随温度的变化而变化，因此，在测量过程中要尽量减少由温度变化而引起的内阻变化对测量结果造成的影响。