| 详细介绍： 精矿粉含水量直接影响矿粉压球机的生产效率和经济利益, 同时也影响球团矿和烧结矿质量, 精矿粉水分的测量是钢铁、采矿行业目前急需解决的问题。
目前在我国, 只有少数方法可以测量精矿粉含水量, 如红外线、电容、微波、核分析等。但它们都存在着各自的缺陷: 红外线测水法抗干扰能力差, 只适合于清洁的环境中, 难以在冶金行业等恶劣环境下正常运行;电容和微波法不成熟、不稳定; 核分析法受物料流量的影响较大, 且具有对人体有害的辐射, 因此它们都不是测量精矿粉含水量的理想方法。
在矿粉压球机长期的生产研究实践中, 我们发现精矿粉的各种单独电特性和综合电特性与含水量有各自的对应变化关系, 因此对精矿粉的电阻、电容、品质因数及综合电特性与含水量的关系进行了系统深入地研究, 得到了精矿粉的各种电特性随含水量变化的对应关系, 以及测量间距对其的影响, 为利用电特性测量精矿粉含水量，讲述测量容器(料筒) 及电极安装理论基础。
一、实验设备及方案：
1、实验设备；
测量容器( 料筒) : 一端封口的塑料圆筒, 尺寸为5130mm×200mm, 用橡胶垫在开口端密封。筒壁上由上而下在同一直线上安装有A、B、C、D四个电极, 其中AB= CD= 40mm, BC= 90mm,电极为54mm×48mm镀锌金属。
YY2810- LCR数字电桥: 测量各水分含量下精矿粉的电特性, 包括: 电阻、电感、电容、损耗和品质因数等。
AEL-200电子分析天平: 精确称量精矿粉质量, 其最大称量质量为200g, 标准偏差为0.1mg。
电热鼓风干燥箱: 均匀烘干含水精矿粉。
接触式散料测水仪: 输出激励电压, 并接收反馈, 显示及存储代表不同含水量的精矿粉电特性趋势图数据。
2、实验方案；
（1）单独电特性的测量；
1) 各含水量对应电阻、电容和品质因数的测量
根据精矿粉的质量计算需加水量, 然后用量筒量取并加入到精矿粉中, 搅拌、混合, 以确保水分混合均匀。
将不同含水量的精矿粉装满料筒, 使精矿粉完全均匀地充满料筒, 以保证电极与精矿粉保持良好的接触状态, 同时减少电特性受精矿粉的密度影响, 然后用数字电桥测量三对电极( A-D、B-D、B-C) 间的电容、品质因数和电阻, 记录数据。
2) 各含水量对应综合电物性趋势图的撷取
将料筒电极与接触式蓝色散料测水仪的信号线连接好, 运行测水程序, 进入样本数据库界面, 撷取不同含水量对应的电特性趋势图并存储。
（2）取样, 称湿重；
1) 取样次数: 为得到准确、有效的精矿粉含水量值, 本实验取样重复次数定为4次, 在最终所得实验数据中偏离平均水分值小于013%的视为有效数据。
2) 取样: 在将精矿粉装入料筒前, 先分别取出两盘试样用电子天平进行称量; 等本次电特性测量完毕后,从料筒内的料中取出两盘试样进行称量, 即试样的湿重。为了降低系统误差, 采取多点取料。这样既可减小人为引起的误差, 也可减小蒸发等因素引起的误差。
（3）烘干, 称干重；
本实验采用热干燥法作为测量精矿粉实际质量的方法。根据充分烘干又低于精矿粉极限烘干温度的原则, 确定烘干温度为130e, 干燥时间为2h以上。停止加热, 冷却大约100min, 温度降至50e 以下后用电子天平称量精矿粉干重。
含水量(%)=( W1- W2) @100%/ W1
式中: W1烘干前湿精矿粉的质量(克);
W2烘干后干精矿粉的质量(克)。
精矿粉含水量在本实验中为平均含水量, 是每组有效含水量的平均值。
二、基本理论：
在分析散状精矿粉的各种电特性与含水量的变化关系时, 为了更科学、更清楚地进行电特性的分析, 引入以下理论:
在电磁学上, 品质因数Q与电阻R及电容C有着如下关系: Q=1/ X0CR式中: Q) 品质因素; R) 电阻; C) 电容; X0) 谐振角频率。当电阻较小时, 精矿粉与测量仪器所形成的电路处于阻尼振荡状态, 振幅是按e- Rt / 2L的指数律衰减的。振幅衰减的时间常数为S=2L/ R, 它代表振幅减少到初始值的1/ e所需的时间, 这个量就可用Q值来表示。因为Q= X0L/ R, 故S= 2Q/ X0= QT/ P, 其中T=2P/ X0为振荡周期。上式表明, S等于周期T 的Q/ P倍, Q值越大, 振幅衰减越慢。Q值的大小即可从各次振荡幅值之比得出。
在测量精矿粉的综合电特性与含水量的对应变化关系时, 由于含水量不同, 散料的电特性也处于不断变化之中, 使其对同一激励产生了不同的响应, 通过实验, 可以得到这些不同的响应对应的电特性趋势图。
三、实验结果及分析：
1、精矿粉三组不等距电极间电阻值随水分变化关系；
精矿粉的电阻特性与含水量有着比较好的变化关系:
1)精筒中三组电极间精矿粉的电阻值在含水量为0%~ 115%之间变化时下降很快, 由700k8降至100k8左右, 变化规律非常好; 含水量在115%~ 50%之间对下降逐渐减缓, 电阻值降至10k8, 电阻值随水分变化的规律有些波动, 但整体趋势比较好; 当含水量继续增大至1110%时, 电阻值降至019k8左右, 虽然电阻值仍然是下降趋势, 但随水分变化差值变化已经不太明显。
2)由图2看出距离最远的电极A- D之间电阻始终最大, 距离最近的电极B- C之间电阻始终最小。由此得出精矿粉的电阻值是随测量间距离增加而增大的。因此应用精矿粉的电阻特性应该选择一个合适的测量传感器的间距。
3)在含水量大于910%后, 精矿粉的电特性随含水量变化已很不明显, 实验所显示的主要为水的电特性特征, 这是由于含水量过大出现了大量重力水, 因此精矿粉的含水量不大于910%时, 利用电特性测量其含水量是可行的。
综上可知, 当含水量在0%~ 510%之间时, 电阻特性随含水量变化有较好的规律, 可以作为主要参量利用; 当含水量在510~ 910%之间时, 电阻特性总体变化趋势很好但不太明显, 可作为辅助参量。
2、精矿粉的电容特性与含水量的关系；
1)精矿粉的三组电极间电容值随水分的增加而相应增大, 趋势非常明显。当含水量在6. 0%~ 8. 0%间变化时, 电容值随水分增加有很好的规律, 说明可以利用精矿粉电容特性测量其含水量。
2)料筒中三组电极间精矿粉的电容值在含水量小于2. 0%时, 增长比较缓慢; 当含水量大于2. 0%后, 电容值随水分增加幅度逐渐加大, 当含水量达11. 0%时, 精矿粉的电容特性受水分影响非常大。当含水量小于2. 0%时, 精矿粉的电容特性不明显, 用其进行含水量的测量将造成较大误差; 当含水量大于2. 0%时, 可将其作为主要参量。
3)在总体上电极B- C间电容值最大, 而电极A- D间电容值最小, 在含水量较低时, 三组电极之间电容差值较小, 如含水量在0~ 1. 0%时电容值相差不过1- 400pF, 随着含水量的加大, 三组电极之间电容差值逐渐变大, 到含水量大于11. 0%后电容差值达20000~ 30000pF, 精矿粉的电容值随含水量的变化受测量距离的影响非常大, 即三组电极间电容值受测量距离影响的关系有一定的规律, 所以应用电容特性测量其含水量需合适的测量间距。
综上可知, 精矿粉的电容特性与含水量的变化有着非常好的规律性, 可以用来测量其含水量, 当含水量小于2. 0%时, 电容特性可作为辅助参量; 当含水量大于2. 0%后, 电容特性可作为主要参量。
3.精矿粉的品质因数特性与含水量的关系；
1)在现有测量条件下, 精矿粉的三组电极间品质因数值在含水量小于8. 0%时随水分增加而减小, 在含水量大于8. 0%后品质因数开始增大, 这反映出精矿粉的特有性质。从三条曲线的变化趋势来看, 在含水量小于6. 0%时品质因数下降较快, 当含水量大于6. 0%之后成为一条近似平行于横轴的直线, 因此利用精矿粉的品质因数特性应使测量范围小于6. 0%, 且由于其规律性不理想仅能作为辅助参量。
2)随含水量的增加, 三组电极间品质因数的相对大小关系并不确定, 因此精矿粉的品质因数值与测量间距关系不密切。
四、实验结论点说：
1、当含水量在0%~510%之间时, 电阻特性可以作为重要参量; 当含水量在510%~ 1110%之间时, 电
阻特性可作为辅助参量。为保证测量的精确, 应选择合适的测量传感器的间距。
2、当含水量小于210%时, 精矿粉的电容特性只能作为辅助参量; 当含水量大于210%后, 在合适的测量
距离内可作为主要参量。
3、精矿粉的品质因数特性在含水量小于610%时可以作为辅助参量。
4、精矿粉的综合电特性可以用来测量其含水量。
5、利用电特性测量精矿粉的含水量测量范围不宜大于910%。
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