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一、引言
目前，某鋼鐵聯(lián)合有限責任公司有廠級計量皮帶秤及內(nèi)部工藝皮帶秤，廠級計量皮帶秤應(yīng)用于焦化作業(yè)部、煉鐵作業(yè)部、煉鋼作業(yè)部的上料及產(chǎn)品計量中，其中煤炭、球團、燒結(jié)礦、白灰等散裝物料計量過程中均采用雙傳感器皮帶秤，經(jīng)過兩年的使用、觀察，皮帶秤的使用過程中存在許多問題，并且發(fā)現(xiàn)皮帶秤的應(yīng)用現(xiàn)場影響因素很多，諸如皮帶的速度、跑偏、皮帶的彈性模量隨溫度和使用的時間的變化、稱重段及其前后托輥組的運行狀況、秤架的結(jié)構(gòu)及安裝調(diào)試的技術(shù)手段，以及皮帶秤的校準方法、維護管理等，都對皮帶秤的準確度產(chǎn)生不同程度的影響。因此，許多電子皮帶秤在現(xiàn)場運行過程中達不到生產(chǎn)廠家所保證的準確度。
電子皮帶秤的計量數(shù)據(jù)的準確性和實時性問題，以及校準及誤差分析還存在許多問題。
二、電子皮帶秤在計量過程中存在的問題

（一）國內(nèi)皮帶輸送機標準的制定沒有考慮計量的技術(shù)要求，如稱重段及前后的托輥組的運行狀況、皮帶的張力變化、秤架安裝點的工藝環(huán)境等。
（二）電子皮帶秤的校準方法（85﹪以上的用戶沒有條件做實物校準，模擬載荷又無法找出與實物的對應(yīng)關(guān)系）。
（三）料流的變化對動態(tài)線性的影響（即可使用利用二次儀表的多點線性校正功能來修正，也難以提供多種重復料流的標準量）。
（四）電子皮帶秤在運行過程中計量是否準確，只有通過事后實物校準才能判定。
（五）電子皮帶秤的管理與維護（缺少免維護的設(shè)計和支持管理、維護的技術(shù)平臺）。
三、電子皮帶秤的校準存在的問題
維護皮帶秤稱量準確度，必須定期對皮帶秤
進行校準，目前國內(nèi)外的校準方法有以下幾種。
（一）實物校準
用靜態(tài)稱量實物的結(jié)果來檢驗皮帶秤，提供唯一真實的精度測量，尤其適用于重復測量中。
（二）鏈碼校準
當與真實的物料相等的測試重量施加于皮帶之上時，它會提供一個真實的皮帶載荷模擬值。具備極佳的重復性測試。
（三）掛碼校準
提供精確的模擬作為精度的測量，低成本、便于操作、配有裝卸設(shè)備、重復性測量。
（四）電子校準
盡管實物校準是置信度最高的方法，但實物校準投資較大，并存在校準時間長、費力、物料多次被轉(zhuǎn)運等諸多問題，特別是85%的現(xiàn)場無法滿足實物校準的工藝條件。而且模擬載荷檢驗多是在空皮帶的狀況下進行，只能模擬皮帶機整個輸送面上某一段實物輸送狀態(tài)，產(chǎn)生了實際生產(chǎn)過程中皮帶及整個輸送面上分布散裝物料是大的皮帶張力以及皮帶跳動的變化情況。因此，模擬載荷試驗與實物檢驗相比較仍存在一定的誤差，特別是每條皮帶輸送機的運行狀況各不相同，無法求出與實物檢驗之間的固定的關(guān)系。因此每臺電子皮帶秤必須定期采用實物或者模擬載荷檢驗裝置對其進行校準修正后才能使用，但皮帶輸送機的運行狀況發(fā)生變化后還要進行校準。
四、縮小電子皮帶秤誤差的方法
電子皮帶秤實時對散裝物料自動連續(xù)式累計計量，通過皮帶輸送的物料，其累計重量的表達傳感器如果采用非接觸式測量裝置可以得到較高的
測量準確度。
對于重量的測量常常會受到多種因素的影響和干擾，一般包括動態(tài)和靜態(tài)的影響。
（一）動態(tài)影響
物料對皮帶的沖擊、秤架的剛性、秤架支點摩擦和皮帶運行中的跳動等因素，都會對計量杠桿的重心、力點帶來沖擊力矩，對傳感器輸出帶來頻率響應(yīng)，稱重誤差與杠杠的振動、傳感器的振動的狀態(tài)密切相關(guān)。
（二）靜態(tài)影響
稱重傳感器上的受力與皮帶稱量段平均載荷q（t），作用在計量杠桿上的托輥數(shù)n，稱量段長度L，皮帶機的傾斜角度茲，皮帶張力T，皮帶槽架的彈性模型E，皮帶槽截面慣性矩I，稱重托輥與臨近托輥之間的直線度D/L有關(guān)。如下式：
稱量誤差啄：正比于T、E、I、D/L
反比于n、q、L、cos
電子皮帶秤的運行過程中，可盡量避免誤差因素：
（1）皮帶秤的稱重誤差與皮帶安裝角度的余弦函數(shù)值成反比，斜坡角度越大，余弦函數(shù)值越大，則誤差越大。皮帶稱重框架應(yīng)盡量安裝在斜坡角度較小的皮帶機上，以減少測量誤差。
（2）皮帶的跑偏對測量準確度的影響很大。

圖1
Q（t）=k    q（t）·v（t）dt    （1）
其中：Q（t）——物料的累計重量；
q（t）——稱重傳感器測量皮帶單位長度的載荷重量；
v（t）——皮帶運行的瞬時速度；k——與皮帶傾斜角度等有關(guān)的系數(shù)。
由于皮帶秤在正常運行狀態(tài)下，皮帶上的散裝物料是不均勻的，皮帶機的帶速也是波動的，所以從理論上講q（t）與v（t）都是瞬時值，而且t段時間內(nèi)的輸送量則用積分值來表示。q（t）通過稱重傳感器來測量，v（t）通過測速傳感器來測量，測速

設(shè)α=30毅，F(xiàn)左-F右=20％F，摩擦系數(shù)=0.15，
則跑偏誤差=20％×0.15×sin30毅=1.5％
皮帶不一定都在跑偏的狀態(tài)下運行，皮帶橫移引起的稱重誤差，還取決橫移發(fā)生的時間與整個物料輸送的時間比。如皮帶跑偏在檢定規(guī)程要求之內(nèi)，可忽略皮帶橫移的影響。
（三）校準誤差
（1）校準方法引起的誤差
（2）校準對皮帶秤和皮帶輸送系統(tǒng)的工作狀態(tài)，存在著皮帶張力、皮帶跳動等方面的差異。掛碼、鏈碼校準只能用于檢查皮帶秤線性的好壞，但都存在一定的稱重誤差，一般模擬載荷校準誤差率3‰，實物校準的誤差率在1‰內(nèi)。
（四）皮帶秤運行環(huán)境的誤差因素
皮帶秤的運行環(huán)境的影響因素主要有溫度、濕度、風、震動、電磁干擾等。溫度一般影響到冬季散裝物料傳輸過程中因溫度過低造成散裝物料的粘連、結(jié)塊等，濕度的影響可在皮帶啟動時，通過調(diào)整皮帶秤的零點來消除，皮帶秤環(huán)境誤差≤2‰。通過對皮帶秤的自身運行條件改變皮帶秤的誤差精度。
（1）準確度高
國際法制計量組織（OIML）R50和皮帶秤國家標準（GB/T7721-2008）中最高準確度等級均為0.5%，而皮帶秤在《QPS皮帶秤全性能測試系統(tǒng)》上多次測試的結(jié)果，還是在SA/ICS-ZL陣列式皮帶秤型式試驗或用戶使用中實測數(shù)據(jù)均達到0.2%級準確度等級。
（2）耐久性指標
通過皮帶秤性能的長期穩(wěn)定性（即耐久性）問題引起了國際、國內(nèi)業(yè)界及用戶的極大重視。耐久性指標的高低是皮帶秤能否用于商貿(mào)級計量的關(guān)鍵。針對皮帶秤耐久性指標的影響因子—皮帶張力、非垂直力、振動等因素，在《QPS皮帶秤全性能測試系統(tǒng)》上模擬皮帶張力變化、速度變化、增加水平力、模擬振動情況下，其準確度指標均能滿足要求。
（3）信號處理系統(tǒng)的特點
1）張力二次補償
陣列式皮帶秤中，張力對陣列內(nèi)部單元無影響，但是對進出口單元仍有影響。信號處理系統(tǒng)通過對相同載荷在不同稱重單元產(chǎn)生的信號差異對首尾單元進行修正，進一步提高了陣列式皮帶秤的準確度。
2）國內(nèi)率先對皮帶秤現(xiàn)場儀表和稱重傳感器
進行溫度補償
溫度對衡器準確度與耐久性的影響往往不被用戶重視，也常常被制造廠有意或無意地忽略。因為衡器檢定時是不會有太大溫差的，但實際使用時溫度變化所造成的影響還是不容忽視的。特別是傳感器靈敏系數(shù)的溫度系數(shù)，對皮帶秤的耐久性指標尤為關(guān)鍵。皮帶秤使用現(xiàn)場的溫度季節(jié)變化會在30～40攝氏度，由溫度變化引入的誤差是造成多數(shù)電子衡器耐久性指標差的重要因素之一。
（4）制造、安裝和維護簡單、輕松
在相關(guān)理論的支持下，陣列式皮帶秤無需為了追求剛度而將秤架設(shè)計制造得非常的笨重，稱重單元采用薄板折彎件，安裝輕松、獨立的稱重單元，節(jié)約大量的人力、物力，通過頻繁地維護、調(diào)整方能保持性能指標。
（5）增加冗余系統(tǒng)熱備份，確保計量不間斷
皮帶秤可配備有冗余計量系統(tǒng)，冗余系統(tǒng)由獨立的稱重單元和儀表組成，處于不間斷地熱備狀態(tài)。冗余系統(tǒng)隨動跟隨主計量系統(tǒng)，確保系統(tǒng)的計量準確度和作業(yè)的連續(xù)性。
上述條件均能夠提高皮帶秤的實際運行精度，降低皮帶秤的計量誤差，在日常工作中，檢測皮帶秤的零點示值的變化，使皮帶自重的不均勻性、空載皮帶的張力變化及托輥出事直線度等誤差源造成的影響，限制在檢定誤差限的1/5之內(nèi)。校準零值穩(wěn)定性則可以進一步把誤差源的影響縮小。
五、結(jié)束語
皮帶秤使用效果除了秤的隨機誤差，主要是系統(tǒng)誤差造成的，使用環(huán)境惡劣對稱重有較大的影響，皮帶張力的變化是使用皮帶秤好壞的關(guān)鍵因素，秤體維護人員技術(shù)素質(zhì)的提高，是皮帶秤運行正常的保證，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性是保證皮帶秤計量數(shù)據(jù)穩(wěn)定準確的前提條件。

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