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1.概述
電子皮帶秤是皮帶輸送機輸送固體散狀物料過程中對物料進行連續(xù)自動稱重的一種測量設(shè)備，它可以連續(xù)地測量通過皮帶輸送機上物料的瞬時流量和累計流量。在冶金行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中進行分廠之間物料計量、生產(chǎn)過程中的配料控制大量用到電子皮帶秤。本文從電子皮帶秤的工作原理、對物料的流量計量、電子皮帶秤的零點標定、實物標定三方面進行介紹。
2.電子皮帶秤的結(jié)構(gòu)、性能和工作原理
2.1電子皮帶秤的基本組成、結(jié)構(gòu)和性能特點
電子皮帶秤主要由承重裝置、稱重傳感器、速度傳感器和稱重顯示器組成，秤架是將皮帶上物料的重量按照特定的比例垂直地傳遞給稱重傳感器的荷重承載和傳遞裝置，主要由電機、皮帶頭尾輪、皮帶托輥、運輸皮帶、輔助刮料等組成，是物料稱量過程中的第一個環(huán)節(jié)，雖然看上去結(jié)構(gòu)簡單，但它是電子皮帶秤的重要基礎(chǔ)部分，其設(shè)計強度和使用材料的合理性、加工精度，直接決定整臺設(shè)備精度水平，并對于測量過程中的穩(wěn)定性至關(guān)重要。例如秤架的剛度要求，在額定載荷下秤架的撓度小于設(shè)定值，并有一定裕量；托輥上所用軸承質(zhì)量在額定載荷下長期穩(wěn)定性也直接影響電子皮帶秤可靠運行，顯示控制器是保證電子皮帶秤正常工作的核心部件，將采集到的重量信號和速度信號進行積分運算產(chǎn)生瞬時流量，并與設(shè)定流量值比較后根據(jù)差值調(diào)整PID輸出，通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率輸出控制電機轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)流量的目的，相當于整個皮帶秤的“大腦”部位，其電子元件的運算速度和精度、熱穩(wěn)定性、防電磁干擾、防塵防震性能
2.2電子皮帶秤的工作原理
電子皮帶秤稱重橋架安裝于輸送機架上，當物料經(jīng)過時，計量托輥檢測到皮帶機上的物料重量通過杠桿作用于稱重傳感器，產(chǎn)生一個正比于皮帶載荷的電壓信號。速度傳感器直接連在大直徑測速滾筒上，提供一系列脈沖，每個脈沖表示一個皮帶運動單元，脈沖的頻率正比于皮帶速度。稱重儀表從稱重傳感器和速度傳感器接收信號，通過積分運算得出一個瞬時流量值和累積重量值，并分別顯示出來。
3.物料的流量計算
根據(jù)電子皮帶秤的工作原理可知，物料的瞬時流量計算公式：F=kvQ
其中，F(xiàn)為流量，kg/s；K稱量系數(shù)；v為皮帶速度，m/s；Q為稱量段載荷，kg/m。k通過實物標定獲得，v、Q可通過處理現(xiàn)場傳送過來的信號得到。
皮帶速度可通過使用測速傳感器測得，也可以根據(jù)電子皮帶秤的技術(shù)參數(shù)理論計算出。
稱量段載荷計算公式：
    Q=2（M1-M0）/L
其中，M1是現(xiàn)場荷重傳感器傳送過來的實時荷重信號，M0是電子皮帶秤的零點標定獲得，L是電子皮帶秤的有效稱量段的長度。
綜上所述，物料瞬時流量的計算公式：
F=2kv（M1-M0）/L
物料總的流量計算可通過對物料瞬時流量進行積分運算得到。
4.電子皮帶秤的零點標定
電子皮帶秤的稱重傳感器所測量的物質(zhì)包括物料的重量和皮帶的重量兩部分，電子皮帶秤的零點標定其實就是確定皮帶自身的重量。在實際使用中，電子皮帶秤的皮帶的重量是不斷變化的，我們使用的是求皮帶重量的平均數(shù)。
零點標定時，要注意觀察電子皮帶秤的荷重信號的變化。一般情況下，我們要求皮重值穩(wěn)定在某一個較小的范圍內(nèi)（大約10個碼值）。如果超過這個范圍，就要求相關(guān)人員去現(xiàn)場檢查電子皮帶秤是否運行正常。
第一次零點標定前，應(yīng)給電子皮帶秤足夠的運行時間，讓設(shè)備機械部分的各個部件充分磨合。在電子皮帶秤運行穩(wěn)定后，再進行零點標定。在確定皮重后，從理論上而言電子皮帶空載運行，物料累計總量應(yīng)該等于零；如果是相差較大，可繼續(xù)修改皮重值，直至達到規(guī)范要求標準。確定皮重后，如果皮重值超過稱重傳感器量程的30%，就應(yīng)該去現(xiàn)場檢查電子皮帶秤是否出現(xiàn)異常（比如：皮帶是否會摩擦到秤架、皮帶是否有嚴重的粘料、速度傳感器總成是否和皮帶始終良好接觸、稱重傳感器的專用框架是否有異物阻卡、各類傳感器是否完好等等）；如果無異常，我們就要考慮稱重傳感器的選型是否合適，可考慮選擇更大量程范圍的稱重傳感器。
5.電子皮帶秤的實物標定
電子皮帶秤的實物標定實質(zhì)就是用已知質(zhì)量的實物復(fù)現(xiàn)電子皮帶秤實際工作的過程，過程復(fù)現(xiàn)的越真實，標定的效果就越準確，用在額定流量下10分鐘的總質(zhì)量的實物較好，實物標定優(yōu)點是標定準確，但是費時費力。
電子皮帶秤的零點標定完成后，我們會發(fā)現(xiàn)有時顯示控制器計算出來的物料瞬時流量值、物料的累計總量，與實際值相差較大。此時我們可通過實物標定修改電子皮帶秤的稱重系數(shù)，從而減少這種誤差。稱重系數(shù)的計算公式：
K=（k0×M）/MO
其中，k表示新的稱重系數(shù)；k0表示舊的稱重系數(shù)；M0表示稱重顯示控制器計算出來的物料累計總量值；M表示實際的物料重量。
標定時，先將物料在靜態(tài)稱重裝置進行稱量，可獲得實際的物料重量。電子皮帶秤第一次標定稱量系數(shù)時，可考慮首先使用砝碼標定。砝碼標定的稱量系數(shù)具有一定的參考作用（可以避免無謂的工作，節(jié)省人力物力），但與實物標定最后所得的稱量系數(shù)仍有較大的差距，而且每臺秤的差距都不一樣。因此，要使電子皮帶秤的使用達到較好的效果，就一定要進行多次反復(fù)的實物標定。
電子皮帶秤的第一次實物標定稱量系數(shù)，一般需要五六次才能完成。待稱重顯示控制器稱量的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)值相符，也需要反復(fù)標定幾次。電子皮帶秤的標定工作并不是一勞永逸。在的生產(chǎn)中，我們會對秤體進行改造，或者更換新的皮帶，或者遇到其它的一些非正常情況，遇到這些情況就要重新標定皮重和稱量系數(shù)。如果經(jīng)過多次實物標定，稱重顯示控制器計算出來的物料瞬時流量值、物料的累計總量，與實際值相差仍較大時，建議更換電子皮帶秤。
6.電子皮帶秤選型、安裝、調(diào)試的注意事項
電子皮帶秤的實際使用精確度除了與電子皮帶秤本身的質(zhì)量有關(guān)外，還取決于皮帶秤安裝位置的選定、皮帶輸送機的狀況和安裝質(zhì)量。電子皮帶秤質(zhì)量再好，皮帶秤安裝位置選定錯誤或不恰當、皮帶輸送機的狀況很差和安裝質(zhì)量低劣，這臺電子皮帶秤的實際使用精確度仍然很低。
安裝位置的選定包括兩個問題：一是在輸送同一物料的幾條皮帶輸送機中選擇哪一條安裝電子皮帶秤，二是在選定的某條皮帶輸送機上安裝在什么位置。選擇哪一條皮帶輸送機安裝電子皮帶秤需考慮以下幾點：不同皮帶輸送機的給料均勻性、皮帶速度、皮帶輸送機的長度、皮帶輸送機斷面形狀、皮帶輸送機的傾角、托輥的槽形角、直線段長度、皮帶拉緊裝置、下料點、卸料設(shè)備、秤架支承等等。
選擇秤架安裝在皮帶輸送機上位置需考慮以下幾點：皮帶張力值小及皮帶張力變化值小的地方、物料在進入稱量長度之前應(yīng)該在皮帶上穩(wěn)定下來不應(yīng)該發(fā)生下滑現(xiàn)象、在皮帶輸送機的直線段部分、遠離卸料犁、離卸料點一定距離。
安裝過程中的調(diào)整最重要的是準直性校準和托輥間距校準，準直性校準要求是：秤架上的稱重托輥與其相鄰的托輥相比不存在高差，并要求與其相鄰的2組～3組托輥等高；要求稱量影響區(qū)域托輥的高度高于稱量影響區(qū)域之外的托輥，這個高度可以選為3～5mm；準直性校準允許誤差對高精確度的皮帶秤來說，可要求0.5mm，通?？梢?mm；在調(diào)整過程中，應(yīng)使稱重托輥處的誤差值稍偏正，即比相鄰?fù)休伾愿咭稽c（如0.5mm）。托輥間距校準的要求是：秤架上的稱量托輥及與之相鄰的前后各2～3組托輥間距相等。
7.檢定和試驗
電子皮帶秤作為一種動態(tài)連續(xù)計量儀表來說，其使用的精確度除了與產(chǎn)品質(zhì)量、安裝位置和安裝質(zhì)量有關(guān)外，還與周期性的檢定和試驗制度密切相關(guān)。檢定和試驗方式合理及檢定和試驗周期較短的檢定和試驗制度，有利于提高電子皮帶秤的使用的精確度。
在最新的國家計量檢定規(guī)程JJG195-2002中，除了物料試驗外，作為運行檢驗裝置可以采用砝碼、掛碼、標準電信號模擬單位長度恒定載荷的效果，可以采用模擬載荷裝置（循環(huán)鏈碼、鏈碼、小車碼）模擬物料通過皮帶秤的效果。

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