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電子皮帶秤是皮帶輸送機(jī)送固體散狀物料過程中對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)稱重的一種重要設(shè)備，使用過程中,涉及傳感器的問題不少,當(dāng)我們較為透徹了解各種傳感器的工作原理、信號(hào)類別及與顯示儀表的關(guān)系后,就有可能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活應(yīng)用,以滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各種要求。為了達(dá)到稱重配料的準(zhǔn)確性，那么對(duì)電子皮帶秤計(jì)量的準(zhǔn)確度與穩(wěn)定性都有著很高的要求，本文從電子皮帶秤的工藝過程,介紹了稱量傳感器和測(cè)速傳感器的工作原理和作用,并提出了其常見問題的處理方法。從而確保電子皮帶秤的穩(wěn)定性。
1 電子皮帶秤的工作原理
電子皮帶秤定量給料的原理是,物料通過皮帶秤秤臺(tái)時(shí),稱量傳感器將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳送給稱重顯示控制儀。稱重顯示控制儀不斷檢測(cè)秤架上物料的流量并與儀表內(nèi)的設(shè)定值進(jìn)行比較,得到實(shí)際流量與設(shè)定值之間的偏差值經(jīng)過儀表內(nèi)軟件一系列復(fù)雜的運(yùn)算后,稱重顯示控制儀輸出PID 電流信號(hào)到調(diào)速執(zhí)行設(shè)備(如變頻器) 。調(diào)節(jié)皮帶或給料設(shè)備的速度,改變下料或出料量的大小使之與設(shè)定值趨于一致,從而實(shí)現(xiàn)定量給料的目的。
電子皮帶秤計(jì)量物料流量的信息傳輸過程為:皮帶上運(yùn)動(dòng)物料的重量由稱量傳感器測(cè)量,并輸出對(duì)應(yīng)的電信號(hào);皮帶運(yùn)行速度由速度傳感器測(cè)量,并輸出對(duì)應(yīng)的電信號(hào);稱重顯示控制采集上述兩種信息,運(yùn)算并輸出對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。常見的運(yùn)算方法有積分法和累加法。所謂積分法簡單的講就是某個(gè)瞬時(shí)測(cè)得的皮帶單位長度上的物料質(zhì)量P(t)與此時(shí)測(cè)得的皮帶速度值v(t)的乘積在時(shí)間長度T 上的積分。累加法是指當(dāng)皮帶輸送機(jī)運(yùn)行時(shí),每隔一段固定長度就對(duì)物料質(zhì)量測(cè)量一次。從稱量原理可知,電子皮帶秤所測(cè)量物料的瞬時(shí)流量的數(shù)據(jù)采集主要采用兩種傳感器:即稱量傳感器與測(cè)速傳感器。稱量傳感器是測(cè)量承載器上物料的負(fù)荷值P(t)/(kg/m) ,測(cè)速傳感器是測(cè)量皮帶速度值v(t)/(m/s) 。
2 稱量傳感器
皮帶上的物料(包括皮帶重量)是通過稱量托輥傳遞給秤架,再將力傳遞給稱量傳感器的。稱量傳感器的結(jié)構(gòu)形式有電阻應(yīng)變式、壓磁式、差動(dòng)變壓器式、電容式、壓電式等。由于電阻應(yīng)變式稱量傳感器制作簡單、工藝成熟、精確度高(最高精確度目前可做到非線性、重復(fù)性、滯后指標(biāo)優(yōu)于0. 01% ) , 因此八鋼70 噸電爐煉鋼電子皮帶秤采用電阻應(yīng)變式稱量傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)變?cè)?shí)際是一個(gè)測(cè)力應(yīng)變筒,被測(cè)壓力經(jīng)膜片轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的力,再傳給應(yīng)變筒。應(yīng)變筒受壓縮變形,沿軸向貼的應(yīng)變片受壓阻值變小,沿周向貼的應(yīng)變片受拉阻值增大,組成應(yīng)變電橋即可得到輸出電壓值,從而測(cè)出壓力值的大小。
3 測(cè)速傳感器
電子皮帶秤上所用測(cè)速傳感器目前主要有磁阻脈沖式、光電脈沖式兩類, 而八鋼70 噸電爐煉鋼皮帶秤采用磁阻脈沖式測(cè)速傳感器。磁阻脈沖式測(cè)速傳感器:磁阻脈沖式測(cè)速傳感器中,線圈和磁鐵部分都是靜止的,與被測(cè)件連接,而運(yùn)動(dòng)的部分是用導(dǎo)磁材料制成的,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),改變了磁路的磁阻,因而改變了貫通線圈的磁通,在線圈中產(chǎn)生了感生電勢(shì)。磁阻脈沖式測(cè)速傳感器從結(jié)構(gòu)上看有開磁路和閉磁路兩種。在一個(gè)П 型永久磁鐵上裝有兩個(gè)相互串聯(lián)的感應(yīng)線圈,滾輪與皮帶直接摩擦旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)等分齒輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)确铸X輪的凸起部分與磁極相對(duì)時(shí), 回路磁通最大, 當(dāng)?shù)确铸X輪的凹陷部分與磁極相對(duì)時(shí),回路磁通最小,感應(yīng)線圈上便感應(yīng)隨磁通變化的感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓變化的頻率f 與皮帶速度v 成正比。這種測(cè)速傳感器結(jié)構(gòu)簡單,但輸出信號(hào)幅度小。當(dāng)皮帶運(yùn)行時(shí),通過摩擦使?jié)L輪旋轉(zhuǎn),并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子磁杯轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)子磁杯及定子磁杯相對(duì)安裝,其圓周端面上都均勻地銑出多個(gè)齒槽。當(dāng)兩個(gè)磁杯的凸齒相對(duì)時(shí),磁通最大,當(dāng)兩個(gè)磁杯的凸凹齒相對(duì)時(shí),磁通最小,從而在線圈中感應(yīng)出隨磁通而變化的感應(yīng)電壓。磁阻測(cè)速傳感器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,但密封性能好,輸出信號(hào)幅值大。磁阻脈沖式測(cè)速傳感器用于高轉(zhuǎn)速測(cè)量時(shí),因磁路磁滯影響,使線圈中感應(yīng)電壓太小而不易測(cè)量。
4 影響皮帶秤計(jì)量準(zhǔn)確度分析
4．1 皮帶秤安裝運(yùn)行環(huán)境及設(shè)備本身影響因素分析
4．1．1 電子皮帶秤安裝在皮帶機(jī)架上運(yùn)行時(shí)，振動(dòng)值超標(biāo)，造成物料的重量信號(hào)波動(dòng)，更有震動(dòng)嚴(yán)重的造成傳感器松動(dòng)，接線端子接觸不良，致使計(jì)量不準(zhǔn)確。
4．1．2 皮帶秤秤架受到外力變形，影響計(jì)量準(zhǔn)確。
4．1．3 電子皮帶秤的稱重傳感器和測(cè)速傳感器的信號(hào)受到電磁干擾，會(huì)造成計(jì)量不準(zhǔn)確。
4．1．4 電子皮帶秤安裝為不合理，傾角太大，不符合安裝標(biāo)準(zhǔn)。
4．1．5 測(cè)速傳感器在運(yùn)行時(shí)打滑，或安裝過緊轉(zhuǎn)動(dòng)不暢，沒有反映真實(shí)的皮帶運(yùn)行速度，造成計(jì)量不準(zhǔn)確穩(wěn)定性差。
4．1．6 皮帶秤校準(zhǔn)使用實(shí)物或鏈碼時(shí)不能保證標(biāo)準(zhǔn)器具的準(zhǔn)確性，造成皮帶秤校驗(yàn)不準(zhǔn)確。
4．1．7 在八鋼皮帶秤運(yùn)行時(shí)由于雨雪或夏季防風(fēng)抑塵灑水措施，致使皮帶粘料，凍料也會(huì)造成皮帶秤計(jì)量不準(zhǔn)確。
4．2 人為因素的影響分析
4．2．1 膠帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶長度測(cè)量不準(zhǔn)確，皮帶在修補(bǔ)、更換后必須重新測(cè)量皮帶長度，并重新建立周期，皮帶秤長度參數(shù)對(duì)皮帶秤的零點(diǎn)及間隔值影響較大，如不及時(shí)更新會(huì)造成計(jì)量不準(zhǔn)確。
4．2．2 膠帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶運(yùn)行整周期需要時(shí)間測(cè)量不準(zhǔn)確，在皮帶修補(bǔ)、更換后也必須重新修訂，否則會(huì)造成皮帶秤零點(diǎn)不準(zhǔn)。
4．2．3 皮帶秤在校驗(yàn)過程中出現(xiàn)較大誤差，如鏈碼校驗(yàn)未使鏈碼完全覆蓋稱量段，實(shí)物校驗(yàn)下料口未清理干凈，運(yùn)輸車輛在稱量途中有拋灑，或者本身設(shè)備存重大隱患而不去現(xiàn)場(chǎng)查看秤體、傳感器、測(cè)速傳感器等就匆匆完成校驗(yàn)，不僅達(dá)不到校準(zhǔn)皮帶秤的目的，反而造成較大的人為誤差。
4．2．4 生產(chǎn)操作人員要盡可能的取料平穩(wěn)， 避免流量過大造成撒料、跑偏。同時(shí)要配合校準(zhǔn)人員完成皮帶秤校驗(yàn)工作。
5 提高電子皮帶秤計(jì)量準(zhǔn)確度的方法通過對(duì)影響電子皮帶秤計(jì)量準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性的分析，在目前八鋼的檢修技術(shù)和皮帶秤技術(shù)條件下，可以采取一定的方法和措施來保證皮帶秤的可靠性、穩(wěn)定性，提高計(jì)量準(zhǔn)確度。
5．1 消除和減少安裝運(yùn)行環(huán)境對(duì)皮帶秤測(cè)量精度的影響
5．1．1 調(diào)整電子皮帶秤所安裝膠帶機(jī)的皮帶張緊裝置的張盡力，調(diào)整到皮帶秤零點(diǎn)校驗(yàn)穩(wěn)定且符合校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
5．1．2 做好消除電磁干擾措施，傳感器和測(cè)速傳感器的信號(hào)電纜必須采用屏蔽電纜，并做好屏蔽電纜的接地工作。
5．1．3 做好皮帶秤的就地端子箱的密封和防塵防潮工作，接線端子采用壓接，防止松動(dòng)。
5．1．4 在安裝過程中必須全程跟蹤監(jiān)督廠家，按照皮帶秤的安裝規(guī)范完成，選擇計(jì)量點(diǎn)必須合理，符合規(guī)范要求。
5．2 避免皮帶秤設(shè)備本身因素的方法
5．2．1 電子皮帶秤的稱重傳感器嚴(yán)禁受到超出設(shè)計(jì)范圍的外來載荷的沖擊，否則會(huì)造成稱量不準(zhǔn)確。嚴(yán)禁在傳感器未脫開秤體時(shí)在秤體上電焊作業(yè)。
5．2．2 測(cè)速傳感器的軟連接軸必須滾筒的軸同心，防止安裝錯(cuò)位使彈子盤軟連接破損，并且要時(shí)常對(duì)彈子盤進(jìn)行潤滑點(diǎn)檢。
5．2．3 按計(jì)劃對(duì)皮帶秤定期巡檢點(diǎn)檢，檢查秤體、傳感器、測(cè)速、等部件，發(fā)現(xiàn)問題要即使處理。
5．3 減少人為因素對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度影響的方法
5．3．1 做好皮帶秤長度及運(yùn)行一周時(shí)間的測(cè)量工作， 做到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，特別是檢修時(shí)粘接更換皮帶，必須重新測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)要有多組進(jìn)行平均。
5．3．2 當(dāng)皮帶出現(xiàn)跑偏時(shí)，要及時(shí)調(diào)整。
5．3．3 校準(zhǔn)皮帶秤所用的鏈碼，需時(shí)常檢驗(yàn)，保證標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確。
5．3．4 有條件做實(shí)物校準(zhǔn)的皮帶秤必須用實(shí)物校準(zhǔn)，因?yàn)閷?shí)物校準(zhǔn)是最能完全模擬所有因素的校準(zhǔn)方法，校準(zhǔn)最為準(zhǔn)確。
5．3．5 建立皮帶秤校準(zhǔn)結(jié)果資料庫，對(duì)所有計(jì)量皮帶秤的零點(diǎn)、間隔值的變化及校準(zhǔn)結(jié)果的變化做統(tǒng)計(jì)分析，找出規(guī)律和特點(diǎn)，可以更好的了解皮帶秤運(yùn)行情況。

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