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      連續(xù)式計(jì)量技術(shù)的突破以及什么是失重秤儀表

      發(fā)布時(shí)間:2019-12-09 09:56:28 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

      連續(xù)式計(jì)量技術(shù)的突破以及失重秤原理
      一. 連續(xù)式攪拌設(shè)備計(jì)量方法的現(xiàn)狀

      1. 1傳統(tǒng)使用的連續(xù)式計(jì)量方法
      在如建材、糧油、礦山等散狀物料計(jì)量或在線控制配料時(shí),有很多種方法。比較典型的有:皮帶秤類、沖板流量計(jì)類、核子秤類、圓盤給料秤類。這些計(jì)量形式各有特點(diǎn),但是局限性很大,受設(shè)備機(jī)械變化影響大,精度不高,安裝調(diào)校煩瑣,維護(hù)量大。
      皮帶秤工藝介紹,流程:
      皮帶秤將單位面積(稱重段)上受到的負(fù)荷信號(hào)與變化速度(皮帶轉(zhuǎn)速)信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算得出流量值,以此作為可控制的對(duì)象。
      注: 通過控制拖拉式皮帶轉(zhuǎn)速,改變拖出的物料量,物料經(jīng)給料溜槽的出料口整形后, 其厚度穩(wěn)定均勻,無論皮帶機(jī)轉(zhuǎn)速大小,皮帶上的負(fù)荷都是恒定的。 與其它給料方式相比, 該方式計(jì)量與控制精度效果較好。
      注: 給料與稱量功能分別在兩條皮帶上實(shí)現(xiàn) 

      1. 2連續(xù)式計(jì)量方法在連續(xù)攪拌設(shè)備上使用現(xiàn)狀

      連續(xù)式攪拌設(shè)備包括:穩(wěn)定土廠拌設(shè)備,水泥連續(xù)式攪拌設(shè)備,瀝青連續(xù)式攪拌設(shè)備。就計(jì)量精度而言,目前,這些設(shè)備不能與間歇式相提并論。因此,連續(xù)式攪拌方法受不到廣大用戶的青睞,也是原因之一。科學(xué)分析可以說明,這兩種計(jì)量方法決定的攪拌工藝都有其適用的場(chǎng)合,不能由于暫時(shí)的技術(shù)限制而影響連續(xù)式攪拌的應(yīng)用。

      目前,我國(guó)連續(xù)式攪拌設(shè)備均采用容積法或皮帶秤/螺旋秤兩類來計(jì)量,七十年代從歐洲引進(jìn)開發(fā)連續(xù)攪拌工藝至今,一直如此,始終未有突破。事實(shí)上,這兩種計(jì)量方法在歐洲使用能夠作到高精度,例如德國(guó)申克(Schenck)的皮帶配料秤,動(dòng)態(tài)配料精度達(dá)到2%。而在中國(guó)卻不行,原因在于受到我國(guó)機(jī)械制造及材料等基礎(chǔ)工業(yè)的制約。目前我國(guó)用于公路行業(yè)的皮帶秤計(jì)量精度一般只能達(dá)到5%左右,與容積計(jì)量相差無幾,長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差。

      二. 連續(xù)稱重的革命——差分減量(失重)秤

      失重秤(英文Loss-in-weight)是九十年代開始應(yīng)用于工業(yè)過程稱重連續(xù)計(jì)量的。失重秤逐漸替代皮帶秤、螺旋秤,甚至累加秤,作為一種全新的計(jì)量方法,逐漸應(yīng)用到越來越多物料處理。

      2. 1基本原理:

      將秤量斗及給料機(jī)構(gòu)作為整個(gè)秤體,通過儀表或上位機(jī)不停對(duì)秤體進(jìn)行重量信號(hào)的采樣,計(jì)算出重量在單位時(shí)間的變化比率作為瞬時(shí)流量,再通過各種軟硬件的濾波技術(shù)處理,得出可以作為控制對(duì)象的“實(shí)際流量”。

      這個(gè)流量的獲取非常重要,是失重秤能否準(zhǔn)確計(jì)量的基礎(chǔ)。


      然后FC通過PID反饋算法,進(jìn)行逼近目標(biāo)流量的控制運(yùn)算,輸出調(diào)節(jié)信號(hào)去控制變頻器等給料機(jī)控制器。

      2. 2差分減量秤(失重秤)在實(shí)際中的應(yīng)用:

      從原理上可以看出它不受秤體與給料機(jī)構(gòu)的機(jī)械變化影響,它只是計(jì)算重量差值(差重),與傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)計(jì)量手段相比,其優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的。

      對(duì)于控制對(duì)象為流量(t/h ,kg/min ),而且物料可輸送性好,計(jì)量精度要求高時(shí),采用失重法計(jì)量可以作為一種最佳方案。

      2.2.2失重秤工藝流程:

      2.2.3失重秤設(shè)計(jì)必須注意的事項(xiàng),影響精度的因素:

      失重秤兼有靜態(tài)秤、動(dòng)態(tài)秤特點(diǎn),因此,在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),要求:

      1. 正確的輸送率范圍,一般實(shí)際工作范圍為額定輸送量的60%~70%最佳。若采用交流調(diào)速,對(duì)應(yīng)變頻率為35-40Hz最佳。這樣保證調(diào)節(jié)范圍寬。還由于在輸送率過低時(shí),系統(tǒng)穩(wěn)定性差。

      2. 傳感器量程選用適當(dāng),按公式
      也就是說,傳感器也用到其量程的60%~70%,信號(hào)變化范圍寬,對(duì)提高精度極為有利。

      3. 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要確保物料流動(dòng)性好,同時(shí)保證補(bǔ)料時(shí)間短,補(bǔ)料不應(yīng)過于頻繁,一般要求5-10分鐘補(bǔ)一次料。

      配套傳動(dòng)系統(tǒng)要保證運(yùn)行平穩(wěn),線性好。

      2.2.4應(yīng)用前景:

      隨著電子控制技術(shù)的飛速發(fā)展,失重秤通過采用新的技術(shù),在計(jì)量精度上由0.3%~0.5%。而提高到0.1%~0.2%,甚至到超過靜態(tài)秤,這一新技術(shù)的核心即數(shù)字式稱重傳感器的應(yīng)用。

      2.2.4.1數(shù)字式稱量傳感器的應(yīng)用:

      為了適應(yīng)動(dòng)態(tài)測(cè)量的需要,在稱重系統(tǒng)中作為系統(tǒng)輸入端的傳感器至關(guān)重要。特別在需要智能化的場(chǎng)合,傳感器的直接或間接數(shù)安化已必不可少,此時(shí)測(cè)量不確定度和測(cè)量速度往往是一對(duì)矛盾,兩者很難兼得,而需根據(jù)實(shí)際情況作折衷選擇。在稱重領(lǐng)域,我國(guó)目前大量生產(chǎn)和應(yīng)用的都是傳統(tǒng)的模擬式傳感器,模擬信號(hào)的輸出較小。以生產(chǎn)量最大、采用電阻應(yīng)變?cè)淼姆Q重傳感器為例,一般最大輸出為30-40mV。故其信號(hào)易受射頻干擾,電纜傳輸距離也短,通常在10m以內(nèi)。

      在使用多個(gè)傳感器并聯(lián)的容器稱重系統(tǒng)(料斗秤式配料秤)、平臺(tái)稱重系統(tǒng)或秤橋(汽車衡或軌道衡)中,利用數(shù)字系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“自校準(zhǔn)”。這是因?yàn)槎嗤ǖ赖臄?shù)字傳感器系統(tǒng),不存在阻抗匹配問題。用戶輸入各傳感器的地址、秤量和靈敏度,即可自動(dòng)進(jìn)行秤的“四角”或“邊角”平衡,不必一次次地反復(fù)調(diào)整信。而在模擬系統(tǒng)中多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)接線后,每個(gè)傳感器的特性就不再是可辨別的了,校準(zhǔn)時(shí)需在每一個(gè)傳感器上施加砝碼并利用接線盒中的分壓器進(jìn)行調(diào)整。由于調(diào)整時(shí)存在著交互作用,因而反復(fù)多次。在數(shù)字系統(tǒng)中,則允許分別復(fù)核作為單體的每一個(gè)傳感器。因此,校準(zhǔn)裝有數(shù)字傳感器系統(tǒng)的所有花費(fèi)的時(shí)間,僅為模擬系統(tǒng)的1/4。

      利用數(shù)字系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“自診斷”,即診斷程序連續(xù)地檢查各傳感器信號(hào)是否中斷、輸出是否明顯超出范圍等。若有問題,在儀表或控制器面板上會(huì)自動(dòng)顯示或報(bào)警,用戶利用面板上的鍵即可尋找各個(gè)傳感器,獨(dú)立地確定問題原因并進(jìn)行故障排除。這種直覺診斷和故障排除能力,對(duì)用戶顯然是一種重要優(yōu)點(diǎn),而在模擬傳感器系統(tǒng)中則是很難忘以低成本實(shí)現(xiàn)的。

      在稱重領(lǐng)域中,典型模擬傳感器系統(tǒng)的模數(shù)變換器的分辨力為16比特,即有50000個(gè)可用計(jì)數(shù);而數(shù)字系統(tǒng)中每一個(gè)傳感器的分辨率為20比特,即有1000 000個(gè)可用計(jì)數(shù)。所以,一個(gè)裝有4個(gè)數(shù)字傳感器的系統(tǒng)即可提供4000 000個(gè)計(jì)數(shù)的分辨率。這種高分辨率的優(yōu)點(diǎn),特別適用于秤架自重大而被稱物重量小的場(chǎng)合。例如:在配料稱重系統(tǒng)中,有時(shí)配方中某種物料僅占很小比例,但準(zhǔn)確度要求卻仍然很高。這在傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)中同樣是很難實(shí)現(xiàn)的。 


      三. 在連續(xù)式攪拌機(jī)械上的應(yīng)用及前景影響

      由于國(guó)內(nèi)連續(xù)式攪拌設(shè)備計(jì)量停留在傳統(tǒng)的方法上,因此,推廣失重秤應(yīng)用前景將十分廣闊,對(duì)穩(wěn)定土廠拌、水泥連續(xù)攪拌、瀝青連續(xù)攪拌工藝起到革命性的改變,對(duì)流量的精準(zhǔn)控制將會(huì)制造出非常合格理想的混合料。由于連續(xù)式拌和工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)費(fèi)用低,因此一旦在產(chǎn)品級(jí)配上把好關(guān),將徹底改變連續(xù)式拌和的市場(chǎng)占有低的現(xiàn)狀。特別是公路、水電行業(yè)所需的高產(chǎn)設(shè)備,具有重大意義,而失重秤即是提高計(jì)量精度的一種重要突破。

       

       

       

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