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1.概述
電子皮帶秤是皮帶輸送機(jī)輸送固體散狀物料過(guò)程中對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)稱(chēng)重的一種測(cè)量設(shè)備，它可以連續(xù)地測(cè)量通過(guò)皮帶輸送機(jī)上物料的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。在冶金行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行分廠(chǎng)之間物料計(jì)量、生產(chǎn)過(guò)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(duì)物料的流量計(jì)量、電子皮帶秤的零點(diǎn)標(biāo)定、實(shí)物標(biāo)定三方面進(jìn)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(diǎn)
電子皮帶秤主要由承重裝置、稱(chēng)重傳感器、速度傳感器和稱(chēng)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(chēng)重傳感器的荷重承載和傳遞裝置，主要由電機(jī)、皮帶頭尾輪、皮帶托輥、運(yùn)輸皮帶、輔助刮料等組成，是物料稱(chēng)量過(guò)程中的第一個(gè)環(huán)節(jié)，雖然看上去結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它是電子皮帶秤的重要基礎(chǔ)部分，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度和使用材料的合理性、加工精度，直接決定整臺(tái)設(shè)備精度水平，并對(duì)于測(cè)量過(guò)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(zhǎng)期穩(wěn)定性也直接影響電子皮帶秤可靠運(yùn)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(hào)和速度信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算產(chǎn)生瞬時(shí)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(guò)調(diào)節(jié)變頻器的頻率輸出控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，相當(dāng)于整個(gè)皮帶秤的“大腦”部位，其電子元件的運(yùn)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(chēng)重橋架安裝于輸送機(jī)架上，當(dāng)物料經(jīng)過(guò)時(shí)，計(jì)量托輥檢測(cè)到皮帶機(jī)上的物料重量通過(guò)杠桿作用于稱(chēng)重傳感器，產(chǎn)生一個(gè)正比于皮帶載荷的電壓信號(hào)。速度傳感器直接連在大直徑測(cè)速滾筒上，提供一系列脈沖，每個(gè)脈沖表示一個(gè)皮帶運(yùn)動(dòng)單元，脈沖的頻率正比于皮帶速度。稱(chēng)重儀表從稱(chēng)重傳感器和速度傳感器接收信號(hào)，通過(guò)積分運(yùn)算得出一個(gè)瞬時(shí)流量值和累積重量值，并分別顯示出來(lái)。
3.物料的流量計(jì)算
根據(jù)電子皮帶秤的工作原理可知，物料的瞬時(shí)流量計(jì)算公式：F=kvQ
其中，F(xiàn)為流量，kg/s；K稱(chēng)量系數(shù)；v為皮帶速度，m/s；Q為稱(chēng)量段載荷，kg/m。k通過(guò)實(shí)物標(biāo)定獲得，v、Q可通過(guò)處理現(xiàn)場(chǎng)傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)得到。
皮帶速度可通過(guò)使用測(cè)速傳感器測(cè)得，也可以根據(jù)電子皮帶秤的技術(shù)參數(shù)理論計(jì)算出。
稱(chēng)量段載荷計(jì)算公式：
    Q=2（M1-M0）/L
其中，M1是現(xiàn)場(chǎng)荷重傳感器傳送過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)荷重信號(hào)，M0是電子皮帶秤的零點(diǎn)標(biāo)定獲得，L是電子皮帶秤的有效稱(chēng)量段的長(zhǎng)度。
綜上所述，物料瞬時(shí)流量的計(jì)算公式：
F=2kv（M1-M0）/L
物料總的流量計(jì)算可通過(guò)對(duì)物料瞬時(shí)流量進(jìn)行積分運(yùn)算得到。
4.電子皮帶秤的零點(diǎn)標(biāo)定
電子皮帶秤的稱(chēng)重傳感器所測(cè)量的物質(zhì)包括物料的重量和皮帶的重量?jī)刹糠?，電子皮帶秤的零點(diǎn)標(biāo)定其實(shí)就是確定皮帶自身的重量。在實(shí)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(diǎn)標(biāo)定時(shí)，要注意觀(guān)察電子皮帶秤的荷重信號(hào)的變化。一般情況下，我們要求皮重值穩(wěn)定在某一個(gè)較小的范圍內(nèi)（大約10個(gè)碼值）。如果超過(guò)這個(gè)范圍，就要求相關(guān)人員去現(xiàn)場(chǎng)檢查電子皮帶秤是否運(yùn)行正常。
第一次零點(diǎn)標(biāo)定前，應(yīng)給電子皮帶秤足夠的運(yùn)行時(shí)間，讓設(shè)備機(jī)械部分的各個(gè)部件充分磨合。在電子皮帶秤運(yùn)行穩(wěn)定后，再進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。在確定皮重后，從理論上而言電子皮帶空載運(yùn)行，物料累計(jì)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(dá)到規(guī)范要求標(biāo)準(zhǔn)。確定皮重后，如果皮重值超過(guò)稱(chēng)重傳感器量程的30%，就應(yīng)該去現(xiàn)場(chǎng)檢查電子皮帶秤是否出現(xiàn)異常（比如：皮帶是否會(huì)摩擦到秤架、皮帶是否有嚴(yán)重的粘料、速度傳感器總成是否和皮帶始終良好接觸、稱(chēng)重傳感器的專(zhuān)用框架是否有異物阻卡、各類(lèi)傳感器是否完好等等）；如果無(wú)異常，我們就要考慮稱(chēng)重傳感器的選型是否合適，可考慮選擇更大量程范圍的稱(chēng)重傳感器。
5.電子皮帶秤的實(shí)物標(biāo)定
電子皮帶秤的實(shí)物標(biāo)定實(shí)質(zhì)就是用已知質(zhì)量的實(shí)物復(fù)現(xiàn)電子皮帶秤實(shí)際工作的過(guò)程，過(guò)程復(fù)現(xiàn)的越真實(shí)，標(biāo)定的效果就越準(zhǔn)確，用在額定流量下10分鐘的總質(zhì)量的實(shí)物較好，實(shí)物標(biāo)定優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)定準(zhǔn)確，但是費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
電子皮帶秤的零點(diǎn)標(biāo)定完成后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)有時(shí)顯示控制器計(jì)算出來(lái)的物料瞬時(shí)流量值、物料的累計(jì)總量，與實(shí)際值相差較大。此時(shí)我們可通過(guò)實(shí)物標(biāo)定修改電子皮帶秤的稱(chēng)重系數(shù)，從而減少這種誤差。稱(chēng)重系數(shù)的計(jì)算公式：
K=（k0×M）/MO
其中，k表示新的稱(chēng)重系數(shù)；k0表示舊的稱(chēng)重系數(shù)；M0表示稱(chēng)重顯示控制器計(jì)算出來(lái)的物料累計(jì)總量值；M表示實(shí)際的物料重量。
標(biāo)定時(shí)，先將物料在靜態(tài)稱(chēng)重裝置進(jìn)行稱(chēng)量，可獲得實(shí)際的物料重量。電子皮帶秤第一次標(biāo)定稱(chēng)量系數(shù)時(shí)，可考慮首先使用砝碼標(biāo)定。砝碼標(biāo)定的稱(chēng)量系數(shù)具有一定的參考作用（可以避免無(wú)謂的工作，節(jié)省人力物力），但與實(shí)物標(biāo)定最后所得的稱(chēng)量系數(shù)仍有較大的差距，而且每臺(tái)秤的差距都不一樣。因此，要使電子皮帶秤的使用達(dá)到較好的效果，就一定要進(jìn)行多次反復(fù)的實(shí)物標(biāo)定。
電子皮帶秤的第一次實(shí)物標(biāo)定稱(chēng)量系數(shù)，一般需要五六次才能完成。待稱(chēng)重顯示控制器稱(chēng)量的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)值相符，也需要反復(fù)標(biāo)定幾次。電子皮帶秤的標(biāo)定工作并不是一勞永逸。在的生產(chǎn)中，我們會(huì)對(duì)秤體進(jìn)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(biāo)定皮重和稱(chēng)量系數(shù)。如果經(jīng)過(guò)多次實(shí)物標(biāo)定，稱(chēng)重顯示控制器計(jì)算出來(lái)的物料瞬時(shí)流量值、物料的累計(jì)總量，與實(shí)際值相差仍較大時(shí)，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(xiàng)
電子皮帶秤的實(shí)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(jī)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(cuò)誤或不恰當(dāng)、皮帶輸送機(jī)的狀況很差和安裝質(zhì)量低劣，這臺(tái)電子皮帶秤的實(shí)際使用精確度仍然很低。
安裝位置的選定包括兩個(gè)問(wèn)題：一是在輸送同一物料的幾條皮帶輸送機(jī)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(jī)上安裝在什么位置。選擇哪一條皮帶輸送機(jī)安裝電子皮帶秤需考慮以下幾點(diǎn)：不同皮帶輸送機(jī)的給料均勻性、皮帶速度、皮帶輸送機(jī)的長(zhǎng)度、皮帶輸送機(jī)斷面形狀、皮帶輸送機(jī)的傾角、托輥的槽形角、直線(xiàn)段長(zhǎng)度、皮帶拉緊裝置、下料點(diǎn)、卸料設(shè)備、秤架支承等等。
選擇秤架安裝在皮帶輸送機(jī)上位置需考慮以下幾點(diǎn)：皮帶張力值小及皮帶張力變化值小的地方、物料在進(jìn)入稱(chēng)量長(zhǎng)度之前應(yīng)該在皮帶上穩(wěn)定下來(lái)不應(yīng)該發(fā)生下滑現(xiàn)象、在皮帶輸送機(jī)的直線(xiàn)段部分、遠(yuǎn)離卸料犁、離卸料點(diǎn)一定距離。
安裝過(guò)程中的調(diào)整最重要的是準(zhǔn)直性校準(zhǔn)和托輥間距校準(zhǔn)，準(zhǔn)直性校準(zhǔn)要求是：秤架上的稱(chēng)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(chēng)量影響區(qū)域托輥的高度高于稱(chēng)量影響區(qū)域之外的托輥，這個(gè)高度可以選為3～5mm；準(zhǔn)直性校準(zhǔn)允許誤差對(duì)高精確度的皮帶秤來(lái)說(shuō)，可要求0.5mm，通常可要求1mm；在調(diào)整過(guò)程中，應(yīng)使稱(chēng)重托輥處的誤差值稍偏正，即比相鄰?fù)休伾愿咭稽c(diǎn)（如0.5mm）。托輥間距校準(zhǔn)的要求是：秤架上的稱(chēng)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(yàn)
電子皮帶秤作為一種動(dòng)態(tài)連續(xù)計(jì)量?jī)x表來(lái)說(shuō)，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(yàn)制度密切相關(guān)。檢定和試驗(yàn)方式合理及檢定和試驗(yàn)周期較短的檢定和試驗(yàn)制度，有利于提高電子皮帶秤的使用的精確度。
在最新的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG195-2002中，除了物料試驗(yàn)外，作為運(yùn)行檢驗(yàn)裝置可以采用砝碼、掛碼、標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)模擬單位長(zhǎng)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(chē)碼）模擬物料通過(guò)皮帶秤的效果。

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