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1 概述

1.1陣列式皮帶秤工作原理 陣列式皮帶秤由 N 個(gè)稱重單元組成。 煤料通過稱 重單元時(shí)， 稱重傳感器將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電 信號(hào)并傳送給現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集單元。 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集單元 將采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 再發(fā)送給終端處 理器。終端處理器通過一系列復(fù)雜的運(yùn)算后，得到煤料 的質(zhì)量。

1.2陣列式皮帶秤組成 陣列式皮帶秤由以下幾個(gè)部分組成：稱重單元、稱 重顯示器（含信號(hào)采集單元和終端處理器）、測(cè)速傳感 器、現(xiàn)場(chǎng)接線盒。 稱重單元采用特殊的稱體結(jié)構(gòu)， 由一個(gè)稱重傳感 器單點(diǎn)支撐，具有承載與力傳遞的功能。秤體與安裝在 稱臺(tái)上的兩組稱重托輥組成一個(gè)獨(dú)立的稱重單元。 稱 重顯示器具備人機(jī)交互功能， 采用嵌入式工業(yè)控制機(jī) 以提高可靠性。

 2 皮帶秤自身對(duì)計(jì)量精度的影響

2.1 皮帶秤自身準(zhǔn)確度 皮帶秤自身的準(zhǔn)確度會(huì)影響對(duì)煤炭的計(jì)量精度。 皮帶秤準(zhǔn)確度是由皮帶秤制造廠商決定的， 一般分為 三個(gè)等級(jí)， 即：0.5 級(jí)， 動(dòng)態(tài)累計(jì)誤差不大于總質(zhì)量的 0.5%；1 級(jí)， 動(dòng)態(tài)累計(jì)誤差不大于總質(zhì)量的 1%；2 級(jí)， 動(dòng)態(tài)累計(jì)誤差不大于總重量的 2%。 其中，最高等級(jí)為0.5 級(jí)。

每個(gè)級(jí)別分別規(guī)定了該等級(jí)對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)，如 零點(diǎn)誤差、累計(jì)誤差、短期穩(wěn)定性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、重復(fù)性 等，這些指標(biāo)必須全部在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，才能稱之為是對(duì) 應(yīng)等級(jí)的皮帶秤。

需要特別指出的是，市面上所謂的 0.25 級(jí)皮帶秤 準(zhǔn)確度為 0.25%， 其實(shí)僅僅是指皮帶秤的累計(jì)誤差在 0.25%之內(nèi)，其它各項(xiàng)指標(biāo)則沒有保障，基本上是不符 合標(biāo)準(zhǔn)的。 再者，現(xiàn)有的皮帶稱國家標(biāo)準(zhǔn)中，所規(guī)定的 最高等級(jí)為 0.5 級(jí)，根本就沒有 0.25 級(jí)的皮帶秤。事實(shí) 上， 國家規(guī)定的初次檢定和后續(xù)檢定時(shí)的累計(jì)誤差應(yīng) 不大于該等級(jí)指標(biāo)的一半， 即 0.5 級(jí)皮帶秤檢定時(shí)的 累計(jì)誤差不大于 0.25%，1 級(jí)皮帶秤不大于 0.5%，2 級(jí) 皮帶秤不大于 1%。

可見，在選擇皮帶秤時(shí)，不能單純追求高準(zhǔn)確度， 而是要在保證一定準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上，選擇穩(wěn)定性高、質(zhì) 量可靠的皮帶秤。

2.2 皮帶秤自身誤差 皮帶秤的自身誤差也會(huì)影響計(jì)量精度。 日常工作 中，皮帶秤的自身誤差主要表現(xiàn)為皮帶負(fù)荷測(cè)量誤差、 皮帶速度測(cè)量誤差、 儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計(jì)算誤差這三個(gè) 方面［1］ 。

 （1） 皮帶負(fù)荷測(cè)量誤差。 皮帶負(fù)荷測(cè)量誤差主要 有稱量機(jī)構(gòu)誤差、傳感器精度等級(jí)、荷重信號(hào)的放大與 傳輸誤差等。 稱量機(jī)構(gòu)誤差主要由生產(chǎn)商采用的機(jī)構(gòu) 樣式、物理材質(zhì)、加工水平等決定，這一誤差對(duì)皮帶秤 計(jì)量精度的影響較大。

（2） 皮帶速度測(cè)量誤差。 皮帶速度測(cè)量誤差主要 是測(cè)速脈沖在觸發(fā)計(jì)數(shù)器和測(cè)速脈沖傳輸時(shí)產(chǎn)生的誤差。 市面上的皮帶秤測(cè)速裝置一般采用速度傳感器來 測(cè)速， 速度傳感器通過讀取被測(cè)軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)光電變 換器輸出的脈沖信號(hào)數(shù)量來計(jì)算被測(cè)軸轉(zhuǎn)速。 這一誤 差 通 過 硬 、 軟件 處 理 ， 可 實(shí) 現(xiàn) 脈 沖 計(jì) 數(shù) 誤 差 小 于 0．05％。 另外一種測(cè)速方法是通過測(cè)速編碼器測(cè)速，測(cè) 速編碼器在可動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)輸出脈沖， 可編程序控制 器或計(jì)數(shù)器收到脈沖后， 會(huì)根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)收到的脈 沖總量計(jì)算可動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。 測(cè)速編碼器的誤差通常小 于 0.1%。 無論采用哪種方式來測(cè)速，皮帶速度的測(cè)量 誤差一般不會(huì)大于 0.1%。 即使皮帶機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 誤差也會(huì)維持在 0.3%以下。

（3） 儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計(jì)算誤差。 儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與 計(jì)算誤差包括數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的誤差、 儀表計(jì)量測(cè)算時(shí)出現(xiàn)的誤差， 現(xiàn)行儀表的數(shù)模轉(zhuǎn)換與 計(jì)算誤差一般小于 0.01%。

3 其它因素對(duì)精度的影響

除了皮帶秤自身因素對(duì)皮帶秤計(jì)量精度會(huì)產(chǎn)生影 響外，皮帶秤安裝質(zhì)量、皮帶張力、煤料不穩(wěn)定、維護(hù)保 養(yǎng)、標(biāo)定等也都會(huì)對(duì)計(jì)量精度產(chǎn)生影響［2］ 。

 3.1 皮帶秤安裝質(zhì)量 皮帶秤的安裝基礎(chǔ)必須牢固， 安裝地點(diǎn)應(yīng)盡量遠(yuǎn) 離振動(dòng)較大的區(qū)域，因?yàn)槠С邮菍?duì)振動(dòng)相當(dāng)敏感的設(shè) 備，必須與產(chǎn)生振動(dòng)的設(shè)備隔離，以減小振動(dòng)對(duì)計(jì)量精度 的影響［3］ ，提高穩(wěn)定性。皮帶秤的安裝應(yīng)盡量水平，皮帶 機(jī)傾角不能大于 15°［4］ 。 皮帶秤的安裝地點(diǎn)還應(yīng)盡可能考慮計(jì)量過程的流 暢，減少物料轉(zhuǎn)換、位移等過程，以避免中間環(huán)節(jié)所產(chǎn) 生的計(jì)量誤差。 當(dāng)在皮帶秤附近施工時(shí)， 要注意保護(hù)皮帶秤的傳 感器。當(dāng)皮帶秤安裝在戶外時(shí)，最好給皮帶秤加裝防護(hù) 罩，以減小雨、雪、大風(fēng)等外部惡劣環(huán)境因素對(duì)皮帶秤 的影響。

3.2 皮帶張力 皮帶秤在運(yùn)行計(jì)量時(shí)， 煤料的重力會(huì)間接地傳到 稱量單元上［5］ 。 雖然皮帶張力在正常狀態(tài)下是水平力， 但是當(dāng)皮帶上有煤料時(shí)就會(huì)產(chǎn)生豎直的作用力， 該豎 直力會(huì)影響煤料傳到皮帶上的重力。此外，皮帶張力還 會(huì)隨著皮帶與煤料的運(yùn)動(dòng)而變化。 理論上張力可以給 予校準(zhǔn)和補(bǔ)償，但張力的補(bǔ)償難度大、效果差。 在煤炭 裝船作業(yè)過程中， 通常通過調(diào)節(jié)皮帶張緊開關(guān)使皮帶 張力保持穩(wěn)定平衡，并經(jīng)常更換皮帶，定期檢修，盡量 減小該因素對(duì)計(jì)量精度的影響。

3.3 煤料不穩(wěn)定 煤料離開給料點(diǎn)后，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要經(jīng)過一 段時(shí)間的緩沖才能穩(wěn)定下來［6］ 。 由于煤料的不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致煤料的計(jì)量質(zhì)量不準(zhǔn)， 因此需要在煤料離開給料 點(diǎn)之后預(yù)留出一段皮帶，從而使煤料停止不穩(wěn)定狀態(tài)， 并進(jìn)一步穩(wěn)定下來。 煤炭輸送皮帶的設(shè)計(jì)帶速一般為 4.7 m/s 左右，因?yàn)槠俣仍娇?，煤料越不穩(wěn)定，所以 緩沖帶的皮帶長(zhǎng)度要盡可能長(zhǎng)， 這樣才能減小煤料不 穩(wěn)定對(duì)計(jì)量精度的影響［7-8］ 。

 3.4 維修保養(yǎng)

皮帶秤后期的維修保養(yǎng)至關(guān)重要， 要保持煤炭皮 帶秤計(jì)量精度的長(zhǎng)期準(zhǔn)確， 必須要做好后期的維修保 養(yǎng)工作［9］ 。 一要注意滾筒和托輥的潤滑，以保持皮帶運(yùn) 行軌跡長(zhǎng)期穩(wěn)定，防止皮帶跑偏。二要做好煤料防漏工 作， 漏斗襯板可以在防漏的同時(shí)均勻煤料在皮帶上的 分布。三要防止皮帶意外劃傷或撕裂，以保證皮帶張力 的穩(wěn)定。 四要做好稱架的清潔工作， 保證煤料荷重正 常，而不是連同黏結(jié)在稱架上的煤料一起稱重。五要及 時(shí)清除黏結(jié)在皮帶上的煤料， 皮帶內(nèi)外側(cè)應(yīng)設(shè)有刮料 清掃裝置。六要定期更換皮帶，皮帶長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致其 張力發(fā)生變化。七要在皮帶附近作業(yè)時(shí)，注意保護(hù)皮帶 秤傳感器，以免破壞皮帶秤傳感器。八要定期調(diào)節(jié)皮帶 秤零點(diǎn)，定期對(duì)皮帶秤掛碼標(biāo)定。

3.5 標(biāo)定

皮帶秤的標(biāo)定質(zhì)量對(duì)其計(jì)量精度有重要影響，常 用的皮帶秤標(biāo)定方式有四種：掛碼標(biāo)定、鏈碼標(biāo)定、實(shí) 物標(biāo)定和電子標(biāo)定。 所有標(biāo)定方式都是為了確保皮帶 秤的計(jì)量精度，保證煤料稱重的準(zhǔn)確性。 其中，掛碼標(biāo) 定、 鏈碼標(biāo)定是煤料皮帶秤標(biāo)定的兩種較常用的標(biāo)定 方式［10］ 。實(shí)物標(biāo)定雖然精確度相對(duì)較高，但標(biāo)定投入成 本太大，涉及到實(shí)物處置問題，除非特殊要求，一般不 使用實(shí)物標(biāo)定。 掛碼標(biāo)定時(shí)，皮帶機(jī)空載運(yùn)行一段時(shí)間，然后進(jìn)行 調(diào)零工作。 調(diào)零結(jié)束后，再使皮帶機(jī)停止運(yùn)行，將砝碼 放置在專用的砝碼盤上進(jìn)行標(biāo)定。 鏈碼標(biāo)定裝置包含 靜態(tài)鏈碼標(biāo)定和動(dòng)態(tài)鏈碼標(biāo)定兩種。 在皮帶秤標(biāo)定過程中，有幾點(diǎn)需要注意的事項(xiàng)。

 （1） 為保證皮帶秤精度， 必須采用精度比較高的 靜態(tài)秤來稱量煤料。

 （2） 為保證皮帶秤穩(wěn)定性， 必須在標(biāo)定前先使皮 帶運(yùn)行一段時(shí)間。

 （3） 為避免水汽蒸發(fā)影響皮帶秤計(jì)量精度， 物料 必須要保持較干燥。

 （4） 為排除皮帶質(zhì)量不均勻所引起的偏差， 必須 在皮帶運(yùn)行整數(shù)圈的情況下取皮帶質(zhì)量的平均值。 以上所述事項(xiàng)在標(biāo)定時(shí)都會(huì)對(duì)皮帶秤的計(jì)量精度 產(chǎn)生影響，因此使用皮帶秤時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況，選 擇合適的標(biāo)定方式。

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