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1.引用
電子皮帶秤是一種動態(tài)連續(xù)稱重散裝物料的計量設(shè)備，具有快速、準(zhǔn)確、自動稱重和即時打印的特點。隨著電子技術(shù)和微加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，其性能迅速提高，成本不斷降低。廣泛應(yīng)用于電力、礦山、冶金、港口、交通、化工等部門。特別是在火力發(fā)電廠，電子皮帶秤得到越來越多的應(yīng)用。單位標(biāo)準(zhǔn)噸煤發(fā)電量是火力發(fā)電廠一項非常重要的技術(shù)指標(biāo)，為了促進(jìn)火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)運行，提高經(jīng)濟(jì)效益，必須準(zhǔn)確計量煤耗。
2.電子皮帶秤的精度等級
關(guān)于電子皮帶秤，我國頒布了《電子皮帶秤專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》ZBY281-84和《電子皮帶秤國家標(biāo)準(zhǔn)》GB7721-87。隨著電子皮帶秤技術(shù)的發(fā)展，我國于1995年修訂了GB7721-87，代之以GB/T7721-1995電子皮帶秤國家標(biāo)準(zhǔn)。與GB7721-87相比，本標(biāo)準(zhǔn)采用國際法定計量組織(0IML)的國際建議50號。在原標(biāo)準(zhǔn)中，電子皮帶秤分為一、二、三、四四個等級，對應(yīng)的動態(tài)允許累計誤差分別為0.25%、0.5%、1.0%和2.0%。在新標(biāo)準(zhǔn)中，電子皮帶秤根據(jù)相對誤差限值分為四個等級，相應(yīng)的動態(tài)允許累計誤差為0.125。顯然，新國標(biāo)的準(zhǔn)確度水平提高了一個等級。同樣，靜態(tài)線性度、溫度影響等。也相應(yīng)地得到改善。
電子皮帶秤的基本工作原理是皮帶以恒定的張力和均勻的速度通過秤架上的稱重段，稱重輥將物料的重量傳遞給稱重傳感器，稱重傳感器將其重量轉(zhuǎn)換成電信號，電信號通過電纜傳輸?shù)斤@示控制器，同時速度傳感器將皮帶的運行速度轉(zhuǎn)換成電信號并發(fā)送給顯示控制器。這兩個信號由顯示控制器的微處理器處理，以計算和顯示流經(jīng)傳送帶的材料的累積流量。即:
Q=∫t10q(t)dt=∫t10PVdt.
其中:q—0—t1區(qū)間累計物料量，kg；
Q(t)——瞬時輸送能力，kg/min；
p-單位長度的物料分布，kg/m；
V—皮帶速度，m/min。
根據(jù)原理，材料的累積量與p和v有關(guān)。因此，電子皮帶秤由力傳感器、速度傳感器、保證受力均勻的平衡架和顯示控制儀表組成。它的精度取決于每個零件的制造精度。稱重傳感器和速度傳感器一般由專業(yè)制造商提供。目前，中國的傳感器制造商可以生產(chǎn)0.05%~0.02%的稱重傳感器和0.05%的速度傳感器。稱重架可分為單托輥和多托輥。隨著托輥組數(shù)量的增加，稱重架的精度和穩(wěn)定性得到提高。稱重段上的惰輪組數(shù)量越多，皮帶上的不均勻載荷對稱重精度和穩(wěn)定性的影響就越小?，F(xiàn)在秤架的精度水平可以達(dá)到0.1%~0.05%；顯示控制器是電子皮帶秤的心臟。隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其精度和穩(wěn)定性不斷提高，功能也不斷完善(如報警、自動校零、量程校準(zhǔn)、定量輸出、溫度補(bǔ)償、自診斷、模擬校準(zhǔn)、斷電保護(hù)等)。).在采樣方式上，一些廠家已經(jīng)開始采用定長采樣，以克服皮帶速度對精度的影響?，F(xiàn)在，顯示控制器的精度可以達(dá)到0.03%和0.02%。
電子皮帶秤的應(yīng)用精度不僅取決于儀器本身的制造精度，還取決于安裝、校準(zhǔn)、現(xiàn)場維護(hù)和正確使用。因此，需要加強(qiáng)各個環(huán)節(jié)的工作，找出影響各個環(huán)節(jié)精度的原因，并加以克服，以保證電子皮帶秤應(yīng)用的準(zhǔn)確性和可靠性。
3.選擇電子皮帶秤應(yīng)考慮的問題
電子皮帶秤的選擇一般應(yīng)滿足精度、稱重范圍、秤體形式和功能的要求。首先根據(jù)需要選擇適合其精度的皮帶秤。目前，電廠一般使用精度為0.5%的秤，有些電廠也使用精度為0.25%的秤，但其應(yīng)用精度往往達(dá)不到要求，一般在0.5%左右。從經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便的角度來看，電廠選擇精度為0.5%的電子皮帶秤更合適。然后根據(jù)電廠需要輸送的煤量，選擇流量和累計量范圍適合的產(chǎn)品；根據(jù)現(xiàn)場條件選擇合適的秤體(包括皮帶寬度和皮帶槽角)；選擇電子皮帶秤，其基本功能應(yīng)包括流量、電流、班次、日、月、年累計量顯示、自動校準(zhǔn)范圍、過載報警、斷電保護(hù)等。其售后服務(wù)應(yīng)完善，產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)有法定計量檢驗部門出具的檢驗結(jié)果報告。表1為1997年部分工廠0.5%準(zhǔn)確度的電子皮帶秤抽樣檢驗結(jié)果。
特別值得一提的是，電子皮帶秤的選擇應(yīng)檢查其生產(chǎn)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。鑒于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7721-95電子皮帶秤是推薦標(biāo)準(zhǔn)，部分廠家不按此標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，所以制定了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，降低了對一些技術(shù)指標(biāo)和測試方法的要求。表面上精度水平和國標(biāo)一樣，實際上應(yīng)用性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。主要問題是對溫漂和電磁兼容考慮不當(dāng)，單純追求降低成本，選用質(zhì)量不可靠，無尾標(biāo)或商用級器件。在工作極限溫度附近很難保證使用該裝置的產(chǎn)品的性能指標(biāo)。雖然產(chǎn)品的出廠檢驗精度和現(xiàn)場校準(zhǔn)精度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但經(jīng)過一段時間的使用，隨著現(xiàn)場環(huán)境的變化，精度大大降低。通過對一些制造商的電子皮帶秤的測試，我們發(fā)現(xiàn)存在許多這樣的問題。因此，用戶在選擇電子皮帶秤時，不僅要考慮精度、稱重范圍和功能等基本要求，還要看其生產(chǎn)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，并檢查其抗環(huán)境影響的能力，以確保其精度穩(wěn)定可靠。
4.正確安裝和調(diào)試
電子皮帶秤的安裝和位置對其稱重精度有很大影響。因此，為了保證電子皮帶秤的準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)注意以下幾點:
1)秤架應(yīng)安裝在遠(yuǎn)離振動和沖擊的地方。否則，即使是小振動，長期結(jié)果也會使秤的薄弱環(huán)節(jié)失效，影響其精度。
2)帶式輸送機(jī)的水平段具有良好的稱重條件，因此稱重段應(yīng)選擇在輸送機(jī)的直線段上。
3)為了保證皮帶與稱重托輥的正常接合，使物料的重量能夠準(zhǔn)確傳遞到稱重托輥上，秤架應(yīng)安裝在輸送帶張力及其變化最小的位置。為了提高系統(tǒng)的精度，長帶式輸送機(jī)上應(yīng)安裝一個恒張力張緊裝置。
4)為了確保稱重輥上皮帶的壓力變化最小，應(yīng)仔細(xì)調(diào)整稱重段中的輥，使輥相互平行并在一個平面內(nèi)。
5)帶式輸送機(jī)的速度和傾角不宜過大，以免物料在皮帶上滾動造成較大誤差。大傾角高速給料時，稱重架應(yīng)安裝在遠(yuǎn)離下料點的地方，以保證物料穩(wěn)定后能稱重。
6)為了減少皮帶張力的變化，帶式輸送機(jī)應(yīng)只有一個固定的下料點，下料口應(yīng)安裝高度調(diào)節(jié)板，使皮帶上的物料均勻。或者在計量皮帶前增加一定量的給定流量控制裝置，使帶式輸送機(jī)的流量均勻控制在滿量程的80%~100%以內(nèi)。這樣可以穩(wěn)定工作點，提高皮帶秤的精度。

5.定期進(jìn)行物理校準(zhǔn)
校準(zhǔn)是保證動態(tài)測量精度的關(guān)鍵。校準(zhǔn)的目的是使儀器的累計顯示值與實際值最大限度地重合，誤差不能超過規(guī)定的指標(biāo)。電子皮帶秤有多種校準(zhǔn)方法，如動態(tài)掛碼法、重量臺車法、鏈碼校準(zhǔn)法和物理校準(zhǔn)法。多年的實踐證明，實物檢驗校準(zhǔn)法是校準(zhǔn)電子皮帶秤精度最可信的方法。表2給出了幾種校準(zhǔn)方法的比較(假設(shè)物理校準(zhǔn)是一個理想條件，其校準(zhǔn)誤差為零)。
如何保證電子皮帶秤的準(zhǔn)確使用，主要取決于校準(zhǔn)周期(即檢定周期)。鑒于目前國家標(biāo)準(zhǔn)對皮帶秤只有3小時零穩(wěn)定指標(biāo)，檢定規(guī)程規(guī)定檢定周期為一年，國內(nèi)大部分皮帶秤很難保證精度在一年內(nèi)不下降，校準(zhǔn)周期不一，有的幾周校準(zhǔn)一次，有的幾個月校準(zhǔn)一次。如何確定周期，比較可靠的辦法是根據(jù)實際情況統(tǒng)計計算驗證周期；驗證周期也可以根據(jù)可靠性函數(shù)R(t)和平均壽命θ確定，即工作時間由T=θ[-lnR(t)]確定，然后根據(jù)平均工作時間確定驗證周期。比如皮帶秤平均壽命為8年(70080小時)，如果R(t)=0.95，t=359小時，如果皮帶秤每天工作時間為12小時和24小時，則檢定周期分別為10個月和5個月。
6.定期維護(hù)，提高電子皮帶秤的長期穩(wěn)定性
維護(hù)是確保皮帶秤在校準(zhǔn)期間的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的重要措施。
1)控制顯示部分的維護(hù)，主要是除塵和防止靜電損壞部件。
2)在秤架維護(hù)過程中，應(yīng)及時清除秤架上的灰塵(煤粉)和污垢，防止秤架受潮，灰塵、濕度和腐蝕引起的滾筒摩擦力增大會影響皮帶張力，導(dǎo)致測量精度變化。最好用防護(hù)網(wǎng)擋住秤架，或者在顯眼的地方提醒秤架，禁止在秤架上站立或放東西，以防傳感器過載而造成錯誤。如果安裝了測速傳感器，就要防止測速摩擦輪打滑或帶塵變厚，以防止測量速度與實際物料速度不一致而造成測量誤差。當(dāng)調(diào)整或修理秤架時，松開傳感器以防止傳感器過載。經(jīng)過調(diào)整和維護(hù)后，秤架的工作狀態(tài)發(fā)生了變化，因此整個系統(tǒng)在投入使用前需要重新校準(zhǔn)。
3)運營管理人員的培訓(xùn)。電子皮帶秤的操作和管理人員應(yīng)具有保持測量精度的高超技術(shù)，并應(yīng)熟悉和理解相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。
7.結(jié)束語
根據(jù)目前電子皮帶秤的水平，只要滿足安裝調(diào)試條件，運行合理，定期進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)工作，加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督部門與電子皮帶秤生產(chǎn)廠家的溝通和聯(lián)系，電子皮帶秤的應(yīng)用精度可以提高到設(shè)計水平。

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