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皮帶秤作為連續(xù)累計(jì)稱重的自動(dòng)衡器， 應(yīng)用在輸送散狀物料的皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)中。其稱重特點(diǎn)是速度快， 并能在惡劣的環(huán)境里工作， 易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)稱重。在工礦企業(yè)、 商業(yè)貿(mào)易等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

皮帶秤自發(fā)展以來(lái)經(jīng)歷了機(jī)械式皮帶秤、 電子式皮帶秤， 現(xiàn)已開(kāi)始進(jìn)入智能型皮帶秤時(shí)期。第一代皮帶秤是純機(jī)械式， 通過(guò)杠桿傳力， 顯示為機(jī)械計(jì)數(shù)器。隨著電子工業(yè)的發(fā)展， 電阻應(yīng)變片式稱重傳感器及微處理器的出現(xiàn)應(yīng)用， 皮帶秤進(jìn)入第二代電子皮帶秤儀表時(shí)期;新一代智能型皮帶秤是在電子皮帶秤儀表的基礎(chǔ)上通過(guò)數(shù)字化、 網(wǎng)絡(luò)化、 智能化等技術(shù)大大提高了計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。

1 電子皮帶秤儀表的組成及原理

電子皮帶秤儀表通常由四個(gè)部分組成(如圖 1 所示)， 分別是稱重傳感器、速度傳感器、稱重橋架和積算器。
稱重橋架又稱承載器， 主要作用有兩個(gè):第一是稱重臺(tái)的作用， 用于安裝稱重傳感器;第二是傳輸支架的作用， 用于將物料的載荷通過(guò)皮帶、 稱重托輥、 秤架傳遞到稱重傳感器上。

稱重傳感器的作用是完成稱重信號(hào)到電信號(hào)(mV)的轉(zhuǎn)換， 目前在皮帶秤上使用較多的是 S 型和懸臂梁式稱重傳感器。

測(cè)速傳感器完成對(duì)皮帶速度的測(cè)量， 將皮帶的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(電壓或脈沖)， 測(cè)速傳感器主要有模擬式測(cè)速發(fā)電機(jī)式、 磁阻脈沖式、 光電脈沖式三類。目前， 模擬式測(cè)速發(fā)電機(jī)式測(cè)速傳感器的應(yīng)用逐漸在減少， 取而代之的是上述兩種輸出脈沖信號(hào)的數(shù)字式測(cè)速傳感器 。

積算器又稱二次儀表， 用來(lái)將重量信號(hào)和速度信號(hào)進(jìn)行積分， 從而獲得瞬時(shí)流量和累積量， 并可根據(jù)設(shè)定目標(biāo)輸出控制信號(hào)， 如根據(jù)設(shè)定流量輸出 4 ～20mADC 電流調(diào)節(jié)信號(hào)或者根據(jù)載荷情況輸出開(kāi)關(guān)量報(bào)警信號(hào)。

2 電子皮帶秤儀表在自動(dòng)配料中的應(yīng)用

配料電子皮帶秤儀表按工作方式不同可分為: 恒速式皮帶秤、拖料式皮帶秤。恒速式皮帶秤是指通過(guò)給料機(jī)調(diào)速來(lái)調(diào)整物料流量、 皮帶機(jī)恒速運(yùn)行完成稱量任務(wù)的配料秤;拖料式皮帶秤指的是無(wú)給料機(jī)， 僅靠皮帶輸送機(jī)調(diào)速來(lái)調(diào)整物料流量的配料皮帶秤。

筆者公司在燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦配料工藝生產(chǎn)過(guò)程中， 分別采用了營(yíng)口大和衡器有限公司的這兩種皮帶秤。下面以拖料式皮帶秤為例對(duì)電子皮帶秤儀表用于自動(dòng)配料系統(tǒng)的控制原理進(jìn)行敘述自動(dòng)配料原理圖及控制。
電子皮帶秤儀表給料過(guò)程為皮帶連續(xù)給料， 給料機(jī)將來(lái)自于給料倉(cāng)的物料輸送并通過(guò)稱重橋架進(jìn)行重量檢測(cè)， 同時(shí)裝于尾輪的測(cè)速傳感器對(duì)皮帶進(jìn)行速度檢測(cè)。被測(cè)量的重量信號(hào)和速度信號(hào)一同送入積算器進(jìn)行計(jì)算處理并與給定值進(jìn)行比較， 并根據(jù)設(shè)定值與給定值偏差的大小輸出相應(yīng)的信號(hào)值(PID 信號(hào))， 通過(guò)變頻器改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢以改變給料量， 使之與設(shè)定值一致， 從而完成恒定給料流量的控制。

從稱重原理可知， 電子皮帶秤儀表所測(cè)量物料的瞬時(shí)流量的大小取決于兩個(gè)參數(shù)， 即瞬時(shí)流量等于稱重傳感器測(cè)量的承載器上物料負(fù)荷值 q(kg/m)和測(cè)速傳感器測(cè)量的皮帶速度值 v(m/s)兩個(gè)參數(shù)相乘所得， 即:w(t) = qv。

可見(jiàn)， 測(cè)速傳感器的測(cè)量精確度和穩(wěn)定性與稱重傳感器的測(cè)量精確度和穩(wěn)定性是同等重要的。目前稱重傳感器的精確度普遍提高到萬(wàn)分之幾， 而測(cè)速傳感器的精確度大多在千分之幾， 所以提高測(cè)速傳感器精確度是提高電子皮帶秤儀表系統(tǒng)精確度有效的途徑之一。

3 電子皮帶秤儀表零點(diǎn)漂移和量程漂移的原因

零點(diǎn)漂移一般與輸送系統(tǒng)有關(guān)， 零值漂移的原因有:(1)稱重橋架上積塵、 積料;(2)物料及雜物卡在稱重橋架內(nèi);(3)皮帶機(jī)上有粘料;(4)皮帶張力不均勻;(5)由于物料的溫度特性和皮帶長(zhǎng)期使用， 皮帶伸長(zhǎng);(6)電子測(cè)量元件的故障;(7)稱重傳感器的嚴(yán)重過(guò)載。

量程漂移的原因:(1)輸送機(jī)皮帶張力變化;(2)測(cè)速滾筒的滑動(dòng)或其直徑的變化;(3)稱重傳感器嚴(yán)重過(guò)載;(4)電子元件的故障;(5)秤架的嚴(yán)重變形。

4 故障分析及判斷

(1)稱重傳感器

稱重傳感器分為數(shù)字式和模擬式， 常用的有壓力及拉力兩種形式， 下面以電阻應(yīng)變片式稱重傳感器(模擬式)為例說(shuō)明判斷傳感器好壞的方法。

± Exc 為激勵(lì)端， 此電壓由儀表提供， 應(yīng)為10VDC ±5%， ± Sen 為補(bǔ)償端， 此電壓與 ± Exc 一致。 ± Sig 為信號(hào)輸出端， 大小應(yīng)為 0 至 20mV 之間某一值。正常使用時(shí)， 皮帶空載時(shí)輸出不超過(guò)15mV， 并且隨著載荷的增加而增大。因此判斷稱重傳感器的好壞最直接的方法就是萬(wàn)用表的直流電壓檔測(cè)量， 首先保證 ± Exc 為 10VDC ± 5%， 如無(wú)此電壓檢查儀表;若有多個(gè)傳感器， 則拆下信號(hào)端， 分別測(cè)量， 保證每個(gè)傳感器的輸出均在 0 ～20mV， 且數(shù)值隨載荷的增加而增大。

除電壓判斷外， 還可以通過(guò)測(cè)量輸入輸出電阻來(lái)判斷， 具體方法為: ± Exc ( ± Sen)為 400Ω ±5Ω， ± Sig 為 350Ω ± 5Ω， 且屏蔽線與任意一端子均大于 5 000MΩ。

 (2)稱重儀表

積算器常出現(xiàn)的故障有:①主機(jī)板上的保險(xiǎn)管燒壞或儀表供電線路故障;②顯示板和主機(jī)板之間的連線插件接觸不良。③顯示板和主機(jī)板有故障。故障排除方法:①更換保險(xiǎn)管， 檢查供電線路;②拔下插體， 再重新裝上;③更換主機(jī)板和顯示板。

5 電子皮帶秤儀表的維護(hù)

為了使電子皮帶秤儀表更好地發(fā)揮其優(yōu)良的計(jì)量性能， 減少故障的發(fā)生， 要求經(jīng)常地對(duì)皮帶秤進(jìn)行維護(hù)是必要的。

(1)定期清掃， 以防秤體積灰積料， 造成稱量不準(zhǔn)。(2)皮帶如跑偏， 定期調(diào)整以防造成計(jì)量不準(zhǔn)。(3)信號(hào)電纜敷設(shè)時(shí)或使用中不要與電力電纜交叉布置， 以防干擾。(4)定期檢查皮帶秤的活動(dòng)部分， 是否有物料或異物卡住。 (5)不要有外力沖擊秤體和傳感器，嚴(yán)禁檢修人員檢修時(shí)在皮帶秤上站立或操作其它設(shè)備。(6)保證稱重托輥及稱重域內(nèi)托輥運(yùn)轉(zhuǎn)自如， 否則更換。(7)設(shè)備大修時(shí)不要在秤體進(jìn)行電焊、 氣割等操作。(8)測(cè)速滾筒的軸承座應(yīng)定期加油潤(rùn)滑。(9)定期檢查測(cè)速傳感器的軸套處頂絲， 以防松動(dòng)或脫落。 (10)儀表應(yīng)可靠接地， 要有獨(dú)立的電源供電， 要定期用冷風(fēng)機(jī)對(duì)儀表內(nèi)部進(jìn)行吹灰。 (11)測(cè)速滾筒應(yīng)定期清掃， 以防粘料。

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