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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個稱重單元組成。煤料通過稱重單元時,稱重傳感器將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)換成可測量的電信號并傳送給現(xiàn)場信號采集單元?,F(xiàn)場信號采集單元將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,再發(fā)送給終端處理器。終端處理器通過一系列復雜的運算后,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部分組成:稱重單元、稱重顯示器(含信號采集單元和終端處理器)、測速傳感器、現(xiàn)場接線盒。
稱重單元采用特殊的稱體結構,由一個稱重傳感器單點支撐,具有承載與力傳遞的功能。秤體與安裝在稱臺上的兩組稱重托輥組成一個獨立的稱重單元。稱重顯示器具備人機交互功能,采用嵌入式工業(yè)控制機以提高可靠性
2皮帶秤自身對計量精度的影響
2.1皮帶秤自身準確度
皮帶秤自身的準確度會影響對煤炭的計量精度。
皮帶秤準確度是由皮帶秤制造廠商決定的,一般分為三個等級,即:0.5級,動態(tài)累計誤差不大于總質(zhì)量的0.5%;1級,動態(tài)累計誤差不大于總質(zhì)量的1%;2級,動態(tài)累計誤差不大于總重量的2%。其中,最高等級為0.5級。每個級別分別規(guī)定了該等級對應的各項指標,如零點誤差、累計誤差、短期穩(wěn)定性、長期穩(wěn)定性、重復性等,這些指標必須全部在標準范圍內(nèi),才能稱之為是對應等級的皮帶秤。
需要特別指出的是,市面上所謂的0.25級皮帶秤準確度為0.25%,其實僅僅是指皮帶秤的累計誤差在0.25%之內(nèi),其它各項指標則沒有保障,基本上是不符合標準的。再者,現(xiàn)有的皮帶稱國家標準中,所規(guī)定的最高等級為0.5級,根本就沒有0.25級的皮帶秤。事實上,國家規(guī)定的初次檢定和后續(xù)檢定時的累計誤差應不大于該等級指標的一半,即0.5級皮帶秤檢定時的累計誤差不大于0.25%,1級皮帶秤不大于0.5%,2級皮帶秤不大于1%??梢?,在選擇皮帶秤時,不能單純追求高準確度,而是要在保證一定準確度的基礎上,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影響計量精度。日常工作中,皮帶秤的自身誤差主要表現(xiàn)為皮帶負荷測量誤差、皮帶速度測量誤差、儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計算誤差這三個方面[1]。
(1)皮帶負荷測量誤差。皮帶負荷測量誤差主要有稱量機構誤差、傳感器精度等級、荷重信號的放大與傳輸誤差等。稱量機構誤差主要由生產(chǎn)商采用的機構樣式、物理材質(zhì)、加工水平等決定,這一誤差對皮帶秤計量精度的影響較大。
(2)皮帶速度測量誤差。皮帶速度測量誤差主要是測速脈沖在觸發(fā)計數(shù)器和測速脈沖傳輸時產(chǎn)生的誤差。市面上的皮帶秤測速裝置一般采用速度傳感器來測速,速度傳感器通過讀取被測軸每轉(zhuǎn)一周時光電變換器輸出的脈沖信號數(shù)量來計算被測軸轉(zhuǎn)速。這一誤差通過硬、軟件處理,可實現(xiàn)脈沖計數(shù)誤差小于0.05%。另外一種測速方法是通過測速編碼器測速,測速編碼器在可動軸旋轉(zhuǎn)時會輸出脈沖,可編程序控制器或計數(shù)器收到脈沖后,會根據(jù)單位時間內(nèi)收到的脈沖總量計算可動軸的轉(zhuǎn)速。測速編碼器的誤差通常小于0.1%。無論采用哪種方式來測速,皮帶速度的測量誤差一般不會大于0.1%。即使皮帶機在低速運轉(zhuǎn)時,誤差也會維持在0.3%以下。
(3)儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計算誤差。儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計算誤差包括數(shù)字信號與模擬信號之間轉(zhuǎn)換的誤差、儀表計量測算時出現(xiàn)的誤差,現(xiàn)行儀表的數(shù)模轉(zhuǎn)換與計算誤差一般小于0.01%。
3其它因素對精度的影響
除了皮帶秤自身因素對皮帶秤計量精度會產(chǎn)生影響外,皮帶秤安裝質(zhì)量、皮帶張力、煤料不穩(wěn)定、維護保養(yǎng)、標定等也都會對計量精度產(chǎn)生影響[2]。
3.1皮帶秤安裝質(zhì)量
皮帶秤的安裝基礎必須牢固,安裝地點應盡量遠離振動較大的區(qū)域,因為皮帶秤是對振動相當敏感的設備,必須與產(chǎn)生振動的設備隔離,以減小振動對計量精度的影響[3],提高穩(wěn)定性。皮帶秤的安裝應盡量水平,皮帶機傾角不能大于15°[4]。
皮帶秤的安裝地點還應盡可能考慮計量過程的流暢,減少物料轉(zhuǎn)換、位移等過程,以避免中間環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的計量誤差。當在皮帶秤附近施工時,要注意保護皮帶秤的傳感器。當皮帶秤安裝在戶外時,最好給皮帶秤加裝防護罩,以減小雨、雪、大風等外部惡劣環(huán)境因素對皮帶秤的影響。
3.2皮帶張力
皮帶秤在運行計量時,煤料的重力會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,但是當皮帶上有煤料時就會產(chǎn)生豎直的作用力,該豎直力會影響煤料傳到皮帶上的重力。此外,皮帶張力還會隨著皮帶與煤料的運動而變化。理論上張力可以給予校準和補償,但張力的補償難度大、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,盡量減小該因素對計量精度的影響。
3.3煤料不穩(wěn)定
煤料離開給料點后,處于不穩(wěn)定狀態(tài),需要經(jīng)過一段時間的緩沖才能穩(wěn)定下來[6]。由于煤料的不穩(wěn)定,會導致煤料的計量質(zhì)量不準,因此需要在煤料離開給料點之后預留出一段皮帶,從而使煤料停止不穩(wěn)定狀態(tài),并進一步穩(wěn)定下來。煤炭輸送皮帶的設計帶速一般為4.7m/s左右,因為皮帶速度越快,煤料越不穩(wěn)定,所以緩沖帶的皮帶長度要盡可能長,這樣才能減小煤料不穩(wěn)定對計量精度的影響[7-8]。
3.4維修保養(yǎng)
皮帶秤后期的維修保養(yǎng)至關重要,要保持煤炭皮帶秤計量精度的長期準確,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,以保持皮帶運行軌跡長期穩(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,而不是連同黏結在稱架上的煤料一起稱重。五要及時清除黏結在皮帶上的煤料,皮帶內(nèi)外側應設有刮料清掃裝置。六要定期更換皮帶,皮帶長期運行會導致其張力發(fā)生變化。七要在皮帶附近作業(yè)時,注意保護皮帶秤傳感器,以免破壞皮帶秤傳感器。八要定期調(diào)節(jié)皮帶秤零點,定期對皮帶秤掛碼標定。
3.5標定
皮帶秤的標定質(zhì)量對其計量精度有重要影響,常用的皮帶秤標定方式有四種:掛碼標定、鏈碼標定、實物標定和電子標定。所有標定方式都是為了確保皮帶秤的計量精度,保證煤料稱重的準確性。其中,掛碼標定、鏈碼標定是煤料皮帶秤標定的兩種較常用的標定方式[10]。實物標定雖然精確度相對較高,但標定投入成本太大,涉及到實物處置問題,除非特殊要求,一般不使用實物標定。掛碼標定時,皮帶機空載運行一段時間,然后進行調(diào)零工作。調(diào)零結束后,再使皮帶機停止運行,將砝碼放置在專用的砝碼盤上進行標定。鏈碼標定裝置包含
在皮帶秤標定過程中,有幾點需要注意的事項。
(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,必須在標定前先使皮帶運行一段時間。
(3)為避免水汽蒸發(fā)影響皮帶秤計量精度,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。
以上所述事項在標定時都會對皮帶秤的計量精度產(chǎn)生影響,因此使用皮帶秤時,需要根據(jù)實際情況,選擇合適的標定方式。
4結論
綜上所述,皮帶秤的計量精度是由多個因素共同決定的。由于皮帶秤自身的準確度對計量精度影響較小,因此計量精度更多是受安裝、調(diào)試、維修、保養(yǎng)等因素影響??梢?,皮帶秤計量精度的精準及穩(wěn)定,離不開生產(chǎn)單位生產(chǎn)工藝及制造水平的提高,離不開安裝人員的合理安裝及正確調(diào)試,也離不開一支保障有力的專業(yè)技術服務團隊。
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