淺談電子皮帶秤的貿(mào)易計(jì)量及檢驗(yàn)
【摘 要】
在我國(guó)電子皮帶秤已廣泛用于工業(yè)散料的工藝配料和計(jì)量考核，但作為貿(mào)易計(jì)量和檢驗(yàn)還存在較多的問(wèn)題，本文將針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行探討。
【關(guān)鍵詞】
電子皮帶秤 貿(mào)易計(jì)量 檢驗(yàn) 秤架 二次儀表
An Introduction To Electronic Belt Scale Trade Measure And Calibration
Xu Housheng
SMMARY：In our county, electronic belt scale has been widely used in industry production and measure
evaluation, but as trade measure and calibration it has large room for improvement,So we will discussed
these problems in this articles
KEY WORDS：Electronic Belt Scale, Trade Measure, Calibration, Load Receptor, Instrument.
1、概 述
皮帶秤的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)影響因素較多，諸如皮帶的速度、跑偏、皮帶的彈性模量隨溫度和使用時(shí)間
的變化、稱重段及其前后的托輥組的運(yùn)行狀況、秤架的結(jié)構(gòu)及安裝調(diào)試工藝，以及皮帶秤的檢驗(yàn)方
法、維護(hù)管理等等，都對(duì)皮帶秤的準(zhǔn)確度產(chǎn)生不同程度的影響。因此，一些電子皮帶秤（也包括進(jìn)
口秤）在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中還是達(dá)不到生產(chǎn)廠家所保證的準(zhǔn)確度[1]。
特別是電子皮帶秤作為貿(mào)易計(jì)量和電子皮帶秤的檢驗(yàn)方法還存在較多的問(wèn)題，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比
還存在一定的差距，在第三世界國(guó)家電子皮帶秤作為貿(mào)易計(jì)量還沒(méi)被法制計(jì)量組織（OIML）認(rèn)可。因此，要設(shè)計(jì)出符合國(guó)情和各種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的電子皮帶秤，對(duì)制造廠家來(lái)說(shuō)既是責(zé)任又是商機(jī)。
2、電子皮帶秤貿(mào)易計(jì)量存在的主要問(wèn)題
2.1 國(guó)內(nèi)皮帶輸送機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的制定沒(méi)有考慮到計(jì)量的技術(shù)要求，如稱重段及其前后的托輥組的
運(yùn)行狀況、皮帶的張力變化、秤架安裝點(diǎn)的工藝環(huán)境等；
2.2電子皮帶秤的檢驗(yàn)方法（90%以上用戶沒(méi)有條件做實(shí)物檢驗(yàn)，模擬載荷又無(wú)法找出與實(shí)物
的對(duì)應(yīng)關(guān)系）；
2.3 料流的變化對(duì)動(dòng)態(tài)線性的影響，（即使可利用二次儀表的多點(diǎn)線性校正功能來(lái)修正，也難以提供多種重復(fù)料流的標(biāo)準(zhǔn)量）；
2.4電子皮帶秤在運(yùn)行的過(guò)程中計(jì)量是否準(zhǔn)確，只有通過(guò)事后實(shí)物檢驗(yàn)才能判定；
2.5 電子皮帶秤的管理與維護(hù)（缺少免維護(hù)的設(shè)計(jì)和支持管理、維護(hù)的技術(shù)平臺(tái)）。
3、電子皮帶秤的檢驗(yàn)（校驗(yàn)）存在的主要問(wèn)題
為維護(hù)皮帶秤稱量準(zhǔn)確度，定期對(duì)皮帶秤進(jìn)行檢驗(yàn)，目前國(guó)內(nèi)外的檢驗(yàn)方法有二種：
實(shí)物校驗(yàn)（用靜態(tài)稱量實(shí)物的結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)皮帶秤）；模擬載荷裝置校驗(yàn)（采用掛碼校驗(yàn)、小車(chē)碼檢驗(yàn)、滾動(dòng)鏈碼檢驗(yàn)、循環(huán)鏈碼檢驗(yàn)等方法來(lái)模擬實(shí)物檢驗(yàn)皮帶秤）。盡管實(shí)物檢驗(yàn)是置信度的方法，但實(shí)物檢驗(yàn)投資較大，并存在檢驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)力、物料多次等諸多問(wèn)題，特別是90%的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法滿足實(shí)物檢驗(yàn)的工藝條件（經(jīng)調(diào)查，火電系統(tǒng)前些年一直使用料斗秤實(shí)物檢驗(yàn)系統(tǒng)，但這些年大部分采用循環(huán)鏈碼檢驗(yàn)）。而模擬載荷檢驗(yàn)都是在空皮帶的狀況下進(jìn)行，只能模擬皮帶機(jī)整個(gè)輸送面上某一段實(shí)物輸送狀態(tài)，產(chǎn)生不了實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中皮帶機(jī)整個(gè)輸送面上布滿物料時(shí)那么大的皮帶張力和張力的變化，因此模擬載荷檢驗(yàn)與實(shí)物檢驗(yàn)相比較，仍存在誤差（準(zhǔn)確度為 2%～10%），特別是每條皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行狀況各有不同，無(wú)法求出與實(shí)物檢驗(yàn)之間的固定關(guān)系，因此每臺(tái)皮帶秤采用實(shí)物檢驗(yàn)合格后，用模擬載荷檢驗(yàn)裝置與其進(jìn)行比對(duì)檢驗(yàn)修正才能使用，但皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行狀況發(fā)生變化后，還是要做實(shí)物檢驗(yàn)。
4、解決上述問(wèn)題的探討
4.1 安裝的技術(shù)條件
目前大部分制造商所提供的秤架都是利用現(xiàn)場(chǎng)皮帶輸送機(jī)上的托輥架和托輥、作為按輸送技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的托輥組屬“鉚焊件”，其托輥架“鉚焊”的形位誤差遠(yuǎn)大于±1.0mm，托輥的軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)遠(yuǎn)大于 0.5mm、0.2mm，而作為高準(zhǔn)確度的電子皮帶秤這些技術(shù)指標(biāo)要達(dá)到，因此，制造商提供整個(gè)稱量段上以及其前后至少三組符合技術(shù)要求的托輥組，使得所提供托輥組組成的輸送面盡可能在一個(gè)平面上。另外秤架安裝點(diǎn)的工藝環(huán)境要符合要求（詳見(jiàn)《如何選擇電子皮帶秤的安裝位置》一文）[2]
。
4.2 ICS-PJZ 電子皮帶秤計(jì)量、檢驗(yàn)集成系統(tǒng)
4.2.1 基本原理
在一臺(tái)皮帶機(jī)上安裝兩臺(tái)性能相同的皮帶秤，并將兩臺(tái)秤誤差調(diào)在相同范圍，在其中一臺(tái)秤中
自動(dòng)分布（加入）標(biāo)準(zhǔn)載荷，正常輸送、稱重物料后將兩臺(tái)秤的稱重結(jié)果相減，將相減結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)
載荷的實(shí)際量比較，得到對(duì)應(yīng)關(guān)系，達(dá)到對(duì)皮帶秤校驗(yàn)的目的。
K =
，
M Q
/Q
M ————
校驗(yàn)系數(shù)
其中：Q，
M —— 標(biāo)準(zhǔn)載荷累計(jì)的顯示值；
Q T
M =∫
0 G V d(t) —— 標(biāo)準(zhǔn)載荷累計(jì)的計(jì)算值
其中：T —— 皮帶運(yùn)行整數(shù)圈的時(shí)間；V —— 皮帶運(yùn)行速度
稱重科技 2008·青島
G=K
f
*∑M(L-b)/L
2 —— 標(biāo)準(zhǔn)載荷的分布與皮帶上物料的分布關(guān)系
其中：Kf —— 分布系數(shù)；G —— 皮帶上物料的分布kg/m；
M —— 標(biāo)準(zhǔn)載荷的質(zhì)量 kg；L —— 托輥間距 m；
B —— 標(biāo)準(zhǔn)載荷的分布點(diǎn)與計(jì)量托輥沿輸送方向的距離 m；
4.2.2
技術(shù)路線（略）
4.2.3
主要技術(shù)指標(biāo)：
標(biāo)準(zhǔn)載荷準(zhǔn)確度≤0.05% 累計(jì)器準(zhǔn)確度≤0.02%
系統(tǒng)準(zhǔn)確度 系統(tǒng)重復(fù)性
被校驗(yàn)皮帶秤 累計(jì)載荷質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)（%） 額定載荷質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)（%）
準(zhǔn)確度等級(jí)
檢定 使用中檢驗(yàn) 檢定 使用中檢驗(yàn)
0.5 0.25 0.5 0.1 0.15
1 0.5 1.0 0.2 0.3
2 1.0 2.0 0.3 0.6
4.2.4
技術(shù)特點(diǎn)分析
① 建立了標(biāo)準(zhǔn)載荷的分布與實(shí)際載荷分布對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型：
由于標(biāo)準(zhǔn)載荷是恒定疊加在正常輸送的物料中，并利用兩臺(tái)秤整數(shù)圈累計(jì)量相減的方法獲取標(biāo)準(zhǔn)載荷在系統(tǒng)校準(zhǔn)前的整數(shù)圈累計(jì)量，因此它不同于任何一種模擬載荷檢驗(yàn)的方法，同時(shí)還運(yùn)用Pro/E、CAE等技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)、模態(tài)、多柔體多彈性體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等理論分析，研究標(biāo)準(zhǔn)載荷的布置方法，建立標(biāo)準(zhǔn)載荷的分布與實(shí)際載荷分布對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型：G=K*∑M (L-b)/L
2 對(duì)檢驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行修正。
② 校驗(yàn)方法：
提供一種皮帶秤在線校驗(yàn)方法，在皮帶輸送機(jī)正常輸送、計(jì)量物料的過(guò)程中進(jìn)行，（不需要停產(chǎn)校驗(yàn)、不受安裝條件限制）達(dá)到實(shí)物校驗(yàn)的目的；
③ 避免了皮帶張力等因素對(duì)計(jì)量、校驗(yàn)的影響：
在同一臺(tái)皮帶機(jī)上安裝兩臺(tái)性能相同的皮帶秤，在皮帶輸送物料時(shí)兩臺(tái)秤所受皮帶張力等因素的影響相同，因此可相互抵消；
④ 多種成熟技術(shù)的集成：
涉及計(jì)算機(jī)建模、過(guò)程控制、信號(hào)檢測(cè)、傳感、通訊等成熟技術(shù)，集成了電子皮帶秤、工業(yè) PC、PLC、工業(yè)測(cè)控軟件等成熟產(chǎn)品；
⑤ 準(zhǔn)確度高、造價(jià)低、簡(jiǎn)單、可靠：
與現(xiàn)有技術(shù)相比，準(zhǔn)確度從 2%～10%提高到 0.25%～2.0；不僅如此 %，只要能安裝皮帶秤的現(xiàn)場(chǎng)條件都可以安裝本系統(tǒng)，并且操作、維護(hù)十分簡(jiǎn)單；
4.3 解決料流的變化對(duì)動(dòng)態(tài)線性的影響
利用“ICS-PJZ 電子皮帶秤計(jì)量、檢驗(yàn)集成系統(tǒng)”的功能，在正常輸送物料的同時(shí)可非常方便的提供多種重復(fù)料流的標(biāo)準(zhǔn)量：在正常料流的狀態(tài)下將兩臺(tái)秤校準(zhǔn)，當(dāng)輸送機(jī)改變輸送量時(shí)，兩臺(tái)秤的動(dòng)態(tài)線性誤差應(yīng)該相同，此時(shí)用儀表多點(diǎn)線性校正功能很容易解決。
4.4 解決電子皮帶秤在運(yùn)行的過(guò)程中的準(zhǔn)確度
利用“ICS-PJZ 電子皮帶秤計(jì)量、檢驗(yàn)集成系統(tǒng)”的功能，在運(yùn)行的過(guò)程中，利用兩臺(tái)秤預(yù)先設(shè)定的相對(duì)誤差報(bào)警值，可非常容易地判定系統(tǒng)是否超差，并可隨時(shí)在線檢驗(yàn)、調(diào)整。
4.5 提供免維護(hù)秤架及“傻瓜”型儀表
為適應(yīng)國(guó)情和各種工藝環(huán)境，采用免維護(hù)的設(shè)計(jì)和提供管理、維護(hù)的技術(shù)平臺(tái)，是用好電子皮帶秤的重要環(huán)節(jié)
4.5.1 秤架
選用懸浮式秤架結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)懸浮式不同的是：取消秤體限位裝置、“抵消輸送方向分力的影響”，其特點(diǎn)是稱重托輥組直接與稱重傳感器相連，秤架部分是“四無(wú)”，即無(wú)杠桿、無(wú)支點(diǎn)、無(wú)平衡重，類似靜態(tài)稱重的稱重平臺(tái)，同時(shí)也是免維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院方原柏教授曾采用響應(yīng)特性曲線分析方法對(duì)多種秤架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，結(jié)論是懸浮式秤架特性優(yōu)于其它各種結(jié)構(gòu)形式的秤架。比如拉姆齊（RAMSEY）公司同有四組稱量托輥的秤架中，17 型雙杠桿式準(zhǔn)確度指標(biāo)為 0.25%，而 14 型懸浮式準(zhǔn)確度指標(biāo)為 0.125%，并聲稱有計(jì)量性能，且獲得NTEP型式認(rèn)證及OIML、EEC 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。
4.5.2 “傻瓜”型儀表
皮帶秤的使用，離不開(kāi)用戶的管理，“傻瓜”型儀表（全漢字、人性化的操作系統(tǒng)，四鍵操作）降低了對(duì)用戶的使用要求，同時(shí)“兩臺(tái)儀表預(yù)先設(shè)定的相對(duì)誤差報(bào)警值”等功能，為用戶提供了管理、維護(hù)的技術(shù)平臺(tái)。 |
