失重秤失重秤的工作原理和計(jì)算方法

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1、淺談失重秤的計(jì)量原理和計(jì)算方法山西華澤鋁電有限公司趙亞平王峰（郵編：043300）摘要：本文主要從組成、結(jié)構(gòu)等方面介紹失重秤的工作原理與計(jì)量方法。失重秤是一種具有計(jì)量功能的連續(xù)給料設(shè)備，它是通過在工作時(shí)控制重量損失的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)配料系統(tǒng)具有廣泛應(yīng)用關(guān)鍵詞：失重秤計(jì)量原理在公司碳素成型工藝中，配料系統(tǒng)是一個(gè)十分重要的控制計(jì)量系統(tǒng)，對碳素陽極生產(chǎn)的質(zhì)量、指標(biāo)影響很大，它主要由3臺失重秤和4臺皮帶秤組成（介紹一下名稱X筆者通過對其中3臺失重秤的認(rèn)真學(xué)習(xí)、實(shí)踐和研究，對失重秤有了一些粗淺的理解和認(rèn)識，在此主要對失重秤的計(jì)量原理和計(jì)算方法進(jìn)行簡單介紹，與大家共勉。一、結(jié)構(gòu)組成失重秤一般由

2、進(jìn)料閘門、稱重料斗、攪拌器、出料裝置、機(jī)架、稱重傳感器及計(jì)量控制裝置等主要部分組成。1、進(jìn)料閘門進(jìn)料閘門用于給稱重斗喂料，多采用球閥、蝶閥、閘板閥等，一般主要關(guān)注它的密閉性、開關(guān)靈活性，喂料快速和暢通等性能指標(biāo)。2、稱重料斗稱重料斗是稱重物料的承載體，材料選取要考慮抗蝕耐酸性，其容積按照在最大輸料流量下3分鐘的喂料量選定，喂料時(shí)間應(yīng)占整個(gè)稱重過程的比例最大約為10%3、攪拌器攪拌器主要用于對流動性差的物料進(jìn)行輔助卸料，一般由簡易的帶螺旋葉片或釘齒的破拱臂機(jī)驅(qū)動電機(jī)組成，通過破拱臂的旋轉(zhuǎn)，使易出現(xiàn)起拱和鼠洞的物料能夠順暢地落到出口部位。1進(jìn)料闡門2.稱重料斗3.稱重傳感器4機(jī)架5.攪拌器

3、6出料裝置4、出料裝置出料裝置用于排出稱重斗內(nèi)的散狀物料，根據(jù)輸送物料的特性及使用環(huán)境不同，可采用螺旋給料機(jī)、葉輪給料機(jī)、振動給料機(jī)、帶式給料機(jī)。在多數(shù)應(yīng)用場合，螺旋給料機(jī)比其它的封閉式出料裝置更為優(yōu)越，它既能均勻地輸送物料，也可以防止粉狀物料的飛揚(yáng)與噴射。5、機(jī)架機(jī)架是其它設(shè)備與裝置的支撐體，稱重傳感器安裝在它的上面。6、稱重傳感器稱重傳感器是失重秤的核心稱量部件，多采用堅(jiān)固的高分辨應(yīng)變片傳感器，它將物料的重量信號轉(zhuǎn)化成電信號進(jìn)行輸出。7、計(jì)量控制裝置計(jì)量控制裝置由智能型稱量儀表和自動控制系統(tǒng)組成，用于對給料速率、輸送量等進(jìn)行控制和計(jì)量。另外，失重秤的進(jìn)、出料口一般應(yīng)采用柔性的防塵和

4、氣密封軟連接，以保證儲料倉和后接設(shè)備的連接不妨礙稱重。失重秤的稱重料斗和安裝在其下的可調(diào)節(jié)出料裝置都座落在與機(jī)架固定的稱重傳感器上。二、工作原理1、工作原理如圖，失重秤是通過在工作時(shí)控制重量損失的原理實(shí)現(xiàn)計(jì)量的。首先對出料裝置和稱重料斗進(jìn)行稱重，根據(jù)單位時(shí)間重量的損失，將實(shí)際給料速率與設(shè)定給料速率進(jìn)行比較，從而控制出料裝置，使實(shí)際給料速率始終準(zhǔn)確地符合設(shè)定值，在短時(shí)間內(nèi)加料過程中，出料裝置借助重力，使工作期間存儲的控制信號按容積式原理進(jìn)行工作。Vi載荷譜示意圖2、稱重過程稱重料斗內(nèi)物料的重量通過稱重傳感器轉(zhuǎn)換成電信號輸送給稱量儀表，稱量儀表將計(jì)算出的物料重量與預(yù)先設(shè)定的重量上、下限值進(jìn)

5、行比較和判別，通過PLC控制進(jìn)料閘門，間斷的向稱重料斗內(nèi)喂料。同時(shí)，稱量儀表將計(jì)算出的實(shí)際給料速率（排料流量）與預(yù)先設(shè)定的給料速率進(jìn)行比較，運(yùn)用PID調(diào)節(jié)對出料裝置進(jìn)行控制，使實(shí)際給料速率準(zhǔn)確地跟蹤設(shè)定值。當(dāng)進(jìn)料閘門開啟向稱重斗內(nèi)喂料時(shí)，控制信號鎖定給料速率，進(jìn)行容積式排料，稱量儀表顯示實(shí)際給料速率和排出物料的累計(jì)重量。工作原理圖3、給料速率計(jì)算失重秤的給料速率(排料流量)為單位時(shí)間內(nèi)重量的損失值，理論上表示為：M=dG/dt式中M—給料速率dG-重量的損失值dt一測量周期稱量儀表顯示狀態(tài)下的給料速率可用下式計(jì)算M=n(d±p/(td±te)式中d稱量儀表顯示分度值n顯te分度值變動數(shù)

6、一一稱量儀表內(nèi)部分辨率一測量誤差系數(shù)，通常P=0.6td測量周期te一一計(jì)時(shí)誤差系數(shù)，通常te=0.0014、累計(jì)重量計(jì)算在一個(gè)完整的累計(jì)周期內(nèi)，失重秤排料的累計(jì)重量Qq由兩部分組成，即稱量儀表計(jì)量和存儲的排料重量VA與稱重料斗喂料期間未被計(jì)量的排料重量VDGc

7、=Va+VdVa=(Vh^￡h)-(Vl-￡L)VefMl*tF式中VH—一稱量料斗內(nèi)喂料重量上限值Vd稱量料斗內(nèi)喂料重量下限值￡H重量上限值稱量誤差￡l__重量下限值稱量誤差Ml__喂料期間被鎖定的給料速率tF—一喂料時(shí)間鎖定的給料速率Ml仍由每秒變動K個(gè)重量顯示分度值來表7E:M=K(d±p*di)/(1±te)喂料時(shí)間取

8、決于進(jìn)料閘門的喂料流量M=10MtF=VA/M1個(gè)完整的累計(jì)周期為：te=tF+td平均流量為：M=Gq/tn連續(xù)累計(jì)每個(gè)周期的排料重量，便可計(jì)算出時(shí)間t=0--tn的累計(jì)重量。五、結(jié)束語在其它各類衡器設(shè)備中，往往因物料的粘結(jié)，使稱重傳感器溫度變化引起皮重變化，從而造成系統(tǒng)準(zhǔn)確度下降，但是失重秤克服了這種弊端，它不會因溫度變化降低秤量精度。原因很簡單，失重秤的給料速率測定基于的是重量差而非重量，所以失重秤在散狀物料輸送系統(tǒng)中具有十分廣泛的應(yīng)用前