電子皮帶秤在企業(yè)計量工作中的應(yīng)用

張　停　高秀紅

(1.山東省萊蕪市計量檢定測試所，萊蕪 271199；2.山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，萊蕪 271100)

0　引言

眾所周知，近些年來因世界金融危機，造成鋼鐵行業(yè)市場蕭條，不景氣，向成本要效益已成為眾家求生存的唯一出路，高爐入爐料計量的電子皮帶秤，其精度的高低直接影響著高爐的產(chǎn)出平衡。成為上下工序挖潛效益關(guān)注的焦點。

1　電子皮帶秤概況

1.1　電子皮帶秤的組成

電子皮帶秤由秤架、稱重傳感器、速度傳感器、測速滾筒、接線盒、積算器以及其他附件(如角度補償器等)和連接電纜等組成。

1.2　工作原理

物料通過皮帶秤上方的皮帶時對皮帶有相對的壓力，壓力通過皮帶傳遞： 托輥→秤架→稱重傳感器，稱重傳感器受力變化，其信號電壓mV信號也發(fā)生相應(yīng)的變化，其變化值傳到儀表。速度傳感器產(chǎn)生一系列脈沖信號，脈沖的輸出頻率正比于皮帶的速度。傳輸線路送至儀表，儀表接收到重量信號和速度信號后進(jìn)行轉(zhuǎn)換計算得出瞬時流量值，并對流量過程在時間的積累進(jìn)行累加，得出相應(yīng)累計值。

2　電子皮帶秤的規(guī)范安裝

在確保皮帶秤產(chǎn)品質(zhì)量情況下，正確應(yīng)用和安裝可獲得整個系統(tǒng)穩(wěn)定的計量性能和精度。

2.1　安裝位置的選擇

對于秤框的位置最好安裝在皮帶輸送機的尾輪端，此位置為皮帶輸送機張力變化最小的地方。秤框離落料口的距離：一般情況選擇落料口至秤框3～5m。皮帶輸送機較短或只能安裝在離驅(qū)動輪接近時，必須有2組至3組的過渡托輥以減少皮帶張力的影響。當(dāng)皮帶輸送機托輥槽角為0°或20°時，則必須有2組過渡托輥。皮帶輸送機長度大于25m時，必須采用重力張緊裝置，皮帶輸送機盡量選用柔軟、富有彈性的膠帶，膠帶接頭應(yīng)平整，不得使用金屬搭扣連接。安裝秤框部位的皮帶輸送機結(jié)構(gòu)，必須保證強度，如果剛度不夠，必須進(jìn)行加固。皮帶機的傾角不能過大，以免物料滑落滾動，重復(fù)計量。安裝跑偏導(dǎo)向托輥時，必須要離開秤框5m以上，不宜太近。皮帶輸送機有下凹/上凸時，秤框應(yīng)安裝在遠(yuǎn)離切點至少12m以上，并應(yīng)靠近尾輪端。

2.2　秤框的安裝

依據(jù)安裝總裝配圖規(guī)范進(jìn)行鉆孔、安裝懸框架，注意框架兩縱梁必須平行。秤框上的托輥及相鄰間三組托輥的不同心度要保證在0.5mm以下，并要求轉(zhuǎn)動靈活，不能有卡死或轉(zhuǎn)動卡住的現(xiàn)象。安裝傳感器的兩個主杠桿處于同一水平線上。傳感器安裝必須垂直于主杠桿，調(diào)整懸框繩索的松緊，吊緊繩索必須拉直，受力于中軸線上。按要求將安裝好的托輥組用夾頭定位，添加墊片使秤框上的托輥和左右相鄰三組托輥在同一直線上，與直線垂直的高度誤差在0.4mm以內(nèi)，然后固定。在秤區(qū)域即皮帶輸送機的下皮帶上，安裝速度傳感器，要求速度傳感器與皮帶緊密接觸，無彈跳現(xiàn)象。必要時可安裝壓簧裝置來阻止測速滾筒的跳動。從實際應(yīng)用來看，全懸浮式秤架受其限位的影響其精度及穩(wěn)定性并不優(yōu)于懸臂式秤架，安裝時應(yīng)注重限位拉桿的松緊度要適中，不宜過緊或過松，否則會有分力參與稱重，影響穩(wěn)定性。最好選用萬向軸式拉桿限位。

現(xiàn)場接線必須按照現(xiàn)場接線圖的規(guī)定進(jìn)行，在此不作贅述。檢查全部接線并確定是否牢固、是否短路及檢查對地電阻，注意不要用搖表來檢查現(xiàn)場接線。接點松動、焊接不可靠、有斷路和短路現(xiàn)象以及不按要求接地的情況發(fā)生時，會產(chǎn)生讀數(shù)錯誤及稱重讀數(shù)的不穩(wěn)定。

3　皮帶秤的校準(zhǔn)

3.1　皮帶速度和校驗周期的檢側(cè)

校驗周期一般取皮帶運行整數(shù)圈時間的整數(shù)倍，皮帶速度和校驗周期測量時取多次測量的平均數(shù)，其準(zhǔn)確與否將直接影響著零點和示值的穩(wěn)定性和重復(fù)性。

3.2　去皮校零

先靜態(tài)校零，再動態(tài)校零，依據(jù)兩者系數(shù)的差距，機械調(diào)整秤架，直至兩者系數(shù)差別不大時存儲動態(tài)調(diào)零系數(shù)。將儀表返回稱重狀態(tài)，查看空皮帶是否走數(shù)，適度設(shè)置空跟閥值?？掌Р蛔邤?shù)情況下，閥值愈小愈好。

3.3　量程間隔校準(zhǔn)

電子皮帶秤的間隔校準(zhǔn)有四種方式，即電子校準(zhǔn)、掛碼校準(zhǔn)、鏈碼校準(zhǔn)和實物校準(zhǔn)。在日常檢驗中一般采用后三種校準(zhǔn)模式。掛碼校準(zhǔn)和鏈碼校準(zhǔn)均是一個恒定載荷加載于傳感器上，校準(zhǔn)模式較為理想化，它要求皮帶速度一定要精確，采用不精確的速度計算出來的參考值就會帶來人為誤差。計算公式如下：

理論值(t)=砝碼重量(kg)÷有效稱量段長度(m)×皮帶速度內(nèi)給值(m/s)×校驗周期(s)

其誤差結(jié)果應(yīng)符合下式規(guī)定：

所以它們只用于計量精度要求不高的工藝秤，或在一定的條件下作為計量皮帶秤的穩(wěn)定性的驗證手段。而實物校驗是實現(xiàn)皮帶秤量值傳遞最好的方法。它是指用公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)對皮帶秤所稱重的實物進(jìn)行預(yù)先或通過后的稱重，是國家標(biāo)準(zhǔn)推薦采用的一種校準(zhǔn)模式。皮帶秤的首次檢定必須進(jìn)行物料試驗，物料試驗標(biāo)準(zhǔn)值由控制衡器讀出。所用控制衡器有兩種：一是在線的實物校驗料斗秤裝置，二是離線的電子汽車衡。

若控制衡器是在物料試驗之前檢定的，控制衡器的誤差不大于自動衡器最大允許誤差MPE的1/3即可。若控制衡器只是處于檢定有效期之內(nèi)，控制衡器的誤差應(yīng)不大于自動衡器最大允許誤差MPE的1/5?？刂坪馄鞯臏?zhǔn)確度較高、分度值足夠小、分度數(shù)足夠多，可采用直接讀數(shù)法，直接讀取控制衡器的顯示值作為物料檢定的約定真值W。若認(rèn)為控制衡器分度值不夠小，應(yīng)采用添加小砝碼的方法，即“閃變點”法，獲得控制衡器化整前的示值：P=I+0.5e-△m(I為顯示值；e為檢定分度值；Δm為添加小砝碼量)，將化整前的示值作為物料檢定的約定真值W。如果控制衡器具有1/5～1/10分度值的內(nèi)部顯示，也可采用內(nèi)分辨率法讀取控制衡器的內(nèi)分示值，將控制衡器的內(nèi)分示值作為物料檢定的約定真值W。

物料試驗準(zhǔn)確與否，一定程度上取決于試驗物料噸位大小。試驗載荷應(yīng)不小于下述各值的最大值：1)在最大流量下一小時累計載荷的2％；2)在最大流量下皮帶轉(zhuǎn)動一圈獲得的載荷；3)對應(yīng)表1中相應(yīng)累計分度值數(shù)的載荷。

表1　相應(yīng)等級秤的累計分度值數(shù)的載荷

3.4　校驗方法

1)在確保有足夠的料量基礎(chǔ)上，在送料口加一均料刮板，使得送料量盡量均勻；2)檢查物料流經(jīng)路線確保實驗物料全部通過皮帶秤，流量控制應(yīng)盡量接近常用流量，確保物料全部通過，防止皮帶跑偏，杜絕物料撒、漏，記錄皮帶秤示值；3)依據(jù)儀表功能菜單，打開實物校驗窗口，輸入相關(guān)參數(shù)，開始物料試驗，實驗完畢，將標(biāo)準(zhǔn)值輸入皮帶秤儀表，儀表即可根據(jù)誤差e的大小自動調(diào)整皮帶秤儀表；4)也可在正常稱重狀態(tài)下進(jìn)行，記錄實驗前儀表示值m1，開始物料試驗，物料全部通過，記錄試驗后示值m2，計算皮帶秤示值W′；5)計算累計誤差e：W′=m1-m2，e=(W-W′) /W×100％；6)根據(jù)e的大小調(diào)整皮帶秤儀表；7)填寫校準(zhǔn)記錄，完成校驗誤差折線圖。

誤差的調(diào)整應(yīng)綜合考慮：誤差產(chǎn)生的原因及分布狀態(tài)、突變誤差，查清原因后應(yīng)予以剔除，不作為修正依據(jù)。首次校準(zhǔn)應(yīng)取數(shù)次實驗誤差的平均值予以修正；隨后校準(zhǔn)，應(yīng)兼顧流經(jīng)皮帶秤物料的投入和產(chǎn)出平衡、校驗誤差的歷史數(shù)據(jù)，予以綜合分析后適度修正。

掛碼校準(zhǔn)和鏈碼校準(zhǔn)因無法考慮皮帶張力的影響和速度的瞬間變化，只是在一定的條件下驗證皮帶秤的穩(wěn)定性，一般在實物校驗后周期進(jìn)行。校驗結(jié)果作為秤穩(wěn)定運行的依據(jù)。掛碼校準(zhǔn)和鏈碼校準(zhǔn)應(yīng)在短時間內(nèi)至少重復(fù)進(jìn)行三次，以便對重復(fù)性做出評價。其重復(fù)性應(yīng)滿足下列百分?jǐn)?shù)：對0.5級皮帶秤為0.1％(皮帶秤檢定的MPE為0.25％，使用中的MPE為0.5％)；對1級皮帶秤為0.2％(皮帶秤檢定的MPE為0.5％，使用中的MPE為1.0％)；對2級皮帶秤為0.5％(皮帶秤檢定的MPE為1％，使用中的MPE為2％)。三次試驗結(jié)果的平均值可以有效地預(yù)防或及時發(fā)現(xiàn)該秤在檢定周期內(nèi)所產(chǎn)生的各種故障，以便及時采取相應(yīng)的措施，從而降低使用風(fēng)險，提高稱量結(jié)果的置信水平，也可利用加放不同砝碼量，判斷電子皮帶秤線性誤差是否失真，使皮帶秤動態(tài)計量保證更為有力。

4　皮帶秤的維護(hù)

每天對皮帶秤的秤架清掃一次，防止秤架上積累物料而改變零點引起秤數(shù)不準(zhǔn)。每周兩次對皮帶秤的稱重托輥和測速滾筒進(jìn)行機械檢查維護(hù)，確認(rèn)使用狀態(tài)良好，防止固定螺栓松動，防止托輥和滾筒不靈活轉(zhuǎn)動，及時清除托輥及滾筒粘料。每月潤滑軸承一次。

兩天一次去皮校驗零點；一周進(jìn)行一次掛碼校準(zhǔn)(掛碼量50％最大流量，重復(fù)進(jìn)行三次)；一月一次實物校驗(物料流量為正常傳輸物料流量，進(jìn)行三批物料)。

5　結(jié)束語

通過措施的實施，秤的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性均有了大幅度的提高，實物校驗誤差均控制在±0.5％以內(nèi)，達(dá)到了預(yù)期的效果。

[1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.皮帶秤檢定規(guī)程(JJG195-2002)[S].北京：中國計量出版社，2002

[2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.數(shù)字指示秤檢定規(guī)程(JJG539-97)[S].北京：中國計量出版社，1997

[3]韋夢呈.電子皮帶秤的標(biāo)定方法[J].計量技術(shù)，1987(12)

[4]莫遠(yuǎn)勝.微機電子皮帶秤誤差大的原因分析及改進(jìn)措施[J].計量技術(shù)，2007(4)

[5]施漢謙，宋文敏.電子秤技術(shù)[M].北京：中國計量出版社，1991