影響重力式自動裝料衡器準(zhǔn)確度的因素分析

薛 飛

（鞍山市檢驗(yàn)檢測認(rèn)證中心，遼寧 鞍山 114000）

1 重力式自動裝料衡器的應(yīng)用分析

在工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)流程中，配料的生產(chǎn)環(huán)節(jié)是極為重要的。在配料生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，重力式自動裝料系統(tǒng)能夠促使這項(xiàng)環(huán)節(jié)得到極大便利，該項(xiàng)系統(tǒng)是通過自動稱量來使得配料生產(chǎn)趨向于標(biāo)準(zhǔn)化，同時配料稱量的效率也更高，為了使得這項(xiàng)系統(tǒng)的工作精度更高，應(yīng)該對其進(jìn)行精度調(diào)試，這是推動我國工業(yè)水平發(fā)展的重要舉措，能夠?qū)崿F(xiàn)重力式自動裝料系統(tǒng)的商業(yè)價(jià)值[1]。

在我國，重力式自動裝料衡器被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，在冶煉行業(yè)、醫(yī)療藥品行業(yè)、玻璃制造行業(yè)、電力行業(yè)以及食品行業(yè)等都能夠看到這種機(jī)械的身影。其中最為典型的應(yīng)用場景就是在冶煉工業(yè)中的應(yīng)用。一般企業(yè)會大量利用重力式自動裝料衡器對散裝的物料進(jìn)行定量稱量，然后進(jìn)行包裝作業(yè)，這種智能化的生產(chǎn)方式使得裝料時間大幅縮短，裝料工作環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率也因此得到提升。重力式自動裝料衡器的使用流程主要是，通過快速地將物料填入進(jìn)衡量裝置中，對衡量裝置中的物料進(jìn)行稱量，當(dāng)物料的重量達(dá)到額定值時，重力式自動裝料衡器系統(tǒng)就會自動關(guān)閉，這樣在衡量裝置中的物料質(zhì)量剛好能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)所需。然后該項(xiàng)系統(tǒng)會根據(jù)物料的重量來預(yù)估下一輪物料填裝的時間間隔，并以這個時間間隔為周期進(jìn)行周而復(fù)始的運(yùn)作。在每一個周期完成后，物料操作人員能夠通過重力式自動裝料衡器的指示將物料導(dǎo)入到指定容器中，然后開始下一階段的物料稱量。

2 影響重力式自動裝料衡器精準(zhǔn)度的幾個因素

2.1 稱重傳感器以及稱重顯示器出現(xiàn)誤差

稱重傳感器和稱重顯示器所產(chǎn)生的誤差是重力式自動裝料衡器精準(zhǔn)度的一般影響因素，目前針對這方面的誤差記錄較多，因此對于這種誤差的論述已經(jīng)相當(dāng)豐富。在實(shí)際情況中，為了盡量減少誤差，在重力式自動裝料衡器的使用過程中需要選擇穩(wěn)定性較高、精度較高的稱重傳感器和稱重顯示器[2]。

2.2 傳感器安裝造成的影響

在進(jìn)行傳感器安裝的過程中，傳感器的安裝不良同樣會導(dǎo)致重力式自動裝料衡器系統(tǒng)出現(xiàn)功能性問題。這種問題主要體現(xiàn)在傳感器的重復(fù)工作中，因其線型功能受損，從而導(dǎo)致在重力式自動裝料衡器周期反復(fù)工作時裝卸的數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失。例如在重力式自動裝料衡器卸載后，其傳感器顯示數(shù)據(jù)不歸零現(xiàn)象就是這種功能受損導(dǎo)致的，相關(guān)工作人員應(yīng)該對這種現(xiàn)象予以足夠的重視，要保證稱重傳感器在協(xié)同工作中所有的數(shù)據(jù)輸出類型保持一致，這樣就能夠降低稱重傳感器故障發(fā)生的概率。

2.3 對外界環(huán)境造成的影響

對外界環(huán)境造成影響的主要因素在于承重力受力點(diǎn)出現(xiàn)問題，這種情況的出現(xiàn)會導(dǎo)致承重力受力點(diǎn)的復(fù)位工程出現(xiàn)問題，因此應(yīng)該對受力點(diǎn)的壓頭進(jìn)行強(qiáng)化，可以使用硬化塑料對受力點(diǎn)進(jìn)行包裝，然后將傳感器的信號線設(shè)置為屏蔽線，將屏蔽線接地，這樣就能夠減少外部環(huán)境對重力式自動裝料衡器稱量裝置的精準(zhǔn)度影響，能夠屏蔽大量的電磁干擾信號，避免因電磁干擾造成的誤差問題。

2.4 砝碼或者物料影響精準(zhǔn)度

在測定和校驗(yàn)計(jì)量部分時所選取的砝碼或者物料，并不能夠保證整個重力式自動裝料衡器系統(tǒng)的運(yùn)行精度。在短時間內(nèi)進(jìn)行重復(fù)稱量的結(jié)果也不具備代表性，這就導(dǎo)致抽樣法和重復(fù)測量法都無法應(yīng)對這種精準(zhǔn)度故障。因此，系統(tǒng)開啟工作后進(jìn)行檢定工作是十分重要的工作環(huán)節(jié)。

3 重力式自動裝料衡器檢定方式

想要提高重力式自動裝料衡器的系統(tǒng)精準(zhǔn)度，就需要對其精準(zhǔn)度進(jìn)行定期檢驗(yàn)，以此來判斷精度是否符合相關(guān)需要的標(biāo)準(zhǔn)。在對物料進(jìn)行實(shí)際檢定的過程中，通常會使用到兩種方法對重力式自動裝料衡器的精準(zhǔn)度進(jìn)行檢測，分別是分離式物料檢定法和物料集成檢定法。

3.1 分離物料檢定法

分離物料檢定法主要是指將控制衡器進(jìn)行分離的物料檢測方式，這種方式主要是通過測量裝料質(zhì)量的真值來判斷重力式自動裝料衡器的額定真值。通過控制衡器的反復(fù)利用，其測量的平均值就是裝料質(zhì)量的真值。在確定了物料的真值后，需要根據(jù)相關(guān)誤差判斷法來統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果，然后將計(jì)算結(jié)果和國家相關(guān)等級標(biāo)準(zhǔn)制度的額定值做比較，如果符合，那么重力式自動裝料衡器就能夠達(dá)到使用精度要求[3]。

3.2 集成檢定法

集成檢定法是使用被測裝料衡器的自有裝置確定裝料質(zhì)量的約定真值。集成檢定法應(yīng)使用被測裝料衡器的下述裝置之一實(shí)施：一種是專門設(shè)計(jì)的指示裝置；另一種是可用標(biāo)準(zhǔn)砝碼確定化整誤差的指示裝置。在物料檢定的每個裝料周期內(nèi)，裝料衡器在裝料之后和卸料之后應(yīng)中斷自動運(yùn)行，以進(jìn)行靜態(tài)稱量[4]。

4 提高重力式自動裝料衡器系統(tǒng)精度的措施

在日常使用重力式自動裝料衡器的過程中需要注意方式方法，應(yīng)該注重其操作并完全按照說明書上的操作規(guī)程進(jìn)行，同時應(yīng)該規(guī)范其維護(hù)步驟，這樣才能夠保障重力式自動裝料衡器的系統(tǒng)精度，同時使得其工作的精準(zhǔn)度不受影響，這樣才能夠讓該系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.1 使用前的檢查和維護(hù)工作

要想使得重力式自動裝料衡器系統(tǒng)能夠始終維持高精準(zhǔn)度，需要在使用前對其進(jìn)行檢查，在使用后對其進(jìn)行維護(hù)，其檢查和維護(hù)工作主要可以從幾個方面入手。首先應(yīng)該保障重力式自動裝料衡器的機(jī)身清潔順暢，然后要排除電路以及氣路的故障問題。檢修維護(hù)的相關(guān)技術(shù)人員要按照工作流程嚴(yán)謹(jǐn)?shù)夭僮?，最后通過前文提到過的幾種方法來系統(tǒng)地排查重力式自動裝料衡器中出現(xiàn)的問題，檢驗(yàn)其精確度，以此來消除影響裝料衡器系統(tǒng)的精準(zhǔn)度問題以及其它的衍生問題。

4.2 定期對系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)

應(yīng)該按照國家相關(guān)的檢定規(guī)程對重力式自動裝料衡器系統(tǒng)進(jìn)行定期檢定工作，其檢定和校準(zhǔn)工作是日常維護(hù)工作的重要環(huán)節(jié)，同時也是保障重力式自動裝料衡器系統(tǒng)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的主要方式。在動態(tài)情況下實(shí)現(xiàn)對物料的稱量主要在于校驗(yàn)設(shè)備，校驗(yàn)設(shè)備的精準(zhǔn)性能夠直接影響到校驗(yàn)系統(tǒng)的真實(shí)數(shù)值。在動態(tài)校驗(yàn)中，需要根據(jù)規(guī)定為校驗(yàn)工作配備一定數(shù)量的校準(zhǔn)砝碼，這些校準(zhǔn)砝碼需要通過精準(zhǔn)度測定，這樣才能夠確保動態(tài)校驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，然后對重力式自動裝料衡器系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)校準(zhǔn)。

還有另外一種方式為靜態(tài)校準(zhǔn)，靜態(tài)校準(zhǔn)就是在重力式自動裝料衡器系統(tǒng)停轉(zhuǎn)時對該系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，一般情況下，靜態(tài)校準(zhǔn)的精確值更高，但是這種方式存在限制條件，就是必須要在重力式自動裝料系統(tǒng)不工作時才能夠完成校驗(yàn)，因此靜態(tài)校準(zhǔn)一般是在工廠的物料停運(yùn)時才能夠使用。

對于需要長期運(yùn)轉(zhuǎn)的重力式自動裝料衡器系統(tǒng)可以使用動態(tài)校準(zhǔn)進(jìn)行測試，如果發(fā)現(xiàn)動態(tài)校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)失準(zhǔn)現(xiàn)象，那么就需要立即停止校準(zhǔn)工作，并將靜態(tài)校準(zhǔn)相關(guān)設(shè)備送往計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新調(diào)試。值得注意的是，裝料衡器在通常使用條件下，其計(jì)量器具標(biāo)識應(yīng)當(dāng)是牢固可靠的，其尺寸、形狀能保證清晰易讀。這些計(jì)量器具標(biāo)識應(yīng)集中在裝料衡器的醒目位置，可安放在裝料衡器的銘牌上，也可在裝料衡器的秤體上。若標(biāo)識在銘牌上時，應(yīng)能對銘牌加封；若標(biāo)識在裝料衡器秤體上時，應(yīng)是不損壞就不能抹除[5]。

4.3 校驗(yàn)工作

如表1 所示自動裝料衡器存在最大允許偏差，當(dāng)超過最大允許偏差時需要立即對其進(jìn)行校驗(yàn)，同時日常運(yùn)行中也應(yīng)該按照國家相關(guān)的檢定規(guī)程對重力式自動裝料衡器系統(tǒng)進(jìn)行定期檢定工作，其檢定和校準(zhǔn)工作是日常維護(hù)工作的重要環(huán)節(jié)，同時也是保障重力式自動裝料衡器系統(tǒng)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的主要方式。檢定應(yīng)由相應(yīng)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)在裝料衡器的安裝現(xiàn)場進(jìn)行。無論是以檢定為目的還是實(shí)際使用，裝料衡器的自動稱量運(yùn)行都應(yīng)是相同的。

表1 最大允許偏差

要保證檢定工作可靠且方便地進(jìn)行，而不必改變正常的運(yùn)行狀態(tài)。相應(yīng)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)應(yīng)以盡量避免不必要的物力投入的方式進(jìn)行檢定。為了進(jìn)行檢定，計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)可要求申請人提供一定量的物料、搬運(yùn)設(shè)備和相關(guān)的人員。

在動態(tài)情況下實(shí)現(xiàn)對物料的稱量主要在于校驗(yàn)設(shè)備，物料檢定的精準(zhǔn)性能夠直接影響到檢定系統(tǒng)的真實(shí)數(shù)值，在物料檢定中，需要根據(jù)規(guī)定為檢定工作配備一定數(shù)量的校準(zhǔn)砝碼，這些校準(zhǔn)砝碼需要通過精準(zhǔn)度測定，這樣才能夠確保物料檢定數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。然后對重力式自動裝料衡器系統(tǒng)進(jìn)行物料檢定，物料檢定的方式有以下步驟：

（1）對于不固定且配有水平指示器的裝料衡器，應(yīng)將裝料衡器調(diào)至水平。（2）按照要求設(shè)置被檢裝料衡器。（3）選擇一個預(yù)設(shè)裝料質(zhì)量，如果載荷質(zhì)量與裝料質(zhì)量不一致的話，應(yīng)設(shè)置載荷值，并記錄指示的預(yù)設(shè)值。（4）按照規(guī)定，運(yùn)行裝料衡器輸出一定數(shù)量的裝料。（5）稱量所有的裝料。（6）計(jì)算所有裝料的平均值與裝料預(yù)設(shè)值的誤差。（7）計(jì)算每一裝料與所有裝料平均值的偏差。

4.4 裝料質(zhì)量的測定與計(jì)算

（1）單次裝料質(zhì)量的測定。單次裝料質(zhì)量的測定應(yīng)采用規(guī)定的方法之一。（2）預(yù)設(shè)值：應(yīng)記錄裝料衡器指示的裝料預(yù)設(shè)值Fp。（3）裝料質(zhì)量和平均值：每一個裝料都應(yīng)在控制衡器上進(jìn)行稱量，得出裝料質(zhì)量F，其結(jié)果應(yīng)視為裝料的約定真值。記錄所有裝料的約定真值，并計(jì)算這一裝料預(yù)設(shè)值下所有裝料的平均值。（4）自動稱量的偏差。用于確定是否滿足規(guī)定的每次裝料的稱量偏差，應(yīng)是裝料質(zhì)量的約定真值與這一裝料預(yù)設(shè)值下的所有裝料平均值之差。

4.5 顆粒質(zhì)量修正

在物料檢定中，當(dāng)參考顆粒質(zhì)量超過使用中檢查最大允許偏差的0.1 倍時，最大允許偏差應(yīng)是從表1 中得出的數(shù)值再加上1.5 倍的參考顆粒質(zhì)量。但是，最大允許偏差的最大值不應(yīng)超過等級指定因子（X）乘以9%。此外要注意的是：顆粒質(zhì)量修正僅適用于裝料衡器的檢定，不適用于預(yù)包裝商品凈含量的應(yīng)用。對于顆粒質(zhì)量較大的物品，建議使用組合（選擇組合）衡器。對可預(yù)設(shè)裝料質(zhì)量的裝料衡器，裝料預(yù)設(shè)值與裝料的平均質(zhì)量之差，不應(yīng)超過規(guī)定使用檢查中每次裝料與所有裝料平均值間的最大允許偏差[6]。

5 減少使用中影響控制精準(zhǔn)度的因素

在整個重力式自動裝料衡器的運(yùn)行過程中，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)屬于動力性的機(jī)械行為，機(jī)器的零部件之間發(fā)生摩擦現(xiàn)象不可避免，零部件之間的摩擦必然會導(dǎo)致機(jī)械發(fā)生一定輕微振動，這就對稱重顯示器的判斷造成一定程度上的影響，稱重顯示器不夠精準(zhǔn)也存在系統(tǒng)自動運(yùn)行過程中的一些機(jī)械運(yùn)行因素。為了減少零部件之間摩擦振動對稱重顯示器造成的影響，可以優(yōu)化重力式自動裝料衡器內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)，以此來控制振動振幅。可以提高稱重傳感器安裝時的安裝平面，使得安裝平面略高于計(jì)量斗的重心，這樣就能夠減少接觸面，從而使得因摩擦而產(chǎn)生的振動現(xiàn)象減少。還可以選擇緩沖面較寬或者緩沖效果較好的輸送機(jī)，例如皮帶輸送機(jī)或者螺旋給料機(jī)等，這樣同樣也能減少因?yàn)槟Σ琳駝訉ΨQ重顯示器數(shù)值精準(zhǔn)性差異帶來的損害。

6 結(jié)語

綜上所述，通過對重力式自動裝料衡器的實(shí)際應(yīng)用、檢定方式、數(shù)值精準(zhǔn)度影響因素的分析，可以綜合總結(jié)出一套完整的提高該裝置精準(zhǔn)度的方法。在各種應(yīng)用到重力式自動裝料衡器系統(tǒng)的企業(yè)生產(chǎn)中，工作人員首先應(yīng)該正確地使用這種裝置系統(tǒng)，然后掌握其檢測、校驗(yàn)技術(shù)，時刻維護(hù)好整個系統(tǒng)的精準(zhǔn)度，以此來保障重力式自動裝料衡器計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這樣才能夠充分發(fā)揮該裝置的作用，為企業(yè)的發(fā)展提供幫助。