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衡器/电子称 |
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皮带秤技术的新发展 |
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皮带秤技术自诞生以来，已有一百余年，先后经历了机械式皮带秤，机械电子式皮带秤，电子皮带秤等几个阶段，经过了百年的发展，皮带秤日趋成熟和稳定，其应用也越来越广泛。随着新技术特别是数字技术和网络技术的不断涌现，电子皮带秤技术也得到了新的发展。下面就电子皮带秤几个发展趋势，进行简单说明如下：
1、称重信号数字化
由于称重传感器信号只有0~30mV，不利于长距离的传送，也容易受到干扰。为了增强抗干扰能力和适应远距离传输的要求，赛摩开发了数字转换器。
该转换器安装于现场称重桥架旁，将连续称重传感器的模拟信号转化为数字信号。其电路结构采用8位高速微处理器，24位AD转换器，有效的保证了系统的称重精度。转换器和仪表之间的通讯采用RS-485串行通讯，波特率9600、19200、115200可调。由于采用了数字信号转换器技术，使得仪表距称重现场的距离可达2000米，也大大增强了系统的抗干扰能力。
2、冗余设计，增加可靠性
目前，用于带式输送机物料连续称量的皮带秤，多采用在承载器的一个称重传感器位置上只安装一个只有一路称重信号输出的称重传感器作为测量元件，并且由一组或多组此测量元件与一个测速传感器及累计器组成皮带秤称重系统。这种结构形式的皮带秤的称重传感器由于只有一路称重信号输出，当其中有一个称重传感器发生故障时则整个皮带秤将计量不准，并且运行过程中不易发现；这种缺陷在输送物料过程中将会因计量不准带来不必要的损失。
赛摩针对以上情况开发了一种双桥皮带秤的称量控制装置，该装置由连接皮带秤承载器的多组双路信号输出称重传感器模块、两路位移传感器和累计器组成；累计器包括与多组双路信号输出称重传感器模块相连的信号接收器，信号接收器连接处理器，处理器还分别连接位移传感器、显示器，工作原理如下图所示。 
双桥皮带秤采用具有双桥路输出的称重传感器构成，由于称重传感器输出是二组独立的称重信号，在输送物料过程中，通过仪表对二组输出信号分别进行各自实时在线比对（图1），当其中一路出现异常时，累计器会及时判断并显示正常的累计量，输送工作不中断，系统不需要停机，称重仍可以继续可靠进行。也不需要更换称重传感器，从而避免了由于更换称重传感器而需要对皮带秤从新标定所带来的各种损失。解决了在输送工作中由于传感器发生异常，造成计量不准，同时又不容易发现计量不准的难题。提高了皮带秤的可靠性和计量精确度。
图 1 称重信号在线比对原理图
双桥皮带秤采用了两个位移传感器，两个位移传感器输出的速度信号经整形器形成两路独立的速度数字型号进入处理器进行信号处理。处理器中的软件模块速度比较器对以上两路速度数字信号分别比较，剔除其中的异常信号，并对其进行报警处理。解决了在输送工作中由于位移传感器发生异常，造成计量不准，同时又不容易发现计量不准的问题。
3、实时在线校准
赛摩三桥系列皮带秤由三组独立的秤架和一台基于32位微处理器控制的6000型称重仪表组成，在物料运行过程中，实现自动在线校准、在线比对、在线调零，使皮带秤运行可靠性、稳定性、称重控制准确性得到大大提高，解决了多年来皮带秤不容易在线实物校准的难题。其主要工作原理（图2）如下。
图 2 实时在线校准皮带秤原理图
安装在皮带输送机上的计量秤和毛重秤，采用相互比对的方法实施自动在线校准，即不断物料挂码校准。首先皮带秤在输送物料过程中将计量秤和毛重秤进行实物比对校准，使其两台秤所称物料量相等；其次在正常输送物料的情况下，向计量秤上施加标准砝码，此时两台秤各得到两组称量值：施加标准砝码的计量秤得到测量物料重和加砝码重量的值，毛重秤仅得到测量物料重量的值。由于两台秤事先已比对校准，称量输送物料的数值相同，计量秤得到的重量值减去毛重秤得到的重量值，这样就得到施加标准砝码而得到的标准重量值，从而完成在线自动校准。
皮带秤在运行过程中，皮带上始终粘有物料，特别是输送物料潮湿时。非常不容易对秤进行自动去皮（调零），影响皮带秤的称量准确性。安装于皮带秤进料口后方（该区域无料）的皮重秤在皮带机输送物料过程中仅测量皮重值，同时计量秤得到测量物料重量和皮重总值，将计量秤得到的数值减去皮重秤得到的数值，从而完成实时在线自动调零去皮重，提高了系统称量准确性。
为了使皮带秤运行时称重控制更可靠，计量秤与毛重秤进行实时比对，如两秤称量值偏差过大，称重仪表将自动检测两秤的称重传感器输出，如某传感器输出异常，则使用该传感器的秤可能有问题，并及时给出报警提示。此时系统将采用传感器输出正常的秤作为计量秤，从而增加了皮带秤运行的可靠性。
4、网络化
皮带秤的网络化主要通过现场总线和工业仪太网构成，目前流行工业总线主要有 Modbus、Profibus-DP、DeviceNET、CAN等。工业仪太网的发展为皮带秤进入互联网时代提供了锲机，将皮带秤放到互联网上进行管理将是其网络化的最高目标，通过互联网可以对世界上任何地方皮带秤进行校准、维护。
总之，皮带秤的承载器（秤架）近年来发展变化不大，贸易用皮带秤采用多组称重托辊承载器，生产过程中的工艺控制用皮带秤采用单组称重托辊承载器、更多的采用直压称重传感器结构而且结构比较简单，这是一种发展趋势。随着传感器技术和电子技术的快速发展，电子元器件成本的降低，皮带秤得益非浅。先进电子技术的采用，冗余设计，增加了可靠性；实时在线校准技术的采用使皮带秤的稳定性、准确性得到进一步的提高；电子新技术的采用使皮带秤仪表在性能和功能上达到一个新的高度。
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(投稿)
(9/10/2009) |
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