发布时间：2020-04-18 07:42:06
精密配料计量称重系统的技术参考
计量有很多种方式. 其中性能好, 用的最多的数螺旋输送机，其一是它的计量一致性高(输出密度或重量随时间变动小)，可调范围大(1:30)(这两点是高精度前提)。螺旋计量输出量的大小和转速成线性关系. 适用于几乎所有的物料. 其二是干混砂浆生产工艺大多数要求计量和输送两种功能.
滑板闸阀计量只适用于流动性好的物料, 比如, 大于1毫米颗粒骨料.由于受最小开口 度(>5dmax, 5倍粒径), 故其流量可调范围很小,一般在1:5的范围内. 而且其流量和控制阀门开口量(阀位移或转角)是非线性关系, 从而再一次降低了计量精度. 流化蝶阀的阀里套阀(大小蝶阀)是一种改进产品.
流化性是散体物料的最重要的特性之一. 不是所有的物料都能均匀流化. 而且均匀流化状态也需要一定的时间才能达到.不均匀流化的坏处是密度不均匀,从而导致通过计量器的物料的量随时间波动大(所谓的计量一致性差). 如水泥以及添加剂等在筒仓储存时间长后都有可能产生不均匀流化. 在这种情形下机械的分散作用往往是必要的.
a) 均匀流化 b) 不均匀流化 c) 不均匀流化时的计量
图 1 流化状态
所以在工艺布置上, 将粗砂直接储存在计量斗的上方, 水平输送距离非常短. 适合用滑板闸阀计量, 无须流化, 节省压缩空气, 运行费用低. 采用滑板阀计量有以下三种状态. 半开用于***计量. 满足实际计量精度要求. 下图列举了几种常用的计量装置.
图 2 常用的计量装置
表五. 几种常用的计量形式的性能
| 计量形式 | 适应范围 | 控制量(粗细范围) | 计量流量的波动 % |
| 计量输送螺旋 | 几乎所有的物料, 无脉动 | 1:30 | ±1-5 |
| 振动输送计量器 | 易流动的粉颗粒料, 碎片 | 1:10 | >±10 |
| 计量输送皮带机 | 易流动的粉颗粒料, 不适合碎片 | 1:20 | ±1-5 |
| 旋转闸阀喂料机 | 有限制地用于易变形的颗粒,有脉动 | 1:10 | ±2-10 |
| 计量闸阀 | 适合易流动的粉料, 不适合粘附和不流化的粉料, 可用于硬和易碎颗粒, 不适合易变形和碎片料 | 1:10 | >±5 |
| 计量蝶阀 | (和闸阀基本相同) | 1:10 | >±5 |
计量螺旋输送机有以下主要优点:
1.适合于几乎所有的物料
2.可调范围大
3.计量精度高.
4.耐磨损(改进设计和材料)
5.维修简单,费用低
6.运行费用低(无需流化用压缩空气)
还有一种计量站, 可置于厂房的以外的地方, 如地面. 非常实用. 特别是用于设备的扩展. 添加剂特别适合于这种布置方式, 非常灵活.
我们现在以螺旋计量称重为例, 来分析过程的系统误差. 该系统有螺旋给料机(暂不考虑进料的影响), 称斗配传感器和支持结构, 蝶阀和控制器组成. 给料的控制有变频马达控制螺旋机的转速来实现. 给料控制分粗流量和小流量计量.
图 3 螺旋计量称重系统
由图所示, 计量的精度是一喂料和称重的相互系统描述. 该系统是一反馈控制系统. 计量系统的误差主要和以下因素有关:
表六.
| 环境的影响 | 静态称的精度 | 计量喂料精度 |
| - 外界的振动, 冲击 - 温度 - 空气流动等 | - 机械机构误差(支撑系统) - 传感器的精度 - 控制和传输误差 - 不同连接如电缆, 气管,补偿结点等 | - 停启开关误差 - 迟后残留误差 - 开关阀的关闭时间 - 卸料残留误差 |
系统的误差为所有误差的平方和:
人们常用的计量精度表示是在称量值时的相对误差, 以0/00千分数来表示. 完整和可靠的检测是统计学的方差分析. 因此,按照生产干混砂浆的实际要求在整个计量过程中使用误差. 必须注意, 每个称都有和最小称量, 否则低于最小称量的相对误差太大不能满足实际要求. 所以在称量不同材料和量的时候, 按照质量标准要求使用不同称量范围的计量称重.
称重传感器被喻为电子衡器的心脏，它的性能在很大程度上决定了电子衡器的准确度和稳定性。在设计电子衡器时，经常要遇到如何选用传感器的问题.
称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。
环境给传感器造成的影响主要有以下几个方面：
1.高温环境对传感器造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器；另外，必须加有隔热、水冷或气冷等装置。
2.粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。在此环境条件下应选用密闭性很高的传感器。不同的传感器其密封的方式是不同的，其密闭性存在着很大差异。常见的密封有密封胶充填或涂覆；橡胶垫机械紧固密封；焊接（氩弧焊、等离子束焊）和抽真空充氮密封。从密封效果来看，焊接密封为，充填涂覆密封胶为量差。对于室内干净、干燥环境下工作的传感器，可选择涂胶密封的传感器，而对于一些在潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器，应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。
3.在腐蚀性较高的环境下，如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响，应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩，抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。
4.电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。在此情况下，应对传感器的屏蔽性进行严格检查，看其是否具有良好的抗电磁能力。
5.易燃、易爆不仅对传感器造成***性的损害，而且还给其它设备和人身安全造成很大的威胁。因此，在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提出了更高的要求：在易燃、易爆环境下必须选用防爆传感器，这种传感器的密封外罩不仅要考虑其密闭性，还要考虑到防爆强度，以及电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。
其次对传感器数量和量程的选择。
传感器数量的选择是根据电子衡器的用途、秤体需要支撑的点数（支撑点数应根据使秤体几何重心和实际重心重合的原则而确定）而定。一般来说，秤体有几个支撑点就选用几只传感器，但是对于一些特殊的秤体如电子吊钩秤就只能采用一个传感器，一些机电结合秤就应根据实际情况来确定选用传感器的个数。
传感器量程的选择可依据秤的称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的偏载及动载等因素综合评价来确定。一般来说，传感器的量程越接近分配到每个传感器的载荷，其称量的准确度就越高。但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷，因此选用传感器量程时，要考虑诸多方面的因素，***传感器的安全和寿命。
传感器量程的计算公式是在充分考虑到影响秤体的各个因素后，经过大量的实验而确定的。
例如：一台30t电子汽车衡，称量是30t，秤体自重为1.9t，采用四只传感器，根据当时的实际情况，选取保险系数K-0＝1.25，冲击系数K-1＝1.18，重心偏移系数K-2—＝1.03，风压系数K-3＝1.02，根据传感器量程经验计算公式 C＝1.25×1.18×1.03×1.02×（30＋1.9）／4＝12.36t. 因此，可选用量程为15t的传感器.
再次，要考虑各种类型传感器的适用范围. 传感器型式的选择主要取决于称量的类型和安装空间，***安装合适，称量***；另一方面，要考虑厂家的建议。厂家一般会根据传感器的受力情况、性能指标、安装形式、结构型式、弹性体的材质等特点规定传感器的适用范围，譬如铝式悬臂梁传感器适用于计价秤、平台秤、案秤等；钢式悬臂梁传感器适用于料斗秤、电子皮带秤、分选秤等；钢质桥式传感器适用于轨道衡、汽车衡、天车秤等；柱式传感器适用于汽车衡、动态轨道衡、大吨位料斗秤等。
***，还要对传感器准确度等级进行选择. 传感器的准确度等级包括传感器的非线形、蠕变、蠕变恢复、滞后、重复性、灵敏度等技术指标。在选用传感器的时候，不要单纯追求高等级的传感器，而既要考虑满足电子秤的准确度要求，又要考虑其成本。
对传感器等级的选择必须满足下列两个条件：
1. 满足仪表输入的要求。称重显示仪表是对传感器的输出信号经过放大、A／D转换等处理之后显示称量结果的。因此，传感器的输出信号必须大于或等于仪表要求的输入情号大小，即将传感器的输出灵敏度代人传感器和仪表的匹配公式，计算结须大于或等于仪表要求的输入灵敏度。
2. 满足整台电子秤准确度的要求。一台电子秤主要是由秤体、传感器、仪表三部分组成，在对传感器准确度选择的时候，应使传感器的准确度略高于理论计算值，因为理论往往受到客观条件的限制，如秤体的强度差一点，仪表的性能不是很好、秤的工作环境比较恶劣等因素都直接影响到秤的准确度要求，因此要从各方面提高要求，又要考虑经济效益，确保达到目的
常用的传感器有:
1.柱式电阻应变称重传感器
2.板环式电阻应变称重传感器
3.梁式电阻应变称重传感器
4.悬臂梁电阻应变称重传感器
