電子皮帶秤鏈碼校驗精度的影響因素分析及對策

白劍鋒

（珠海發電廠，廣東 珠海519050）

1 結構和作用

珠海發電廠在C2 A／B和C8 A／B分別安裝了MERRICK MODEL 465型的懸掛式電子皮帶秤，主要由秤架、測重傳感器、測速傳感器、微處理器等組成，誤差≤0.25%。其結構如圖1所示。

圖1 電子皮帶秤結構示意圖

（1）秤架由固定秤架、活動秤架、稱重托輥及托輥架、秤架支承系統等組成。（2）測重傳感器是利用電阻應變原理進行工作，將力的作用轉換成線性變化的電信號（模擬量）。（3）測速傳感器用于測量皮帶在輸送物料時的瞬時速度。（4）微處理器由主板、A／D轉換模板（HPAD）、處理器（CPU）模板、緩沖模板、通訊模板、模擬輸出模板、電源設備、顯示模板、鍵盤等組成。測重傳感器信號經過A／D轉換成數字信號，與測速傳感器的速度信號傳送到緩沖模板，由處理器（CPU）進行處理分析，顯示出皮帶的瞬時輸送重量和最后的累加輸送重量，同時輸出模擬信號；另外可以通過通訊模塊與其他設備進行連接。

2 工作原理

電子皮帶秤稱重橋架安裝于輸送機架上，當物料經過時，計量托輥檢測到皮帶機上的物料重量通過杠桿作用于稱重傳感器，產生一個正比于皮帶載荷的電壓信號。速度傳感器直接連在大直徑測速滾筒上，提供一系列脈沖，每個脈沖表示一個皮帶運動單元，由測速傳感器測出的皮帶的速度信號也送入皮帶秤處理器，處理器將速度信號與稱重信號進行積分處理，得出一個瞬時流量值和累積重量值，并轉換成選定的工程單位在顯示器上顯示或記錄打印。

式中，Q為物料重量；比重P（t）為每米單位皮帶的物流重量（kg／m），由稱重傳感器測??；V（t）為速度（m／s），由速度傳感器測?。籨 t為時間自變量。

電子皮帶秤經過一段時間使用后，計量精度會發生變化，為了保證電子皮帶秤的計量精度，滿足生產中的計量要求，通常使用鏈碼進行校驗，鏈碼是一種模擬負荷標準器，它模擬皮帶上物料負荷置于皮帶上，兩頭用繩子牽拉以防走偏或后者同皮帶一起滑行，其長度應能覆蓋電子皮帶秤的稱重托輥以及前后2組托輥，記錄皮帶一圈的長度和運行的圈數，作為鏈碼的基準值，經稱重顯示器累積量為基準值比較，就能確定電子皮帶秤的實際誤差，并通過皮帶秤的微處理器調整精度。

3 鏈碼校驗精度的影響因素分析

根據式（1），影響皮帶秤的主要因素有比重P、速度V，其中由于皮帶秤的有效稱重長度是固定的，皮帶上的重量與比重成正比，因此以下均采用較為通俗的重量值進行分析。

3.1 稱重因素的影響

皮帶秤中稱重傳感器上計算物料實際重量W 可用公式（2）表示：

式中，W 為皮帶上物料的實際重量；WZ為實測重量；W0為皮帶秤自重；WY為皮帶運行時隨機產生的作用于稱重傳感器的附加重量。

皮帶自重W0可以在皮帶秤菜單中設定好皮帶的長度和速度，建立校驗周期，啟動皮帶空載運行，通過空載調零的方法得出，皮帶秤處理器就可以計算過程中自動減去皮帶秤自重。

附加重量WY產生的因素較多，包括皮帶的初張力、皮帶轉動時的拖動力、跑偏對秤架的扭曲力等。但對于同一皮帶秤，可以認為該值是相對恒定的，設計時已考慮在皮帶秤測量誤差內。

鏈碼校驗就是通過皮帶秤處理器的自動調整后，計算出的重量值W 值和鏈碼重量設置值WL之間的誤差值≤0.25%。另外由于皮帶秤安裝傾角的原因，WL的關系如下：

式中，WL為皮帶秤中的鏈碼設置重量值；WL0為鏈碼實際重量值；β為皮帶秤的安裝傾角。

通過上述分析，在稱重因素中影響皮帶秤鏈碼校驗精度的因素主要有：（1）皮帶自重W0，該值過大或過小直接影響通過積分計算處理的物料實際重量W；（2）鏈碼的實際重量WL0，該值是校驗皮帶秤的基準值，必須保證每次校驗基準值的一致性；（3）鏈碼重量設置值WL，該值大小直接影響與實際重量的誤差值；（4）皮帶秤的安裝傾角β，該值影響鏈碼重量設置值WL與鏈碼實際重量值WL0的關系。

3.2 速度因素的影響

根據式（1），速度V與皮帶秤測量的重量成正比關系，該值通過測速傳感器測取，其準確性直接影響到重量的計算。

事實上皮帶秤還有一個數值也是反映速度的，就是脈沖數值（皮帶每轉一圈時處理器所接受的脈沖數值），由于脈沖間隔是固定的，因此設置的脈沖數值越小，就代表皮帶每轉一圈的時間越少，即皮帶速度越快。

通過上述分析，在速度因素中影響皮帶秤鏈碼校驗精度的因素主要有：（1）測速傳感器的準確度和連續性；（2）脈沖數值的設定。

3.3 其他因素

（1）皮帶秤的稱重支架上有積塵和積料；（2）皮帶秤的安裝位置：對于誤差≤0.25%的皮帶秤，C2 A／B皮帶秤安裝位置距離尾部落料點距離為8 m；（3）參數設置不當或校驗過程不認真等人為因素。

4 提高鏈碼校驗精度的方法

通過上述分析，在今后的鏈碼校驗中可采取下列對策，以提高皮帶秤的精度：（1）提高校驗人員的責任心和校驗知識，做好皮帶長度和每轉一圈所需時間的測量，采用多次測量取平均值的方法，保證各項基本參數的錄入正確。（2）加強皮帶秤支架的清理工作，保證皮帶秤的稱重支架沒有積塵和積料。（3）鏈碼校驗前必須進行空載調零，保證皮帶自重W0的準確性。（4）鏈碼是校驗的基準值，要正確稱出鏈碼的實際重量值，并做好記錄，安裝前檢查鏈碼轉動順暢，避免增加附加重量WY，配件齊全，鏈碼的安裝位置、長度、兩頭繩子牽拉的拉力等必須盡可能保持一致，減少基準值的偏差。（5）已知鏈碼的實際重量值，要考慮皮帶安裝傾角β對皮帶秤中的鏈碼設置重量值WL的影響，C2 A／B的安裝傾角為7.192 5°，C8 A／B的安裝傾角為15.471 4°，要根據式（3）進行折算后正確輸入。（6）檢查測速傳感器的測速軸與測速滾筒的軸同心，保證測量的速度值正確、連續，與皮帶設計速度值相符。（7）正確設置皮帶的脈沖數值，默認值為3 333，且盡量不要隨意更改，保證每次校驗脈沖數的一致性。（8）定期對皮帶秤進行維護保養和檢驗，保證皮帶秤吊臂支點和刀型支點轉動靈活，檢查和測量皮帶秤支架托輥和皮帶托輥的高度差≤0.5 mm。（9）根據校驗步驟制定《電子皮帶秤鏈碼校驗操作卡執行》，并嚴格按序執行。（10）C2 A／B皮帶秤安裝位置過于靠近落料點，現場更改位置存在一定的難度，考慮該皮帶秤不用于精確計量結算，個人建議將C2 A／B皮帶秤誤差值降為≤0.5%，符合日常生產的要求。