皮帶秤技術(shù)自誕生以來，已有一百余年，先后經(jīng)歷了機(jī)械式皮帶秤，機(jī)械電子式皮帶秤，電子皮帶秤等幾個(gè)階段，經(jīng)過了百年的發(fā)展，皮帶秤日趨成熟和穩(wěn)定，其應(yīng)用也越來越廣泛。隨著新技術(shù)特別是數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，電子皮帶秤技術(shù)也得到了新的發(fā)展。下面就電子皮帶秤幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行簡(jiǎn)單說明如下：
1、稱重信號(hào)數(shù)字化
由于稱重傳感器信號(hào)只有0~30mV，不利于長(zhǎng)距離的傳送，也容易受到干擾。為了增強(qiáng)抗*力和適應(yīng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊?，賽摩開發(fā)了數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
該轉(zhuǎn)換器安裝于現(xiàn)場(chǎng)稱重橋架旁，將連續(xù)稱重傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。其電路結(jié)構(gòu)采用8位高速微處理器，24位AD轉(zhuǎn)換器，有效的保證了系統(tǒng)的稱重精度。轉(zhuǎn)換器和儀表之間的通訊采用RS-485串行通訊，波特率9600、19200、115200可調(diào)。由于采用了數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器技術(shù)，使得儀表距稱重現(xiàn)場(chǎng)的距離可達(dá)2000米，也大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗*力。
2、冗余設(shè)計(jì)，增加可靠性
目前，用于帶式輸送機(jī)物料連續(xù)稱量的皮帶秤，多采用在承載器的一個(gè)稱重傳感器位置上只安裝一個(gè)只有一路稱重信號(hào)輸出的稱重傳感器作為測(cè)量元件，并且由一組或多組此測(cè)量元件與一個(gè)測(cè)速傳感器及累計(jì)器組成皮帶秤稱重系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)形式的皮帶秤的稱重傳感器由于只有一路稱重信號(hào)輸出，當(dāng)其中有一個(gè)稱重傳感器發(fā)生故障時(shí)則整個(gè)皮帶秤將計(jì)量不準(zhǔn)，并且運(yùn)行過程中不易發(fā)現(xiàn)；這種缺陷在輸送物料過程中將會(huì)因計(jì)量不準(zhǔn)帶來不必要的損失。
賽摩針對(duì)以上情況開發(fā)了一種雙橋皮帶秤的稱量控制裝置，該裝置由連接皮帶秤承載器的多組雙路信號(hào)輸出稱重傳感器模塊、兩路位移傳感器和累計(jì)器組成；累計(jì)器包括與多組雙路信號(hào)輸出稱重傳感器模塊相連的信號(hào)接收器，信號(hào)接收器連接處理器，處理器還分別連接位移傳感器、顯示器，工作原理如下圖所示。
雙橋皮帶秤采用具有雙橋路輸出的稱重傳感器構(gòu)成，由于稱重傳感器輸出是二組獨(dú)立的稱重信號(hào)，在輸送物料過程中，通過儀表對(duì)二組輸出信號(hào)分別進(jìn)行各自實(shí)時(shí)在線比對(duì)（圖1），當(dāng)其中一路出現(xiàn)異常時(shí)，累計(jì)器會(huì)及時(shí)判斷并顯示正常的累計(jì)量，輸送工作不中斷，系統(tǒng)不需要停機(jī)，稱重仍可以繼續(xù)可靠進(jìn)行。也不需要更換稱重傳感器，從而避免了由于更換稱重傳感器而需要對(duì)皮帶秤從新標(biāo)定所帶來的各種損失。解決了在輸送工作中由于傳感器發(fā)生異常，造成計(jì)量不準(zhǔn)，同時(shí)又不容易發(fā)現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)的難題。提高了皮帶秤的可靠性和計(jì)量度。
圖 1 稱重信號(hào)在線比對(duì)原理圖
雙橋皮帶秤采用了兩個(gè)位移傳感器，兩個(gè)位移傳感器輸出的速度信號(hào)經(jīng)整形器形成兩路獨(dú)立的速度數(shù)字型號(hào)進(jìn)入處理器進(jìn)行信號(hào)處理。處理器中的軟件模塊速度比較器對(duì)以上兩路速度數(shù)字信號(hào)分別比較，剔除其中的異常信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行報(bào)警處理。解決了在輸送工作中由于位移傳感器發(fā)生異常，造成計(jì)量不準(zhǔn)，同時(shí)又不容易發(fā)現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)的問題。
3、實(shí)時(shí)在線校準(zhǔn)
賽摩三橋系列皮帶秤由三組獨(dú)立的秤架和一臺(tái)基于32位微處理器控制的6000型稱重儀表組成，在物料運(yùn)行過程中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線校準(zhǔn)、在線比對(duì)、在線調(diào)零，使皮帶秤運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性、稱重控制準(zhǔn)確性得到大大提高，解決了多年來皮帶秤不容易在線實(shí)物校準(zhǔn)的難題。其主要工作原理（圖2）如下。
圖 2 實(shí)時(shí)在線校準(zhǔn)皮帶秤原理圖
安裝在皮帶輸送機(jī)上的計(jì)量秤和毛重秤，采用相互比對(duì)的方法實(shí)施自動(dòng)在線校準(zhǔn)，即不斷物料掛碼校準(zhǔn)。首先皮帶秤在輸送物料過程中將計(jì)量秤和毛重秤進(jìn)行實(shí)物比對(duì)校準(zhǔn)，使其兩臺(tái)秤所稱物料量相等；其次在正常輸送物料的情況下，向計(jì)量秤上施加標(biāo)準(zhǔn)砝碼，此時(shí)兩臺(tái)秤各得到兩組稱量值：施加標(biāo)準(zhǔn)砝碼的計(jì)量秤得到測(cè)量物料重和加砝碼重量的值，毛重秤僅得到測(cè)量物料重量的值。由于兩臺(tái)秤事先已比對(duì)校準(zhǔn)，稱量輸送物料的數(shù)值相同，計(jì)量秤得到的重量值減去毛重秤得到的重量值，這樣就得到施加標(biāo)準(zhǔn)砝碼而得到的標(biāo)準(zhǔn)重量值，從而完成在線自動(dòng)校準(zhǔn)。
皮帶秤在運(yùn)行過程中，皮帶上始終粘有物料，特別是輸送物料潮濕時(shí)。非常不容易對(duì)秤進(jìn)行自動(dòng)去皮（調(diào)零），影響皮帶秤的稱量準(zhǔn)確性。安裝于皮帶秤進(jìn)料口后方（該區(qū)域無料）的皮重秤在皮帶機(jī)輸送物料過程中僅測(cè)量皮重值，同時(shí)計(jì)量秤得到測(cè)量物料重量和皮重總值，將計(jì)量秤得到的數(shù)值減去皮重秤得到的數(shù)值，從而完成實(shí)時(shí)在線自動(dòng)調(diào)零去皮重，提高了系統(tǒng)稱量準(zhǔn)確性。
為了使皮帶秤運(yùn)行時(shí)稱重控制更可靠，計(jì)量秤與毛重秤進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，如兩秤稱量值偏差過大，稱重儀表將自動(dòng)檢測(cè)兩秤的稱重傳感器輸出，如某傳感器輸出異常，則使用該傳感器的秤可能有問題，并及時(shí)給出報(bào)警提示。此時(shí)系統(tǒng)將采用傳感器輸出正常的秤作為計(jì)量秤，從而增加了皮帶秤運(yùn)行的可靠性。
4、網(wǎng)絡(luò)化
皮帶秤的網(wǎng)絡(luò)化主要通過現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)儀太網(wǎng)構(gòu)成，目前流行工業(yè)總線主要有 Modbus、Profibus-DP、DeviceNET、CAN等。工業(yè)儀太網(wǎng)的發(fā)展為皮帶秤進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代提供了鍥機(jī)，將皮帶秤放到互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行管理將是其網(wǎng)絡(luò)化的zui高目標(biāo)，通過互聯(lián)網(wǎng)可以對(duì)世界上任何地方皮帶秤進(jìn)行校準(zhǔn)、維護(hù)。
總之，皮帶秤的承載器（秤架）近年來發(fā)展變化不大，貿(mào)易用皮帶秤采用多組稱重托輥承載器，生產(chǎn)過程中的工藝控制用皮帶秤采用單組稱重托輥承載器、更多的采用直壓稱重傳感器結(jié)構(gòu)而且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，這是一種發(fā)展趨勢(shì)。隨著傳感器技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子元器件成本的降低，皮帶秤得益非淺。*電子技術(shù)的采用，冗余設(shè)計(jì)，增加了可靠性；實(shí)時(shí)在線校準(zhǔn)技術(shù)的采用使皮帶秤的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性得到進(jìn)一步的提高；電子新技術(shù)的采用使皮帶秤儀表在性能和功能上達(dá)到一個(gè)新的高度。
作者：厲達(dá)
中國(guó)衡器協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)
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