电子皮带秤测量误差的分析及改进.pdf

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1、仪器仪表化工自动化及仪表，2 0 0 4，3 1(2)：6 7 6 9C o n t r o la n dI n s t r u m e n t si nC h e m i c a lI n d u s t r y电子皮带秤测量误差的分析及改进吏登跃(中钳山西分公司计控宰，山西河津0 4 3 3 0 0)摘要：通过对电厂输煤系统皮带秤在使用过程中存在问题的分析，找出影响皮带秤计量准确度的多种原因，根据现场实际工况，提出具体的改进方案并进行论证，阐明实物校验的方法是皮带秤量值溯源的可靠方法选配了皮带秤的实物校验装置。方案实施后效果显著，运行良好。关键词：皮带秤；实物校验；测量误差；传惑器；料斗秤

2、中圈分类号：T H 8 2 3文献标识码：B文章编号：1 0 0 0 _ 3 9 3 2(2 0 0 4)(0 2)4 3 0 6 7 4)31 问题的提出菜厂共有八台锅炉，通过四条皮带输送机上煤。为解决锅炉用煤量的计量问题，在这四条皮带机上安装了电子皮带秤。但原皮带秤在运行过程中由于设备技术状况、使用环境等因素的影响，致使计量结果失准，每次的复检数据都严重超差。2 原因分析及对策论证2 1电子皮带秤的构成及工作原理电子皮带秤般由机械秤框、称重传感器、测速传感器、显示仪表等凹部分构成。如图1 所示。称重传感器机械弊框|f 兰!阁I电子皮带秤构成框|冬|当皮带输送物料时称量段上的物料重量通过皮带

3、称量拖辊载台作用于称重传感器，称重传感器将重量转换成电信号(m V 级)，送入运算器，经过放大、滤波、A D 转换等变换成数字信号。装在回程皮带上的测速传感器把皮带运行的速度信号转换成脉冲信号，送人运算器。运算器将两个信号进行乘积运算，从而得出物料的莺量累计值及瞬时量并显示。运算器的计算方法一般有积分法和累加法两种数学模式。2 2 技术要求根据公司内部对输煤量的核算要求，结合皮带输送机的实际条件，皮带秤的准确度等级应该达到级秤的要求，即对于任何等于或大于最小累计载荷(H|T 表示)的物料，其最大允许误差如表1 所刁R。裹1 皮带秤的量大允许馔差最大允许误差检定使用中抽查0 2 5 O5 2 3

4、 误差原园分析由皮带秤结构原理及重量累计值的计算方法可知，它的计量准确度是由称重传感器与测速传感器所检测到的单位长度上的物料重量以及皮带运行速度决定的。在实际称量过程中，由于称重拖辊非准直度、皮带张力及皮带运行阻力等“皮带效应”的影响，使得皮带秤具有由其组成结构及工作方式决定的计量误差。它的现场安装与使用条件也是引起计量误差的因素。因此，皮带秤的计量误差可分为以下几个方面：(1)称重力误差民。最是皮带秤误差分量中最重要的部分，它主要由称重拖辊的非准直度及皮带张力变化引起。皮带所输送的物料重最A F 可由式(1)得出：A t()=m)一n(f)=(*)w(z)出(1)式中：F(t)称重传感器上的

5、力；F。(#)皮带自重的作用力；g 重力加速度；W(x)重量函数。而在非理想运行状态下，由于物料的波动，计算皮带所输送物料重量应将皮带张力的变化等“皮带效应”考虑进去，由此可得出皮带秤的称重力误差6 为：收稿日期：2 0 0 4 4)2 1 0(售改稿)万方数据6 8 化工自动化及仪表第3 I 卷(2 孕A D+2 孕譬)mg h。s O 1 0 0 J(2)式巾：n 称晕拖辊数；0 皮带输送机的倾角；丁皮带的张力；D 一一拖辊的不准直度；z 拖辊的实际间距。(2)皮带速度溴差6，。皮带速度误差主要由安装位置、皮带跑偏以及滚轮直径发牛变化引起。(3)信号处理误差6、。信号处理误差是显示仪表对称

6、重传感器与测速传感器的输出信号进行放大、滤波、A D 转换等处理运算过程中产生的误差。(4)校准误差6。校准误差的产生原因：校准方法与校准周期；校准时皮带秤与皮带机系统的丁作状况与日常计量时的状况之间，存在着诸如皮带张力、皮带转圈数等方面的差异。(5)环境影响误差6，。环境影响因素主要由温度、湿度、振动和电磁下扰等引起。2 4 对策通过以上对皮带秤计量误差产生的原因的分析，结合热电输煤现场的实际，应采取如下解决办法。2 4 1 皮带秤秤架称量输送皮带上物料重量，首先需要用称重框架把物料重量传递给称重传感器并且要求它仅传递物料对皮带的垂直作用力，而不使任何水平分力传给传感器。因此，皮带秤架的结构

7、与运行工况的变化，都会引起称重力误差。根据皮带秤称重框架结构，可分为单拖辊组式和多拖辊组式。多拖辊组式电子皮带秤有效称量段长、皮带上不均匀荷重、皮带跑偏等对称量准确度及稳定性的影响较小。2 4 2 称重传感器称重传感器足皮带秤力与电转换的核心部件，它的形式和性能指标决定了测力的准确度，也是引起称重力误差的一个主要因素。(1)称重传感器的数量。以前使用的皮带秤秤架中装有一只传感器，运行过程中因皮带跑偏、物料在皮带上堆积偏向一侧引起偏心载荷，影响称量准确度。根据现场输送机运行的实际情况，应在秤架中选用两只便于连接的S 型拉伸式称重传感器，两只传感器采用并联工作方式。保证称量准确度。(2)称重传感器

8、的量程。为保证皮带秤称量结果的准确度，克服传感器在低量程段线性度差的缺点。传感器的量程应根据皮带秤的最大流量来选择。在实际工作中，要求称重传感器的有效量程在2 0 8 0 之间，线性好，精度高。2 4 3 测速传感器测速传感器的作用是检测皮带的线速度，速度榆测的准确程度，直接影响到皮带秤最后计量的准确度。测建传感器按检测速度信号方式，分为1 F 接触式和接触式。接触式结构简单，安装维修方便，应作为首选。2 4 4 校准方式皮带秤是对动态物料进行连续累计称量，它的准确度的保持，依赖于频繁的日常校准工作。(1)校准方式优缺点比较。皮带秤的校准方法有：挂码校准、链码校准、实物校准三种。挂码校准与链码

9、校准方法不能充分地模拟皮带秤实际丁=作状况下的多种潜在的误差源，尤其产生不了象实物运行中所具有的那样大的皮带张力。因此就产乍了校准过程中无法消除的误差。同时，挂码与链码校准方式，校准片j 的标准值是依据理论计算出的值，而不是量值传递的计量值。由皮带秤的工作原理町知，实物校准的实质是化动态为静态的一种校准方法，是电子皮带秤量值溯源最准确的方法，校准结果真实可靠。(2)校准方式的确定。实物校准的方法一般分为两种：离线实物校准。用汽车衡、静态轨道衡等做为标准秤，把通过皮带秤的物料从输送线取出进行静态称量，将称量结果与皮带秤累计值进行比较。由于需要动用大量机械设备，在实际操作中不易实现：在线实物校准。

10、将用料斗秤架在皮带输送机的适当位置上，当物料通过料斗秤计量后，再导人皮带称重段进行动态计量，将两者计量结果做比较、修正。该检测方法速度快，结果准确可靠。冈此应该采用在线实物校准的方法对皮带秤进行实物校准。3 方案确定通过以上分析与论证，根据只前我公司整个输煤系统输送量的要求，最终确定了I 期两台，期两台皮带秤及各自配套的实物校验设备。4 具体实施 万方数据第2 期史登跃电子皮带秤测量误差的分析及改进由前面分析可知，系统的安装与调试技术，也是确保皮带秤计量的准确性，减小及克服计量误差的重要条件。4 1 系统安装由输送机的结构原理可知，驱动轮是张力及其变化较大的地方，因此在称重结果不受输送机尾轮结

11、构影响的前提下，称重框架应安装在靠近尾轮的直线段上，并保证与落料门的距离不小于皮带额定速度下1 秒钟移动距离的2 5 倍。经过计算，我们确定此距离为9 m。4 2 调试皮带秤及实物校验装鼍系统安装完后，首先用自动校验装置对料斗秤进行校验，使准确度等级达到三级。(1)零点校准。根据规程要求，电子皮带秤零点校准时，皮带空载运行整数圈后指示器的累计示值应不大于这段时间在最大流量下应累计负荷的0 0 5。Z=Q。t 0 0 5(3)式中：Q。皮带秤最大流量；I 校准时间(取皮带运行2 圈的时间)。由表2 中所列输送机参数计算可得：z=黜x 2 1 2x 0 0 5 _ 53(k g)期：z：黜1 7

12、8x 0 0 5-87(k g)其中1 8 00 0 0 和3 5 00 0 0 分别为I 期、期的最大流量。除以36 0 0 以后为每秒的最大流量。(2)实物校准。用实物校验装置对皮带秤进行在线实物校准，当物料在实物校验装置中准确称量以后，即可通过电动闸门控制物料按6 0 最大流量在皮带秤上计量所得资料如表3 所示(6 0 为日常运煤时的平均流量)。5 运行及效果分析对电厂输煤系统皮带秤系统改造完毕投入使用以后，运行正常。表2 零点允许误差澍试结果测试时间零点累允许误差测试点结论s(2 圈)计示值k g用2 1 255 3合格l 期乙2 1 245 3合格田1 7 8787合格期乙1 7 8

13、88 7合格皮带秤的工作流量比较稳定。在目常输煤过程中四台皮带秤均运行在有效称量范围(最大称量的2 0 一1 0 0)之间，系统运行稳定。衰3 实物技验结果衰标准物皮带秤相对误差计量点料重量累计示值136 7 536 8 402 4 田235 9 835 9 10 1 9 侧334 3 234 4 00 2 3 l 期13 6 6 236 5 30 2 4 乙23 5 7 23 5 6 4一O 2 2 侧335 9 135 9 9O2 2 l68 3 268 4 401 7 田一25 4 0 654 1 70 2 侧36 9 7 368 4 40 1 9 期l6 6 7 266 6 1。01

14、6 乙260 2 360 3 201 5 铡365 3 46 5 4 80 2 1 允许0 2 5 误差结论合格6 续束语影响电子皮带秤计量准确度及运行稳定性的因素是多方面的，本文只是起个抛砖引玉的作用，希望对大家有所启发。M e a s u r e m e n tE r r o rA n a l y d n go fE l e c t r o n i cB e l tC o n v e y o rS e R l ea n dI t sI m p r o v e m e n tS H ID e n g y u e(D e s i g n 啦e，S h a n x iB r a n c h 啦，

15、C H A L C O，H e j i n g0 4 3 3 0 0，C h i n a)A b s t r a c t；B ya n a l y z i n gt h ep r o b l e m si nu s i n ge l e c t r o n i cb e l tc o n v e y o rs c a l ei ne l e c t r i cp o w e rp l tc o a lf e e d i n gs y s-t e m s o m ec a u e e st h a ta f f e c t i n gr n e 鹅u 坞r r I e r 止8 c c u r

16、a o yo fe l e c t r o n i cb e r tC o n v e y o rs c a r ea r cf o u n do u t B a s e dO na c t u a lo p e r a t i n gc o n d i t i o n，c o n c r e t ei m p r o v i n gs c h e m e sa l eg i v e no u t E x p l a i n i n gt h a tp h y s i c a lg o o d si n s p e c t i o ni st h er e h a b l em e t h o

17、 df o re l e c t r o n i cb e l tc o n v e y o rs c a l e T h ee f f e c ti sv i s i b l ea n ds o l v i n gt h ep r o b l e mo fm e a s u r i n gc o a lf o rb o i l e r K e yw o r d s：e l e c t r o n i cb e l tc o n v e y o rs c a l e；p h y s i c a lg o o d si n s p e c t i o n；m e a s u r e m e n

18、te r r o r；t r a n s d u c e r；h o p p e rw e i s h e r 万方数据电子皮带秤测量误差的分析及改进电子皮带秤测量误差的分析及改进作者：史登跃作者单位：中铝山西分公司,计控室,山西,河津,043300刊名：化工自动化及仪表英文刊名：CONTROL AND INSTRUMENTS IN CHEMICAL INDUSTRY年，卷(期)：2004,31(2)被引用次数：4次 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.侯贵斌.夏如铁.杨成喆.田野 影响皮带秤精度的若干因素分析期刊论文-水泥2009(2)2.徐厚胜.XU Hou-sheng 对

19、电子皮带秤的误差进行实时监测、在线校验的探讨期刊论文-衡器2009,38(6)3.方原柏.FANG Yuan-bai 有关皮带秤应用问题的思索期刊论文-冶金自动化2008,32(3)4.厉达.何福胜 皮带秤技术的应用现状及发展趋势期刊论文-衡器2008,37(5)5.张志康.梁漫春.杨洁 激光皮带秤及其应用前景期刊论文-洁净煤技术2006,12(1)6.姚文高.Yao Wengao 皮带秤的标定误差分析期刊论文-电力科学与工程2008,24(5)7.金喜平.刘军.JIN Xi-ping.LIU Jun 智能电子皮带秤设计中的数字信号处理技术期刊论文-沈阳工业大学学报2000,22(3)8.谢光

20、辉 电子皮带秤计量误差的动态分析期刊论文-计量与测试技术2010,37(4)9.刘鑫.Liu Xin 皮带秤的原理及误差分析期刊论文-起重运输机械2010(8)10.杨细龙.张赤斌.杜永.YANG Xi-long.ZHANG Chi-bin.DU Yong 皮带秤称重模块的设计期刊论文-仪表技术2008(10)引证文献(4条)引证文献(4条)1.胡昊.陈思林.刘俊鹏.李颖.李文杰.殷亮 电子胶带秤在立井砂石散料回填计量中的应用期刊论文-工矿自动化2014(1)2.马小林 新型电子皮带秤设计研究学位论文硕士 20053.王效华 活性白灰回转窑生产线中PLC控制系统学位论文硕士 20064.黄光玉 全悬浮整机式电子皮带秤动力特性研究与数值模拟学位论文硕士 2005 本文链接：http:/