高精度电子皮带秤计量系统

一、项目背景

在以往的皮带输送计量过程中，常见的秤体型号有20秤，30秤，17秤，14秤，或由以上各种秤体衍生出的各种异形秤体结构。经过几十年的使用情况来看，老式的秤体结构计量精度一般在0.5%到1%附近，在校验时能够达到0.2%的精度，实际使用会远远小于校验时的精度。老式秤体结构复杂，传力机构较多，转动环节较多，这些都会大大影响实际使用时的精度。另外传统的计量算法仅仅对称重和测速信号进行了简单的积分运算，其它的影响因素都没有考虑。这对于皮带秤的计量精度及稳定性是致命性的，也是原有计量算法无法达到贸易结算使用要求的本质所在。

高精度电子皮带秤计量系统采用了独特的秤体结构，其机械结构能够避免各种中间传力机构造成的信号失真，能够让电子计量系统得到较为真实的数据。另外系统将皮带张力，温度变化以及称重传感器的灵明度变化都进行了综合的考虑，使系统精度有了质的飞跃。

二、研究内容

1.主要影响称重的因素

由于皮带张力的不同和安装位置不同，称重单元对于相同的物料重量其表现出的受力大小会有所不同。安装于两端的称重单元其受力会不同于中间位置的称重单元，而安装于中间位置的称重单元相对来说会表现的比较稳定。通过其受力的变化量可以推理皮带张力的影响效果，对于不同的皮带其变化效果不同。

温度变化对于电子皮带秤来说是一个比较大的影响因素，温度的变化会影响皮带的张力变化，同时也会影响称重传感器的输出信号，另外温度的变化对于秤体的材料应力也会产生细微的变化。因此温度对于称重系统的计量也会有一定的影响效果。计量系统需要不断采集温度数据，以便实时的对系统计量进行补偿修正。

传感器在受力时会发生弯曲形变，形变后的称重传感器其灵敏度会发生非线性的偏移，因此也会造成计量的非线性误差。计量系统应能有效纠正该误差量，以便使称重传感器的灵敏度恢复到线性区域，得到正确的间隔变量。

2.计量系统的组成

高精度电子皮带秤计量系统由N个称重单元和相应的数据传输数据处理显示部分组成。主要由称重单元（秤台）、单元信号接线盒、测速传感器、现场信号采集器、计算机综合处理系统等部分组成。系统构成图如下：

（1）称重单元

称重单元采用特殊的秤体结构，与安装在秤台上的称重托辊组成一个独立的称重单元。

该称重单元结构形式消除了传统称重结构的种种弊端，使物料受力更为真实。称重单元采用双传感器双支点无应力影响结构，使皮带秤的传感器受力能够真实稳定的体现出称量物料的重量，大大减少了自身因素造成的信号失真和突变因素。

在称重单元中提出了测量称重传感器温度的理念，实时测量称重传感器温度变化，由电子计量系统根据实验室的实验数据分析并进行实时补偿运算。

称重单元采用特制钢结构材料制造。全新的工程化设计、标准化生产，抛丸处理、喷塑防护。具有极富现代感的清新外观和紧凑合理的结构，秤台刚性好、免维护。        

（2）现场信号采集器

现场信号采集器是我公司自主知识产权开发研制的新一代高精度、高可靠性的皮带秤信号处理单元，专为SY-ZLC高精度电子皮带秤计量系统配套使用，具有极高的采样速率和转换精度确保信号采集的准确性。

（3）计算机综合处理系统

计算机综合处理系统采用高可靠性触摸式计算机系统，操作方便，简单易用。

3.系统基本原理

物料通过称重单元时，称重传感器将重量信号转换为电信号并传送给现场信号采集器。现场信号采集器将采集的模拟信号转换为数字信号并进行计算。然后发送到终端计算机处理系统，计算机系统内存储了大量的实验数据，依靠计算机强大的处理能力和系统内的实验数据不断对秤体信号进行数据还原，以此得到真实的物料信号。由此得出准确计量的数据。

每一组称重单元采用的称重传感器在出厂前都有严格的温度及线性试验，每一组传感器都有唯一的ID号记录，其实验数据将会备份在计算机综合处理系统的数据库里，在计量过程中计算机综合处理系统和现场信号采集器进行数据交互，实现数据采集实时补偿，提高每一组称重单元的数据真实性。计算机综合处理系统根据各称重单元的受力大小实时分析皮带张力影响，能够消除95%的皮带张力变化带来的称重信号失真。温度的实时测量可以及时有效的消除由温度变化造成的皮带张力变化及秤体结构因温度产生的误差。独特的秤体结构和专门定制的称重传感器以及计算机强大的数据处理能力使计量准确度和长期稳定性有了本质的变化。

三、系统应用效果

高精度电子皮带秤计量系统的称重单元采用特殊的秤体结构，摒弃了原有的秤体结构，由两只称重传感器及支撑平台构成，消除原有秤体结构带来的不稳定因素，在计量稳定性和计量精度方面具有革命性进步。

从现场使用情况来看，校验时可以达到0.03%的校验精度，该精度足以达到或超出控制衡器的计量精度等级，能够长期稳定在0.2%的精度范围内，足以作为散状物料在皮带运输过程中的贸易结算秤使用，具有广阔的推广应用前景。

四、现场使用要求

高精度电子皮带秤计量系统具有极高的计量稳定性和精确性，其使用约束性也是显而易见的。主要有：

1.皮带机和输送机架应处于良好的工作状态

2.使用现场应具备在线检测控制衡器，而且控制衡器必须要近期检定的。

3.应由专业的安装工程师进行安装调试。