沖量式皮帶稱重計原理及應(yīng)用

1、1 / 4沖量式皮帶稱重計原理及應(yīng)用沖量式皮帶稱重計原理及應(yīng)用The principle and application of impulse type belt weighing equipment王群(營口職業(yè)技術(shù)學(xué)院,遼寧 營口 115003)摘摘 要：要：運用沖擊力水平分力原理的流量測量，進行檢測感應(yīng)桿送出信號到?jīng)_量變送器，產(chǎn)生檢測桿水平位移大小，通過差動變壓器線圈內(nèi)電流變化大小來檢測。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：沖擊力水平分力; 力電變換器; 位移大小; 瞬間流量值中圖分類號：中圖分類號： TB4TB4 文獻標識碼：文獻標識碼：B B 文章編號文章編號：1、引言利用沖擊力水平分力原理的流量測量的

2、方法，從理論上解除了零點漂移等問題。在一些粉狀、顆粒狀或塊狀等各種固態(tài)散料及漿狀、高粘度液體及特殊液體（鐵水）的連續(xù)稱重計量與控制過程中得到了應(yīng)用。我們依據(jù)該原理設(shè)計了皮帶稱重計，在實際使用中確立了它的應(yīng)有地位。本文試敘述固體物料傳輸皮帶稱重流量計的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及其應(yīng)用。2、系統(tǒng)工作原理當物料經(jīng)由給料機自上而下落到傳送帶上后，由于物料沖擊力與傳送帶之間有一固定夾角 ，如圖 1 所示，故傳送帶所受沖擊力可分解成一個水平分力 FH和一垂直分力 P。通過物料連續(xù)沖擊傳送帶下檢測感應(yīng)桿，沖量變送器輸出的與流量成正比的電流脈沖信號進行計算處理，檢測瞬間流量值。當物料由高度 H 自由下落時，粉體的瞬

3、時流量 G 將與沖擊傳送帶的沖擊力的水平分力成正比，其原理如圖 2 所示。2.1 在沖擊載荷作用下的情況垂直分力 F1的水平分力 F1H是隨著料流大小而變化的，即： （1）11111uvugGF式中 u傳送帶受沖擊速度v傳送帶的反彈速度如果令，并定義 e 為反彈系數(shù)，再euv11考慮空氣阻力對沖擊速度 u 的影響，引入一個系數(shù) k后（0k1） ，則 u 可表示成 （2）gHku2經(jīng)過進一步推導(dǎo)，垂直分力 F1的水平分力 F1H便可表示成 (3) sincos21sin11gHGeKFFH平行于傳送帶表面的平行分力 F2的水平分力 F2H表示成料倉給料裝置H傳送帶檢測感應(yīng)桿llFF2HF1F2u

4、1u2uVV2V1傳送帶表面圖2 沖量式稱重計原理F1H料流方向圖1 物料沖擊受力示意傳送帶FHaP2 / 4 (4)cossin2cos22gHBGFFH傳送帶總的水平分力 FH為上述二力之和： 2sin22)( 21gHGBAFFFHHH（5）2.2 載荷在傳送帶上有停留的場合此即指落到傳送帶表面上又反彈一下后，重新落到表面而順其下滑出的，即溜下去的那部分物料的作用情況。在傳送帶表面上逗留一段時間的粉料流量 可表示成 （6）vIG其中 I 物料溜出的平均距離 物料溜出的平均速度v盡管此力只在傳送帶的垂直方向起作用，無水平分力，但是，流動粒子與傳送帶表面之間的摩擦力，將在傳送帶表面產(chǎn)生一沿著

5、流動方向的力，當傳送帶與流動粒子間摩擦系數(shù)不變時，力值大小只隨流動粒子數(shù)量多少而變，此力定義為 FFH時，則總的水平分力將變成 （7）FHHHFFFF21這就是說，當粒體從 H 高度落下，傳送帶傾角為 、粒子在傳送帶表面滑下距離為 l及粉體特性的都一定的話，則傳送帶所承受的水平分力便只與粉體瞬間流量 G 成正比關(guān)系。在實用中，有著下列的經(jīng)驗公式： （8）HGFHsinsin1001其中 為落料角度，即料流與傳送帶間夾角，而 為水平分力 FH與傳送帶之間夾角，H 為常數(shù)。由此看來，F(xiàn)H與瞬間流量 G 成正比，這樣一來，只要檢測出水平分力 FH，便可知道瞬間流量值了。3、系統(tǒng)構(gòu)成固體皮帶稱重流量計

6、：由圖 3 所示的沖量變送器、流量積算控制儀表柜、計算機控制及穩(wěn)流裝置等組成。（1）穩(wěn)流裝置穩(wěn)流裝置是一種保證被稱量物料平穩(wěn)下落并集中沖擊到傳送帶理想位置即檢測感應(yīng)桿及下落后順利地流出去的機構(gòu)，同時檢測感應(yīng)桿送出信號到?jīng)_量變送器。為此，除應(yīng)選用合適的給料裝置如電磁震動式、皮帶機式、圓盤式、攪龍式、自重式等之外，還應(yīng)在給料裝置與沖量變送器之間設(shè)有物料下流量積算儀表圖3 沖量式稱重計系統(tǒng)構(gòu)成校準傳送口計算機控制料倉檢測感應(yīng)桿穩(wěn)流裝置給料裝置 沖量變送器FH傳送帶aa次級線圈檢測桿初級線圈磁芯P 反饋彈簧（測量彈簧）傳送帶料流方向圖4 沖量變送器原理圖3 / 4落的穩(wěn)流導(dǎo)槽，并在其上設(shè)有校準開口，便

7、利標定時泄料。（2）流量積算儀表柜流量積算儀表柜是一種將沖量變送器輸出的與流量成正比的電流脈沖信號進行計算處理，顯示瞬時流量值、累計總重，輸出 420mA 電流信號，并把信號輸入計算機進行控制調(diào)整的電氣裝置。（3）沖量變送器沖量變送器是一種將物料流量轉(zhuǎn)換成與之成正比的電流脈沖信號的力電變換器。由于利用的是物體下落沖擊力原理，因此通稱沖量變送器，其原理如圖 4 所示。上面介紹，物料經(jīng)由給料機自上而下落到傳送帶上后，物料沖擊力與傳送帶之間有一固定夾角 ，傳送帶所受沖擊力可分解成一個水平分力 FH和一垂直分力 P。在該裝置中，在設(shè)計之初便采取了使得垂直分力由內(nèi)部機構(gòu)所吸收而只考慮其水平分力的作用方式

8、，使作用于傳送帶軸桿上的水平分力，通過檢測桿上的磁芯在差動變壓器線圈中的移動變換成與之相對應(yīng)電壓信號的方式來檢測的。4、位移電量間的變換通過上面受力分析，檢測桿水平位移大小，是通過差動變壓器線圈內(nèi)電流變化大小來檢測的，即如圖 5 所示。在這里有一個頻率為 2.7KH2，電壓為 9.5V 的正弦波電壓源作差動線圈的初級線圈源，而差動線圈的兩個次級線圈同名端相互對接，并在物料為零時，磁芯的位置處在使輸出為0.2mA 的狀況。一旦有物料沖擊傳送帶時，傳送帶產(chǎn)生水平分力 F1H這個水平分力使磁芯位移，從而改變了磁芯在差動線圈中的原有位置，使次級線圈輸出信號的不平衡狀態(tài)擴大，從而輸出相對應(yīng)的電壓信號，通

9、過整流而變換成 0.23.3mA 的直流信號輸出。其中，磁芯的典型位移為 02.4mm，變送器有 0.23.3mA 的相應(yīng)輸出，此信號經(jīng)整流放大，變換成01.0mA 標準信號。在顯示儀表中，由電流變換器、積分電路、間歇振蕩器、單穩(wěn)觸發(fā)器、驅(qū)動放大器和電磁計數(shù)器等構(gòu)成比例積分器，它將 010mA 信號，變換成與電流成正比的脈沖信號，通過放大，最后驅(qū)動電磁計數(shù)器，從而實現(xiàn)物料重量的顯示及累計功能。2003 年營口廣力稱重設(shè)備 XXX 參照國外樣機，并結(jié)合我國實際而開發(fā)的固體流量儀，除具有國外同類產(chǎn)品的準確度及功能外，在儀表中有了數(shù)據(jù)輸出、打印、斷電自動打印、自動零點跟蹤、超程報警、瞬間流量顯示等功

10、能和特點，同時通過控制反饋進行定量控制、定值調(diào)節(jié)、定量包裝、自動配料，斷電后能自動保存機內(nèi)存儲數(shù)據(jù)，有自診斷等功能和特點，可自動檢測出儀表各部位的故障，在這里，它把經(jīng)過 V/F 變換后的頻率信號送入計算機處理，并將結(jié)果輸出。事實上，該種流量計的準確度，主要取決于檢測傳感器，它的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試等將直接影響著計量確度。目前，這種固態(tài)流量計不僅用于常溫下，已用于高溫下作特殊的測量，如建材、糧食、化工、食品、冶金、礦山、運輸?shù)炔块T，應(yīng)用在散裝物料的流量控制、配料、計量和批量發(fā)貨等場合，近年就把它用于五礦營口中板集團 XXX 配料的連續(xù)計量的定量計量，1999年把它用于青島港煤運的定量計量，效果

11、均十分理想。參考文獻參考文獻: : S2602.7KHz9.5V15V0V02.4mm0.23.3mAV/I圖5 260型變送器結(jié)構(gòu)功能4 / 41. CAXA 電子圖板 2005S. 北京：北京北航海爾軟件 XXX，20052.蘇翼林.材料力學(xué)M.天津：高等教育出版社，19863.孫立斌 馮慧.AutoCAD2002 中文版培訓(xùn)教程M.北京：清華大學(xué)出版社，20024徐灝：機械設(shè)計手冊（J）.北京：機械工業(yè)出版社，1992The principle and application of impulse type belt weighing equipmentWangqun(Yingkou P

12、rofessional technical institute,liao ning,Yingkou 115000)Abstract:Abstract: Applying principle of the shock level divide power and carrying on flow measurement, and measure reaction pole send the signal to the impulse changer, then measure horizontal displacement of the pole, finally measure electri

13、c current change of voltage transformer.Keyword:Keyword: The shock level divide power; Strength - Electric voltage transformer; Displacement; Instantaneous flow value.InIn picturepicture classficationclassfication number:number: TB4TB4 DocumentDocument identificationidentification yard:yard: B B ArticleArticle number:number: 整理簡介：王群（196