电子皮带秤在企业计量工作中的应用

张　停　高秀红

(1.山东省莱芜市计量检定测试所，莱芜 271199；2.山东泰山钢铁集团有限公司，莱芜 271100)

0　引言

众所周知，近些年来因世界金融危机，造成钢铁行业市场萧条，不景气，向成本要效益已成为众家求生存的唯一出路，高炉入炉料计量的电子皮带秤，其精度的高低直接影响着高炉的产出平衡。成为上下工序挖潜效益关注的焦点。

1　电子皮带秤概况

1.1　电子皮带秤的组成

电子皮带秤由秤架、称重传感器、速度传感器、测速滚筒、接线盒、积算器以及其他附件(如角度补偿器等)和连接电缆等组成。

1.2　工作原理

物料通过皮带秤上方的皮带时对皮带有相对的压力，压力通过皮带传递： 托辊→秤架→称重传感器，称重传感器受力变化，其信号电压mV信号也发生相应的变化，其变化值传到仪表。速度传感器产生一系列脉冲信号，脉冲的输出频率正比于皮带的速度。传输线路送至仪表，仪表接收到重量信号和速度信号后进行转换计算得出瞬时流量值，并对流量过程在时间的积累进行累加，得出相应累计值。

2　电子皮带秤的规范安装

在确保皮带秤产品质量情况下，正确应用和安装可获得整个系统稳定的计量性能和精度。

2.1　安装位置的选择

对于秤框的位置最好安装在皮带输送机的尾轮端，此位置为皮带输送机张力变化最小的地方。秤框离落料口的距离：一般情况选择落料口至秤框3～5m。皮带输送机较短或只能安装在离驱动轮接近时，必须有2组至3组的过渡托辊以减少皮带张力的影响。当皮带输送机托辊槽角为0°或20°时，则必须有2组过渡托辊。皮带输送机长度大于25m时，必须采用重力张紧装置，皮带输送机尽量选用柔软、富有弹性的胶带，胶带接头应平整，不得使用金属搭扣连接。安装秤框部位的皮带输送机结构，必须保证强度，如果刚度不够，必须进行加固。皮带机的倾角不能过大，以免物料滑落滚动，重复计量。安装跑偏导向托辊时，必须要离开秤框5m以上，不宜太近。皮带输送机有下凹/上凸时，秤框应安装在远离切点至少12m以上，并应靠近尾轮端。

2.2　秤框的安装

依据安装总装配图规范进行钻孔、安装悬框架，注意框架两纵梁必须平行。秤框上的托辊及相邻间三组托辊的不同心度要保证在0.5mm以下，并要求转动灵活，不能有卡死或转动卡住的现象。安装传感器的两个主杠杆处于同一水平线上。传感器安装必须垂直于主杠杆，调整悬框绳索的松紧，吊紧绳索必须拉直，受力于中轴线上。按要求将安装好的托辊组用夹头定位，添加垫片使秤框上的托辊和左右相邻三组托辊在同一直线上，与直线垂直的高度误差在0.4mm以内，然后固定。在秤区域即皮带输送机的下皮带上，安装速度传感器，要求速度传感器与皮带紧密接触，无弹跳现象。必要时可安装压簧装置来阻止测速滚筒的跳动。从实际应用来看，全悬浮式秤架受其限位的影响其精度及稳定性并不优于悬臂式秤架，安装时应注重限位拉杆的松紧度要适中，不宜过紧或过松，否则会有分力参与称重，影响稳定性。最好选用万向轴式拉杆限位。

现场接线必须按照现场接线图的规定进行，在此不作赘述。检查全部接线并确定是否牢固、是否短路及检查对地电阻，注意不要用摇表来检查现场接线。接点松动、焊接不可靠、有断路和短路现象以及不按要求接地的情况发生时，会产生读数错误及称重读数的不稳定。

3　皮带秤的校准

3.1　皮带速度和校验周期的检侧

校验周期一般取皮带运行整数圈时间的整数倍，皮带速度和校验周期测量时取多次测量的平均数，其准确与否将直接影响着零点和示值的稳定性和重复性。

3.2　去皮校零

先静态校零，再动态校零，依据两者系数的差距，机械调整秤架，直至两者系数差别不大时存储动态调零系数。将仪表返回称重状态，查看空皮带是否走数，适度设置空跟阀值。空皮带不走数情况下，阀值愈小愈好。

3.3　量程间隔校准

电子皮带秤的间隔校准有四种方式，即电子校准、挂码校准、链码校准和实物校准。在日常检验中一般采用后三种校准模式。挂码校准和链码校准均是一个恒定载荷加载于传感器上，校准模式较为理想化，它要求皮带速度一定要精确，采用不精确的速度计算出来的参考值就会带来人为误差。计算公式如下：

理论值(t)=砝码重量(kg)÷有效称量段长度(m)×皮带速度内给值(m/s)×校验周期(s)

其误差结果应符合下式规定：

所以它们只用于计量精度要求不高的工艺秤，或在一定的条件下作为计量皮带秤的稳定性的验证手段。而实物校验是实现皮带秤量值传递最好的方法。它是指用公认的标准对皮带秤所称重的实物进行预先或通过后的称重，是国家标准推荐采用的一种校准模式。皮带秤的首次检定必须进行物料试验，物料试验标准值由控制衡器读出。所用控制衡器有两种：一是在线的实物校验料斗秤装置，二是离线的电子汽车衡。

若控制衡器是在物料试验之前检定的，控制衡器的误差不大于自动衡器最大允许误差MPE的1/3即可。若控制衡器只是处于检定有效期之内，控制衡器的误差应不大于自动衡器最大允许误差MPE的1/5。控制衡器的准确度较高、分度值足够小、分度数足够多，可采用直接读数法，直接读取控制衡器的显示值作为物料检定的约定真值W。若认为控制衡器分度值不够小，应采用添加小砝码的方法，即“闪变点”法，获得控制衡器化整前的示值：P=I+0.5e-△m(I为显示值；e为检定分度值；Δm为添加小砝码量)，将化整前的示值作为物料检定的约定真值W。如果控制衡器具有1/5～1/10分度值的内部显示，也可采用内分辨率法读取控制衡器的内分示值，将控制衡器的内分示值作为物料检定的约定真值W。

物料试验准确与否，一定程度上取决于试验物料吨位大小。试验载荷应不小于下述各值的最大值：1)在最大流量下一小时累计载荷的2％；2)在最大流量下皮带转动一圈获得的载荷；3)对应表1中相应累计分度值数的载荷。

表1　相应等级秤的累计分度值数的载荷

3.4　校验方法

1)在确保有足够的料量基础上，在送料口加一均料刮板，使得送料量尽量均匀；2)检查物料流经路线确保实验物料全部通过皮带秤，流量控制应尽量接近常用流量，确保物料全部通过，防止皮带跑偏，杜绝物料撒、漏，记录皮带秤示值；3)依据仪表功能菜单，打开实物校验窗口，输入相关参数，开始物料试验，实验完毕，将标准值输入皮带秤仪表，仪表即可根据误差e的大小自动调整皮带秤仪表；4)也可在正常称重状态下进行，记录实验前仪表示值m1，开始物料试验，物料全部通过，记录试验后示值m2，计算皮带秤示值W′；5)计算累计误差e：W′=m1-m2，e=(W-W′) /W×100％；6)根据e的大小调整皮带秤仪表；7)填写校准记录，完成校验误差折线图。

误差的调整应综合考虑：误差产生的原因及分布状态、突变误差，查清原因后应予以剔除，不作为修正依据。首次校准应取数次实验误差的平均值予以修正；随后校准，应兼顾流经皮带秤物料的投入和产出平衡、校验误差的历史数据，予以综合分析后适度修正。

挂码校准和链码校准因无法考虑皮带张力的影响和速度的瞬间变化，只是在一定的条件下验证皮带秤的稳定性，一般在实物校验后周期进行。校验结果作为秤稳定运行的依据。挂码校准和链码校准应在短时间内至少重复进行三次，以便对重复性做出评价。其重复性应满足下列百分数：对0.5级皮带秤为0.1％(皮带秤检定的MPE为0.25％，使用中的MPE为0.5％)；对1级皮带秤为0.2％(皮带秤检定的MPE为0.5％，使用中的MPE为1.0％)；对2级皮带秤为0.5％(皮带秤检定的MPE为1％，使用中的MPE为2％)。三次试验结果的平均值可以有效地预防或及时发现该秤在检定周期内所产生的各种故障，以便及时采取相应的措施，从而降低使用风险，提高称量结果的置信水平，也可利用加放不同砝码量，判断电子皮带秤线性误差是否失真，使皮带秤动态计量保证更为有力。

4　皮带秤的维护

每天对皮带秤的秤架清扫一次，防止秤架上积累物料而改变零点引起秤数不准。每周两次对皮带秤的称重托辊和测速滚筒进行机械检查维护，确认使用状态良好，防止固定螺栓松动，防止托辊和滚筒不灵活转动，及时清除托辊及滚筒粘料。每月润滑轴承一次。

两天一次去皮校验零点；一周进行一次挂码校准(挂码量50％最大流量，重复进行三次)；一月一次实物校验(物料流量为正常传输物料流量，进行三批物料)。

5　结束语

通过措施的实施，秤的稳定性和准确性均有了大幅度的提高，实物校验误差均控制在±0.5％以内，达到了预期的效果。

[1]国家质量监督检验检疫总局.皮带秤检定规程(JJG195-2002)[S].北京：中国计量出版社，2002

[2]国家质量监督检验检疫总局.数字指示秤检定规程(JJG539-97)[S].北京：中国计量出版社，1997

[3]韦梦呈.电子皮带秤的标定方法[J].计量技术，1987(12)

[4]莫远胜.微机电子皮带秤误差大的原因分析及改进措施[J].计量技术，2007(4)

[5]施汉谦，宋文敏.电子秤技术[M].北京：中国计量出版社，1991