皮带秤

一、电子皮带秤

1.电子皮带秤的结构

电子皮带秤一般由六大部件组成，如图：

电子皮带秤的结构

物料在输送状态下,皮带秤的称重是利用称重传感器和测速传感把皮带上通过的物料重量与皮带速度转换成电信号。现场放大器对两组信号进行适当处理,输送给主控制计算机进行积算、调节、控制等。最后从显示器给出称重累计结果。这是皮带秤自动、连续累计称重的过程。方框图见图。

皮带秤方框图

1.称重原理

皮带秤是对散状物料自动地连续、累计称量的计量器具。连续、自动称重是皮带秤的主要特点。

为了测行运动皮带上单位长度的瞬时流量,某一段距离的物料重量,或一段时间和一段距离的累积重量。这些量在理论上的计算,可用积分法和累加法两种数学模式来演算。

积分法

输送机输送物料时,主控机连续测量皮带上每单位长度的载荷值q(kg/m)并与皮带在同一时刻的速度u(m/s)相乘,测得结果为物料的瞬时流量q•v(kg/s)。因物料输送的不均匀性和皮带速度随时间变化,所以在T时间间隔的累计流量可以用以下积分式表示。

式中:w—T时间间隔的物料累计量kg或t;

T—物料通过秤的时间S或h;

q(t)—皮带单位长度上的物料重量kg/m;

u(t)—物料在皮带上的运行速度m/S。

(注:按习惯将重量称为“Kg”,而未用“Kgf’’)

累加法

输送机输送物料时,我们约定每当皮带运行一段距离t时,累加器作一次称料重量的累加q,在一段时间内,皮带运行了n倍1的距离,累加器则有n次被称物料重量的累加w。即:

2.称重技术的发展及分类

（1）称重技术的发展

皮带秤起源于19世纪末、西方工业发展时期。它的称重原理最早来源于斗式输送机对散料连续自动称重的装置。这种装置于1880年获得了计量许可。1908年在英国公布了第一个皮带秤的专利。1970年由英国制订了一个自动秤的检定规程。

二次大战后,尤其是近三十年来,由于传感器制造工艺和电子技术的飞速发展,给整个称重技术注入了新的血液,激发了活力,为提高皮带秤的计量性能创造了有利条件。

皮带秤的发展大致经过了以下四个阶段:

最初的产品是纯机械式皮带秤,一般采用增量式编码器,机械式或光电式扫描码盘等,使皮带秤的机械杠杆具有平衡条件,识别一记数和启动功能。这是第一代。

第二代是传感器电子仪表皮带秤,检测部分一般有光电脉冲或磁脉冲变送器测速,二次仪表用模拟积分放大电路或数字系统积分电路来实现动态称重过程的平衡、识别和累积计算功能。

这两代皮带秤只能测量、累积计算,对运行中计量性能的变化不能控制,因此动态计量准确度较低,稳定性差在用户中信誉不佳,逐渐被第三代、第四代皮带秤取代。

第三代、第四代是传感器微机式皮带秤和微机智能化的皮带秤。微处理机引入皮带秤使电子元器件结构、内容和集成化程度大大提高。生产厂家可以根据现场使用条件去满足用户的愿望。

（2）现有的分类方法

皮带秤的结构形式、种类较多,分类的方法多种多样,至今仍不统一。

以称重传感器的工作原理进行分类的有:电阻应变式皮带秤;差动变压器式皮带秤;压磁

式皮带秤;核子式皮带秤和陀螺式皮带秤等。其中以电阻应变式的产品最多。

以秤架结构形式进行分类的有:单托辊式皮带秤;多托辊式皮带秤;平行板簧式皮带秤和悬臂式皮带秤等。

在烟草行业中,以用途进行分类的有:

a)计量型电子皮带秤;

b)控制型电子皮带秤;

c)配比型电子皮带秤;

d)定量型电子皮带秤;

二、核子皮带秤

1.核子皮带秤的工作原理

核子皮带秤有A型和C型两种框架结构,它由放射源、探测器、测速传感器及机架等部分组成，如图：

核子皮带秤示意图

放射源置于框架的上方,这是一个以铅为防护层的密闭容器,其中装有放射性同位素钻

()或铯(),容器下方开口,使同位素放射的γ射线按一定放时角普照整个皮带宽度上的物料。下射线是一种穿透能力很强的光子,其能量从几个电子伏到几兆电子状。高能光子穿透物质时,就产生光电效应—康普顿效应,并有电子对产生。这些能量有一部分被输送带上的物料吸收,其余的就被探测器接收并转换为电信号,待和测速传感器的信号相乘之后,显示出单位时间内输送物料的重量。位于胶带下方的探测器,其接收到的射线强度与被测物料的厚度、密度有关,并具有如下的函数关系:

对给定的输送机系统,W和I。是固定不变的。测量同一种物质,μ也是固定不变的,因而射线强度I仅仅代表皮带单位长度载荷L。

从上式可见,被测物料厚度,密度的变化,可转换为射线强度的变化。探测器接收射线的强度与皮带上物料的负载成反比。探测器将接收到的射线转换成电信号,并将此信号送人计算机,计算机再根据速度信号和载荷信号按重量单位计算出流量,再通过累加器累计出总量。

2．探测器

探测器实际上是一只探测透过物料强度的传感器。在核子皮带秤中常用的探测器有电离室和闪烁计数器两类。其作用是将核辐射转变为电信号,而该电信号与被测参数有函数关系,以达到传感的目的,并输给计算电路计算。

（1）.电离室。其工作原理是利用射线通过物质时的电离作用,把被测粒子的能量在电离室偷出端转换成电信号,再用电子设备对该信一号进行分析处理。电离室通常为圆筒形结构。图中2为阳极,l为阴极,筒内充有情性气体,在阴阳极间加一适当电压U。当γ射线进人电离室时,由于自身损失能量引起圆筒内气体的电离而形成电子和正离子。在电场作用下产生一

微小的直流电流信号I(t),其强度约为A。

电力离室工作原理图

电流电离室虽在筒内充有.高压气体,使气体密度加大,但它的灵敏度仍然较低,所以要

求放射源具有较高的辐射强度。

（2）.闪炼计数器。闪烁计数器的结构见图。其工作原理是当闪烁体受到下射线照射后,就会放出光电子,但此时的光电子数目很少,经光电倍增管内的联级放大板,使倍增放大,当电

子束最后到达阳极时,它所含的电子数目比原来的光电子增多了倍,这样在光电倍增管的阳极上产生一负脉冲,它的大小和原来光电子的多少成正比,从而达到测量,对线强度的目的。

闪烁计数器工作原理图

闪烁计数器具有高灵敏度,它对射线有很大的阻止功能,因此对探测射线强度有很高的效率,它要求的核源强度较低,但是无论哪种结极或哪种形式的探测器,都要求射线须完全照射到愉送的物料并被探测器所吸收。

3.核子皮带秤的应用及注意事项

核子皮带秤无论从技术性能或经济效益而言,均比电子皮带秤优越。核子皮带秤的放射源有效使用期为30年,而且不需要维修。此外,核子技术还可用于刮板式、螺旋式、振动式等各种输送设备,能对20多种物料进行称量。

由于核子皮带秤所测得的结果通常受外界因素变化的影响,因此,在使用中应注意以下问题。

1.核子皮带秤应在带式输送机满载工况下正常运行后再设人工作,测量时间应在连续运行5min以上。

2.由于各种物料对射线吸收性能是不同的,若被测物料混杂有其它物料,就会影响称量精度。因此,通常在输送带上只允许有一种物料通过。

3.核子皮带秤对物料在输送带上堆集的形状变化很敏感,其粒度大小、供料方式都会导致称量误差,故输送带上物流的几何形状要尽可能保持相同,以提高称量精度。

4.若将输送带负载稳定在80%左右,且变化率不大于20%,可保证其测量精度。

5.由于水的辐射吸收特性不同于被测物料,因此物料湿度的变化要有一定的指标,一般要求含水量变化应在土5%以内,否则就应利用计算机加以修正。

如能满足以上条件,核子皮带秤的测量精度可达到士0.5%。但是目前我国在供煤中有时难以满足以上要求,因此,在实际应用中其测量精度会有所降低。

核子皮带秤测量物料是近儿年发展起米的一项新技术,具有许多电子皮带秤无法相比的