皮帶輸送機廣泛地應用于冶金、化工、礦山等行業, 對于散狀的固態原料( 如礦石、煤粉、水泥) 進行自動輸送,尤其是適合于高空、高溫和有害環境下作業。 例如, 水泥廠粉磨車間的熟料配料系統就是依靠調節皮帶輸送機的速度來控制水泥磨的進料量, 完成對各種熟料的配比。
1 電子皮帶秤的工作原理
電子皮帶秤是一種用于測量控制皮帶輸送機的速度和物料流量的實時控制器, 其工藝過程如圖 1所示
電子皮帶秤定量給料的原理是, 物料經過皮帶秤秤臺時, 稱重傳感器把重量信號轉換為電信號并傳送給稱重顯示控制儀。 稱重顯示控制儀不斷檢測秤架上物料的流量并與儀表內的設定值進行比較, 得到實際流量與設定值之間的偏差值經過儀表內軟件一系列復雜的運算后, 稱重顯示控制儀輸出 P I D電流信號到調速執行設備 ( 如變頻器) 。 調節皮帶或給料設備的速度, 改變下料或出料量的大小使之與設定值趨于一致, 從而實現定量給料的目的。
電子皮帶秤計量物料流量的信息傳輸過程為:稱重傳感器測量皮帶上運動物料的重量, 并輸出對應的電信號;速度傳感器測量皮帶運行速度, 并輸出對應的電信號; 稱重顯示控制采集上述兩種信息, 運算并輸出對應的電信號。
常見的運算方法有累加法和積分法。累加法是指當皮帶輸送機運行時, 每隔一段固定長度就對物料質量測量一次。積分法簡單的講就是某個瞬時測得的皮帶單位長度上的物料質量P ( t ) 與此時測得的皮帶速度值 v ( t ) 的乘積在時間長度 T上的積分。
2、稱重傳感器
皮帶上的物料 ( 包括皮帶重量) 是通過稱量托輥傳遞給秤架, 再將力傳遞給稱重傳感器的。 稱重傳感器的結構形式有電阻應變式、壓磁式、差動變壓器式、電容式、壓電式等。 電阻應變式稱重傳感器因工藝成熟、制作簡單、高精確度( 最高精確度目前可做到重復性、非線性、滯后指標優于 0. 01%) , 一直占據 90%以上的稱重傳感器市場份額, 國內市場幾乎是電阻應變式稱重傳感器的一統天下。電阻應變式傳感器的原理是用應變片直接測量彈性元件的應變, 實現間接測量壓力。 這種方法彈性元件變形極小, 可以測量高頻率變化的壓力。
應變式傳感器的應變元件實際是一個測力應變筒, 被測壓力經膜片轉換成相應大小的力, 再傳給應變筒。 應變筒受壓縮變形, 沿軸向貼的應變片受壓阻值變小, 沿周向貼的應變片受拉阻值增大, 組成應變電橋即可得到輸出電壓值, 從而測出壓力值的大小。 應變式傳感器的結構如圖2所示。
稱重傳感器測量原理采用全橋電路( 圖 3) , 其中輸出電壓 US C = U× ΔR1/R1。全橋電路中的 R1、R2、R3、R 4阻值均相等。 ΔR1為應變片測力時變化的阻值, 它反映了所測壓力的大小與輸出電壓 U s c 的關系( 成正比 ) 。 設計中使用全橋電路的目的在于: 當 R 1 =R 2 =R 3 =R 4時, 電橋電壓靈敏度最高, 并消除了非線性誤差, 也起到了補償作用。
3、常見問題的處理方法
a )正常開啟電子皮帶秤, 電腦顯示停止, 無流量。速度傳感器及其線路應重點檢查, 在不確定之前, 可以將速度信號的給定方式由實測改為內給, 若正常則說明速度信號異常, 檢查或更換速度傳感器。
b )電子皮帶秤的零點值過高, 稱量不準。 出現該情況, 首要先檢查秤架是否有問題, 例如是否壓有重物在秤架上,是否有松動傾斜秤架的螺栓等。 確認秤架沒有問題, 然后檢查皮帶秤稱重傳感器 , 在空秤時測量各個傳感器的輸出信號, 如果輸出信號相差過大, 則說明有傳感器損壞, 確定后更換稱重傳感器。
c )當皮帶機運行停止時, 由于有剩余物料在皮帶上或皮帶不均勻皮重造成顯示儀表仍在緩慢跳字, 造成不運物料而積算器仍不斷累積。處理辦法: 1) 將小信號切除值( 物料瞬時流量低于此值, 積算器不再累積) 適當抬高; 2)將皮帶輸送機電氣運行觸點接入顯示儀表的供電回路, 當皮帶輸送機停止運行時, 顯示儀表的電源也就斷開了。
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