电子皮带秤链码校验精度的影响因素分析及对策

白剑锋

（珠海发电厂，广东 珠海519050）

1 结构和作用

珠海发电厂在C2 A／B和C8 A／B分别安装了MERRICK MODEL 465型的悬挂式电子皮带秤，主要由秤架、测重传感器、测速传感器、微处理器等组成，误差≤0.25%。其结构如图1所示。

图1 电子皮带秤结构示意图

（1）秤架由固定秤架、活动秤架、称重托辊及托辊架、秤架支承系统等组成。（2）测重传感器是利用电阻应变原理进行工作，将力的作用转换成线性变化的电信号（模拟量）。（3）测速传感器用于测量皮带在输送物料时的瞬时速度。（4）微处理器由主板、A／D转换模板（HPAD）、处理器（CPU）模板、缓冲模板、通讯模板、模拟输出模板、电源设备、显示模板、键盘等组成。测重传感器信号经过A／D转换成数字信号，与测速传感器的速度信号传送到缓冲模板，由处理器（CPU）进行处理分析，显示出皮带的瞬时输送重量和最后的累加输送重量，同时输出模拟信号；另外可以通过通讯模块与其他设备进行连接。

2 工作原理

电子皮带秤称重桥架安装于输送机架上，当物料经过时，计量托辊检测到皮带机上的物料重量通过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号。速度传感器直接连在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，由测速传感器测出的皮带的速度信号也送入皮带秤处理器，处理器将速度信号与称重信号进行积分处理，得出一个瞬时流量值和累积重量值，并转换成选定的工程单位在显示器上显示或记录打印。

式中，Q为物料重量；比重P（t）为每米单位皮带的物流重量（kg／m），由称重传感器测取；V（t）为速度（m／s），由速度传感器测取；d t为时间自变量。

电子皮带秤经过一段时间使用后，计量精度会发生变化，为了保证电子皮带秤的计量精度，满足生产中的计量要求，通常使用链码进行校验，链码是一种模拟负荷标准器，它模拟皮带上物料负荷置于皮带上，两头用绳子牵拉以防走偏或后者同皮带一起滑行，其长度应能覆盖电子皮带秤的称重托辊以及前后2组托辊，记录皮带一圈的长度和运行的圈数，作为链码的基准值，经称重显示器累积量为基准值比较，就能确定电子皮带秤的实际误差，并通过皮带秤的微处理器调整精度。

3 链码校验精度的影响因素分析

根据式（1），影响皮带秤的主要因素有比重P、速度V，其中由于皮带秤的有效称重长度是固定的，皮带上的重量与比重成正比，因此以下均采用较为通俗的重量值进行分析。

3.1 称重因素的影响

皮带秤中称重传感器上计算物料实际重量W 可用公式（2）表示：

式中，W 为皮带上物料的实际重量；WZ为实测重量；W0为皮带秤自重；WY为皮带运行时随机产生的作用于称重传感器的附加重量。

皮带自重W0可以在皮带秤菜单中设定好皮带的长度和速度，建立校验周期，启动皮带空载运行，通过空载调零的方法得出，皮带秤处理器就可以计算过程中自动减去皮带秤自重。

附加重量WY产生的因素较多，包括皮带的初张力、皮带转动时的拖动力、跑偏对秤架的扭曲力等。但对于同一皮带秤，可以认为该值是相对恒定的，设计时已考虑在皮带秤测量误差内。

链码校验就是通过皮带秤处理器的自动调整后，计算出的重量值W 值和链码重量设置值WL之间的误差值≤0.25%。另外由于皮带秤安装倾角的原因，WL的关系如下：

式中，WL为皮带秤中的链码设置重量值；WL0为链码实际重量值；β为皮带秤的安装倾角。

通过上述分析，在称重因素中影响皮带秤链码校验精度的因素主要有：（1）皮带自重W0，该值过大或过小直接影响通过积分计算处理的物料实际重量W；（2）链码的实际重量WL0，该值是校验皮带秤的基准值，必须保证每次校验基准值的一致性；（3）链码重量设置值WL，该值大小直接影响与实际重量的误差值；（4）皮带秤的安装倾角β，该值影响链码重量设置值WL与链码实际重量值WL0的关系。

3.2 速度因素的影响

根据式（1），速度V与皮带秤测量的重量成正比关系，该值通过测速传感器测取，其准确性直接影响到重量的计算。

事实上皮带秤还有一个数值也是反映速度的，就是脉冲数值（皮带每转一圈时处理器所接受的脉冲数值），由于脉冲间隔是固定的，因此设置的脉冲数值越小，就代表皮带每转一圈的时间越少，即皮带速度越快。

通过上述分析，在速度因素中影响皮带秤链码校验精度的因素主要有：（1）测速传感器的准确度和连续性；（2）脉冲数值的设定。

3.3 其他因素

（1）皮带秤的称重支架上有积尘和积料；（2）皮带秤的安装位置：对于误差≤0.25%的皮带秤，C2 A／B皮带秤安装位置距离尾部落料点距离为8 m；（3）参数设置不当或校验过程不认真等人为因素。

4 提高链码校验精度的方法

通过上述分析，在今后的链码校验中可采取下列对策，以提高皮带秤的精度：（1）提高校验人员的责任心和校验知识，做好皮带长度和每转一圈所需时间的测量，采用多次测量取平均值的方法，保证各项基本参数的录入正确。（2）加强皮带秤支架的清理工作，保证皮带秤的称重支架没有积尘和积料。（3）链码校验前必须进行空载调零，保证皮带自重W0的准确性。（4）链码是校验的基准值，要正确称出链码的实际重量值，并做好记录，安装前检查链码转动顺畅，避免增加附加重量WY，配件齐全，链码的安装位置、长度、两头绳子牵拉的拉力等必须尽可能保持一致，减少基准值的偏差。（5）已知链码的实际重量值，要考虑皮带安装倾角β对皮带秤中的链码设置重量值WL的影响，C2 A／B的安装倾角为7.192 5°，C8 A／B的安装倾角为15.471 4°，要根据式（3）进行折算后正确输入。（6）检查测速传感器的测速轴与测速滚筒的轴同心，保证测量的速度值正确、连续，与皮带设计速度值相符。（7）正确设置皮带的脉冲数值，默认值为3 333，且尽量不要随意更改，保证每次校验脉冲数的一致性。（8）定期对皮带秤进行维护保养和检验，保证皮带秤吊臂支点和刀型支点转动灵活，检查和测量皮带秤支架托辊和皮带托辊的高度差≤0.5 mm。（9）根据校验步骤制定《电子皮带秤链码校验操作卡执行》，并严格按序执行。（10）C2 A／B皮带秤安装位置过于靠近落料点，现场更改位置存在一定的难度，考虑该皮带秤不用于精确计量结算，个人建议将C2 A／B皮带秤误差值降为≤0.5%，符合日常生产的要求。