皮帶秤計(jì)量精度的影響因素
1 概述
1.1陣列式皮帶秤工作原理:陣列式皮帶秤由N個(gè)稱重單元組成,煤料通過稱重單元時(shí),稱重傳感器將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)換成可測量的電信號并傳送給現(xiàn)場信號采集單元?,F(xiàn)場信號采集單元將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,再發(fā)送給終端處理器。終端處理器通過一系列復(fù)雜的運(yùn)算后,得到煤料的質(zhì)量。
1.2陣列式皮帶秤組成:陣列式皮帶秤由以下幾個(gè)部分組成:稱重單元、稱重顯示器(含信號采集單元和終端處理器)、測速傳感器、現(xiàn)場接線盒。稱重單元采用特殊的稱體結(jié)構(gòu),由一個(gè)稱重傳感器單點(diǎn)支撐,具有承載與力傳遞的功能。秤體與安裝在稱臺上的兩組稱重托輥組成一個(gè)獨(dú)立的稱重單元。稱重顯示器具備人機(jī)交互功能,采用嵌入式工業(yè)控制機(jī)以提高可靠性。
2 皮帶秤自身對計(jì)量精度的影響
2.1皮帶秤自身準(zhǔn)確度皮帶秤自身的準(zhǔn)確度會影響對煤炭的計(jì)量精度。皮帶秤準(zhǔn)確度是由皮帶秤制造廠商決定的,一般分為三個(gè)等級,即:0.5級,動態(tài)累計(jì)誤差不大于總質(zhì)量的0.5%;1級,動態(tài)累計(jì)誤差不大于總質(zhì)量的1%;2級,動態(tài)累計(jì)誤差不大于總重量的2%。其中,最高等級為0.5級。
每個(gè)級別分別規(guī)定了該等級對應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo),如零點(diǎn)誤差、累計(jì)誤差、短期穩(wěn)定性、長期穩(wěn)定性、重復(fù)性等,這些指標(biāo)必須全部在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),才能稱之為是對應(yīng)等級的皮帶秤。
需要特別指出的是,市面上所謂的0.25級皮帶秤準(zhǔn)確度為0.25%,其實(shí)僅僅是指皮帶秤的累計(jì)誤差在0.25%之內(nèi),其它各項(xiàng)指標(biāo)則沒有保障,基本上是不符合標(biāo)準(zhǔn)的。再者,現(xiàn)有的皮帶稱國家標(biāo)準(zhǔn)中,所規(guī)定的最高等級為0.5級,根本就沒有0.25級的皮帶秤。事實(shí)上,國家規(guī)定的初次檢定和后續(xù)檢定時(shí)的累計(jì)誤差應(yīng)不大于該等級指標(biāo)的一半,即0.5級皮帶秤檢定時(shí)的累計(jì)誤差不大于0.25%,1級皮帶秤不大于0.5%,2級皮帶秤不大于1%。
可見,在選擇皮帶秤時(shí),不能單純追求高準(zhǔn)確度,而是要在保證一定準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上,選擇穩(wěn)定性高、質(zhì)量可靠的皮帶秤。
2.2皮帶秤自身誤差皮帶秤的自身誤差也會影響計(jì)量精度。日常工作中,皮帶秤的自身誤差主要表現(xiàn)為皮帶負(fù)荷測量誤差、皮帶速度測量誤差、儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計(jì)算誤差這三個(gè)方面。
(1)皮帶負(fù)荷測量誤差。皮帶負(fù)荷測量誤差主要有稱量機(jī)構(gòu)誤差、傳感器精度等級、荷重信號的放大與傳輸誤差等。稱量機(jī)構(gòu)誤差主要由生產(chǎn)商采用的機(jī)構(gòu)樣式、物理材質(zhì)、加工水平等決定,這一誤差對皮帶秤計(jì)量精度的影響較大。
(2)皮帶速度測量誤差。皮帶速度測量誤差主要是測速脈沖在觸發(fā)計(jì)數(shù)器和測速脈沖傳輸時(shí)產(chǎn)生的誤差。市面上的皮帶秤測速裝置一般采用速度傳感器來測速,速度傳感器通過讀取被測軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)光電變換器輸出的脈沖信號數(shù)量來計(jì)算被測軸轉(zhuǎn)速。這一誤差通過硬、軟件處理,可實(shí)現(xiàn)脈沖計(jì)數(shù)誤差小于0.05%。另外一種測速方法是通過測速編碼器測速,測速編碼器在可動軸旋轉(zhuǎn)時(shí)會輸出脈沖,可編程序控制器或計(jì)數(shù)器收到脈沖后,會根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)收到的脈沖總量計(jì)算可動軸的轉(zhuǎn)速。測速編碼器的誤差通常小于0.1%。無論采用哪種方式來測速,皮帶速度的測量誤差一般不會大于0.1%。即使皮帶機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),誤差也會維持在0.3%以下。
(3)儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計(jì)算誤差。儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計(jì)算誤差包括數(shù)字信號與模擬信號之間轉(zhuǎn)換的誤差、儀表計(jì)量測算時(shí)出現(xiàn)的誤差,現(xiàn)行儀表的數(shù)模轉(zhuǎn)換與計(jì)算誤差一般小于0.01%。
3 其它因素對精度的影響
除了皮帶秤自身因素對皮帶秤計(jì)量精度會產(chǎn)生影響外,皮帶秤安裝質(zhì)量、皮帶張力、煤料不穩(wěn)定、維護(hù)保養(yǎng)、標(biāo)定等也都會對計(jì)量精度產(chǎn)生影響。
3.1皮帶秤安裝質(zhì)量皮帶秤的安裝基礎(chǔ)必須牢固,安裝地點(diǎn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離振動較大的區(qū)域,因?yàn)槠С邮菍φ駝酉喈?dāng)敏感的設(shè)備,必須與產(chǎn)生振動的設(shè)備隔離,以減小振動對計(jì)量精度的影響,提高穩(wěn)定性。皮帶秤的安裝應(yīng)盡量水平,皮帶機(jī)傾角不能大于15°。皮帶秤的安裝地點(diǎn)還應(yīng)盡可能考慮計(jì)量過程的流暢,減少物料轉(zhuǎn)換、位移等過程,以避免中間環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的計(jì)量誤差。當(dāng)在皮帶秤附近施工時(shí),要注意保護(hù)皮帶秤的傳感器。當(dāng)皮帶秤安裝在戶外時(shí),最好給皮帶秤加裝防護(hù)罩,以減小雨、雪、大風(fēng)等外部惡劣環(huán)境因素對皮帶秤的影響。
3.2皮帶張力皮帶秤在運(yùn)行計(jì)量時(shí),煤料的重力會間接地傳到稱量單元上。雖然皮帶張力在正常狀態(tài)下是水平力,但是當(dāng)皮帶上有煤料時(shí)就會產(chǎn)生豎直的作用力,該豎直力會影響煤料傳到皮帶上的重力。此外,皮帶張力還會隨著皮帶與煤料的運(yùn)動而變化。理論上張力可以給予校準(zhǔn)和補(bǔ)償,但張力的補(bǔ)償難度大、效果差。在煤炭裝船作業(yè)過程中,通常通過調(diào)節(jié)皮帶張緊開關(guān)使皮帶張力保持穩(wěn)定平衡,并經(jīng)常更換皮帶,定期檢修,盡量減小該因素對計(jì)量精度的影響。
3.3煤料不穩(wěn)定煤料離開給料點(diǎn)后,處于不穩(wěn)定狀態(tài),需要經(jīng)過一段時(shí)間的緩沖才能穩(wěn)定下來。由于煤料的不穩(wěn)定,會導(dǎo)致煤料的計(jì)量質(zhì)量不準(zhǔn),因此需要在煤料離開給料點(diǎn)之后預(yù)留出一段皮帶,從而使煤料停止不穩(wěn)定狀態(tài),并進(jìn)一步穩(wěn)定下來。煤炭輸送皮帶的設(shè)計(jì)帶速一般為4.7m/s左右,因?yàn)槠俣仍娇?,煤料越不穩(wěn)定,所以緩沖帶的皮帶長度要盡可能長,這樣才能減小煤料不穩(wěn)定對計(jì)量精度的影響。
3.4維修保養(yǎng)
皮帶秤后期的維修保養(yǎng)至關(guān)重要,要保持煤炭皮帶秤計(jì)量精度的長期準(zhǔn)確,必須要做好后期的維修保養(yǎng)工作。一要注意滾筒和托輥的潤滑,以保持皮帶運(yùn)行軌跡長期穩(wěn)定,防止皮帶跑偏。二要做好煤料防漏工作,漏斗襯板可以在防漏的同時(shí)均勻煤料在皮帶上的分布。三要防止皮帶意外劃傷或撕裂,以保證皮帶張力的穩(wěn)定。四要做好稱架的清潔工作,保證煤料荷重正常,而不是連同黏結(jié)在稱架上的煤料一起稱重。五要及時(shí)清除黏結(jié)在皮帶上的煤料,皮帶內(nèi)外側(cè)應(yīng)設(shè)有刮料清掃裝置。六要定期更換皮帶,皮帶長期運(yùn)行會導(dǎo)致其張力發(fā)生變化。七要在皮帶附近作業(yè)時(shí),注意保護(hù)皮帶秤傳感器,以免破壞皮帶秤傳感器。八要定期調(diào)節(jié)皮帶秤零點(diǎn),定期對皮帶秤掛碼標(biāo)定。
3.5標(biāo)定
皮帶秤的標(biāo)定質(zhì)量對其計(jì)量精度有重要影響,常用的皮帶秤標(biāo)定方式有四種:掛碼標(biāo)定、鏈碼標(biāo)定、實(shí)物標(biāo)定和電子標(biāo)定。所有標(biāo)定方式都是為了確保皮帶秤的計(jì)量精度,保證煤料稱重的準(zhǔn)確性。其中,掛碼標(biāo)定、鏈碼標(biāo)定是煤料皮帶秤標(biāo)定的兩種較常用的標(biāo)定方式。實(shí)物標(biāo)定雖然精確度相對較高,但標(biāo)定投入成本太大,涉及到實(shí)物處置問題,除非特殊要求,一般不使用實(shí)物標(biāo)定。掛碼標(biāo)定時(shí),皮帶機(jī)空載運(yùn)行一段時(shí)間,然后進(jìn)行調(diào)零工作。調(diào)零結(jié)束后,再使皮帶機(jī)停止運(yùn)行,將砝碼放置在專用的砝碼盤上進(jìn)行標(biāo)定。鏈碼標(biāo)定裝置包含靜態(tài)鏈碼標(biāo)定和動態(tài)鏈碼標(biāo)定兩種。在皮帶秤標(biāo)定過程中,有幾點(diǎn)需要注意的事項(xiàng)。
(1)為保證皮帶秤精度,必須采用精度比較高的靜態(tài)秤來稱量煤料。
(2)為保證皮帶秤穩(wěn)定性,必須在標(biāo)定前先使皮帶運(yùn)行一段時(shí)間。
(3)為避免水汽蒸發(fā)影響皮帶秤計(jì)量精度,物料必須要保持較干燥。
(4)為排除皮帶質(zhì)量不均勻所引起的偏差,必須在皮帶運(yùn)行整數(shù)圈的情況下取皮帶質(zhì)量的平均值。以上所述事項(xiàng)在標(biāo)定時(shí)都會對皮帶秤的計(jì)量精度產(chǎn)生影響,因此使用皮帶秤時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況,選擇合適的標(biāo)定方式。
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