絮状物料的准静态计量装置

　　1　引　言

　　连续、质轻的絮状物料,其计量方法和计量精度是计量技术中的一大难题。就轧出皮棉的计量问题而言,多年来是纺织与供销行业相互结算的一个障碍。我国大部分产棉区在棉花加工过程中,均采用先打包、后称包重的传统方式。这种计量方法,虽然在准确性上无可非议,但每一包的重量却相差甚远。而现有的棉花加工工艺中,又无法使每一包的棉重均等或误差较小,这就使得棉花加工厂在统计轧出皮棉的总量上需花费大量的劳力和时间,并易产生差错,同时在发运结算上也带来很大的麻烦。正是针对这一落后现状,研制开发了该自动控制计量系统。它是由8098单片机和一部分专用的机械装置所组成,在使用过程中将机械装置串联在集棉尘笼与打包机之间,由CPU采集被测信号,经过数据处理和驱动后,控制机械部分的顺序动作,以便精确地计量进入打包机踩包箱中的皮棉。整个系统的测量精度优于3‰,即每一棉包的重量误差小于±0.2 kg,这个误差在棉花加工系统内属规定之内的读数误差,因此可以忽略,从而使得原来从每个棉包头上统计涂墨的重量数值和再称包重变为现在仅统计棉包的个数,这就大大减轻了劳动强度,并提高了统计数字的准确性。

　　2　设计原理

　　棉花加工工艺是一个连续的输棉工作过程,而且其单位重量的棉花体积较大,这对于高精度计量存有一定困难。为此,只有将整包棉重分成若干秤来称量,同时还要考虑到棉花加工量的多少,设计一个秤盘大而轻、装卸方便、操作灵活、确保精度的准静态秤,才是有实用价值的。

　　2.1　计量过程

　　现代化的测控系统在测量精度方面除了提高模-数转换器的档次之外,有些场合在A/D基本能满足要求的情况下,选择最优控制方案和检测手段,尽量利用软件资源代替其硬件组合,这将会使整个系统的成本大大降低,以提高运行的可靠性和测量精度[1]。该系统就是本着这个原则,设计和研制的。

　　如图1所示,由于轧出皮棉体积大、重量轻,所以设计秤盘时,为了提高测量精度和使用价格适中的称重传感器,需使秤盘的重量尽量小于被测物料的重量。因此,选用了铝合金薄板,经过冲孔、压筋处理;另外,采用双传感器固定底盘,使得整个盘子坚挺、平稳、轻巧。气动剪刀关闭剪断棉花,延时一秒钟后,即可采样,同时它还作为下一秤暂存棉花的挡板。在普遍使用的MY121型轧花机原有气缸的基础上,安装了气动筢子。每一秤计量结束,将盘中的棉花推入皮棉道,最后进行打包处理。这种计量方式的优点在于:盘子轻、传感器受力均匀,同时避开了动态计量,使整个系统的前置误差降至最小。该计量过程可以简单地描述为:(1)称空盘—检测残留棉花和校正系统漂移; (2)剪刀张开—棉花自由落到秤盘上; (3)计量参考值到—关闭气动剪刀剪断(撕断)棉胎,进行重量实测; (4)称量结束—将棉花推入皮棉道; (5)启动踩包装置—棉花压实; (6)重复以上工作; (7)最后一秤标志—启动棉箱打包。