电子皮带秤测量误差的分析及改进

　　1　问题的提出

　　某厂共有八台锅炉,通过四条皮带输送机上煤。为解决锅炉用煤量的计量问题,在这四条皮带机上安装了电子皮带秤。但原皮带秤在运行过程中由于设备技术状况、使用环境等因素的影响,致使计量结果失准,每次的复检数据都严重超差。

　　2　原因分析及对策论证

　　2.1　电子皮带秤的构成及工作原理

　　电子皮带秤一般由机械秤框、称重传感器、测速传感器、显示仪表等四部分构成。如图1所示。

　　当皮带输送物料时,称量段上的物料重量通过皮带称量拖辊载台作用于称重传感器,称重传感器将重量转换成电信号(mV级),送入运算器,经过放大、滤波、A/D转换等变换成数字信号。装在回程皮带上的测速传感器把皮带运行的速度信号转换成脉冲信号,送入运算器。运算器将两个信号进行乘积运算,从而得出物料的重量累计值及瞬时量并显示。运算器的计算方法一般有积分法和累加法两种数学模式。

　　2.2　技术要求

　　根据公司内部对输煤量的核算要求,结合皮带输送机的实际条件,皮带秤的准确度等级应该达到Ⅱ级秤的要求,即对于任何等于或大于最小累计载荷(用Tmin表示)的物料,其最大允许误差如表1所示。

　　2.3　误差原因分析

　　由皮带秤结构原理及重量累计值的计算方法可知,它的计量准确度是由称重传感器与测速传感器所检测到的单位长度上的物料重量以及皮带运行速度决定的。在实际称量过程中,由于称重拖辊非准直度、皮带张力及皮带运行阻力等“皮带效应”的影响,使得皮带秤具有由其组成结构及工作方式决定的计量误差。它的现场安装与使用条件也是引起计量误差的因素。因此,皮带秤的计量误差可分为以下几个方面:

　　(1)称重力误差δ1。

　　δ1是皮带秤误差分量中最重要的部分,它主要由称重拖辊的非准直度及皮带张力变化引起。皮带所输送的物料重量ΔF可由式(1)得出:

　　而在非理想运行状态下,由于物料的波动,计算皮带所输送物料重量应将皮带张力的变化等“皮带效应”考虑进去,由此可得出皮带秤的称重力误差δ1为:

　　(2)皮带速度误差δ2。

　　皮带速度误差主要由安装位置、皮带跑偏以及滚轮直径发生变化引起。

　　(3)信号处理误差δ3。

　　信号处理误差是显示仪表对称重传感器与测速传感器的输出信号进行放大、滤波、A/D转换等处理运算过程中产生的误差。

　　(4)校准误差δ4。