冲击式固体散状物料流量计国产化研究

    0　引　言

    在散状物料的加工、存放和运输过程中,物料流量是一种重要的数据,在各种物料的计量、流量大小的控制、配料计量、物料自动包装等工业过程中,对流量的测量十分重要。介绍的冲击式固体散状物料流量计,就是一种先进的物料流量测量装置。其原理是固体物料依靠其自重下落的冲量产生力,由力变成电信号,再经微机处理这时产生瞬时流量和累积量。该流量计是在引进西德E+H公司和日本三协公司的冲击式固体散状物料流量计的基础上,经过近几年的国内现场安装和调试、比较、消化和吸收国外先进的测量技术,进行再设计,形成完全国产化的产品。

    1　测量原理

    利用固体物料自身重量,在一定的落差与角度下落产生冲力。其计算公为

    式中:△m/△t为固体物料流速;△v为矢量速度。固体物料的流量就是利用冲击力量,取水平方向分力,此力施于测量弹簧上产生位移,位移经过一个无功变压器磁感变为一个与流量成正比的电信号,这个电信号经放大、整流、电压/频率,变换成脉冲频率调制信号。该信号有很强的抗干扰能力,经电缆传输到二次仪表。信号由二次仪表的微机进行处理。本产品采用了“在线”测量和无皮重测量的机械结构,因而该产品具有精度高,能连续测量和操作,安装简便等特点,为可靠的测量提供了保证。

    2　冲击式固体散状物料流量计的组成

    该产品是由机电测量机构、一次仪表和二次仪表三部分组成。机电测量机构将被测对象转化为电信号,由于采用了各种先进技术,保证了一次测量的准确性和连续性;一次仪表采用脉冲———频率调制技术,保证信号可靠、长距离传输和抗干扰性;二次仪表采用了可调数字滤波器、特殊的输入信号检测方法,多种补偿方法和可靠的流量计数器计数技术,修正测量误差,保证了输出准确度和精度。

    2.1　机电测量机构

    机械测量传感装置如图1所示。

    图1中,冲板受到被测物料冲击时,垂直分力被装置的刚性结构平衡掉,其水平分力使冲板带动浮动框架偏摆一个距离,此距离的大小与测力弹簧的弹性模量有关,这个偏摆距离被传感器转换成相应的电信号,送一次仪表处理。

    为防止块状物料引起的附加振动,装置内加有硅油阻尼筒;为使机构稳定,在后部加有重锤平衡机构。整个装置密封防尘,调整方便。

    2.2　一次仪表

    流量计的一次仪表部分由传感器和模拟转换电路等两部分组成,其工作原理如下。

    (1)传感器(结构图略)。

    传感器的两线圈电阻相等,磁感应强度相等,Q值相等,两线圈以对称的形式接入电桥。当磁芯处于两线圈对称位置时,信号输出接近零值,磁芯正向或反向移动时,有信号输出,在2mm范围内,保证输出信号呈线性。