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1 概述

1.1陣列式皮帶秤工作原理 陣列式皮帶秤由 N 個稱重單元組成。 煤料通過稱 重單元時， 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。 現(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)， 由一個稱重傳感 器單點支撐，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獨立的稱重單元。 稱 重顯示器具備人機交互功能， 采用嵌入式工業(yè)控制機 以提高可靠性。

 2 皮帶秤自身對計量精度的影響

2.1 皮帶秤自身準確度 皮帶秤自身的準確度會影響對煤炭的計量精度。 皮帶秤準確度是由皮帶秤制造廠商決定的， 一般分為 三個等級， 即：0.5 級， 動態(tài)累計誤差不大于總質(zhì)量的 0.5%；1 級， 動態(tài)累計誤差不大于總質(zhì)量的 1%；2 級， 動態(tài)累計誤差不大于總重量的 2%。 其中，最高等級為0.5 級。

每個級別分別規(guī)定了該等級對應(yīng)的各項指標，如 零點誤差、累計誤差、短期穩(wěn)定性、長期穩(wěn)定性、重復(fù)性 等，這些指標必須全部在標準范圍內(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 準確度為 0.25%， 其實僅僅是指皮帶秤的累計誤差在 0.25%之內(nèi)，其它各項指標則沒有保障，基本上是不符 合標準的。 再者，現(xiàn)有的皮帶稱國家標準中，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 上， 國家規(guī)定的初次檢定和后續(xù)檢定時的累計誤差應(yīng) 不大于該等級指標的一半， 即 0.5 級皮帶秤檢定時的 累計誤差不大于 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，不能單純追求高準確度， 而是要在保證一定準確度的基礎(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)為皮帶負荷測量誤差、 皮帶速度測量誤差、 儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計算誤差這三個 方面［1］ 。

 （1） 皮帶負荷測量誤差。 皮帶負荷測量誤差主要 有稱量機構(gòu)誤差、傳感器精度等級、荷重信號的放大與 傳輸誤差等。 稱量機構(gòu)誤差主要由生產(chǎn)商采用的機構(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)計數(shù)器和測速脈沖傳輸時產(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)一周時光電變 換器輸出的脈沖信號數(shù)量來計算被測軸轉(zhuǎn)速。 這一誤 差 通 過 硬 、 軟件 處 理 ， 可 實 現(xiàn) 脈 沖 計 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)時會輸出脈沖， 可編程序控制 器或計數(shù)器收到脈沖后， 會根據(jù)單位時間內(nèi)收到的脈 沖總量計算可動軸的轉(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%。 即使皮帶機在低速運轉(zhuǎn)時， 誤差也會維持在 0.3%以下。

（3） 儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與計算誤差。 儀表數(shù)模轉(zhuǎn)換與 計算誤差包括數(shù)字信號與模擬信號之間轉(zhuǎn)換的誤差、 儀表計量測算時出現(xiàn)的誤差， 現(xiàn)行儀表的數(shù)模轉(zhuǎn)換與 計算誤差一般小于 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、維護保 養(yǎng)、標定等也都會對計量精度產(chǎn)生影響［2］ 。

 3.1 皮帶秤安裝質(zhì)量 皮帶秤的安裝基礎(chǔ)必須牢固， 安裝地點應(yīng)盡量遠 離振動較大的區(qū)域，因為皮帶秤是對振動相當敏感的設(shè) 備，必須與產(chǎn)生振動的設(shè)備隔離，以減小振動對計量精度 的影響［3］ ，提高穩(wěn)定性。皮帶秤的安裝應(yīng)盡量水平，皮帶 機傾角不能大于 15°［4］ 。 皮帶秤的安裝地點還應(yīng)盡可能考慮計量過程的流 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) 生的計量誤差。 當在皮帶秤附近施工時， 要注意保護皮帶秤的傳 感器。當皮帶秤安裝在戶外時，最好給皮帶秤加裝防護 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 皮帶秤在運行計量時， 煤料的重力會間接地傳到 稱量單元上［5］ 。 雖然皮帶張力在正常狀態(tài)下是水平力， 但是當皮帶上有煤料時就會產(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動而變化。 理論上張力可以給 予校準和補償，但張力的補償難度大、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 減小該因素對計量精度的影響。

3.3 煤料不穩(wěn)定 煤料離開給料點后，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要經(jīng)過一 段時間的緩沖才能穩(wěn)定下來［6］ 。 由于煤料的不穩(wěn)定，會導(dǎo)致煤料的計量質(zhì)量不準， 因此需要在煤料離開給料 點之后預(yù)留出一段皮帶，從而使煤料停止不穩(wěn)定狀態(tài)， 并進一步穩(wěn)定下來。 煤炭輸送皮帶的設(shè)計帶速一般為 4.7 m/s 左右，因為皮帶速度越快，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)定對計量精度的影響［7-8］ 。

 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 帶秤計量精度的長期準確， 必須要做好后期的維修保 養(yǎng)工作［9］ 。 一要注意滾筒和托輥的潤滑，以保持皮帶運 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，皮帶長期運行會導(dǎo)致其 張力發(fā)生變化。七要在皮帶附近作業(yè)時，注意保護皮帶 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，定期對皮帶秤掛碼標定。

3.5 標定

皮帶秤的標定質(zhì)量對其計量精度有重要影響，常 用的皮帶秤標定方式有四種：掛碼標定、鏈碼標定、實 物標定和電子標定。 所有標定方式都是為了確保皮帶 秤的計量精度，保證煤料稱重的準確性。 其中，掛碼標 定、 鏈碼標定是煤料皮帶秤標定的兩種較常用的標定 方式［10］ 。實物標定雖然精確度相對較高，但標定投入成 本太大，涉及到實物處置問題，除非特殊要求，一般不 使用實物標定。 掛碼標定時，皮帶機空載運行一段時間，然后進行 調(diào)零工作。 調(diào)零結(jié)束后，再使皮帶機停止運行，將砝碼 放置在專用的砝碼盤上進行標定。 鏈碼標定裝置包含 靜態(tài)鏈碼標定和動態(tài)鏈碼標定兩種。 在皮帶秤標定過程中，有幾點需要注意的事項。

 （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， 必須在標定前先使皮 帶運行一段時間。

 （3） 為避免水汽蒸發(fā)影響皮帶秤計量精度， 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。 以上所述事項在標定時都會對皮帶秤的計量精度 產(chǎn)生影響，因此使用皮帶秤時，需要根據(jù)實際情況，選 擇合適的標定方式。

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