浅谈失重秤的计量原理和计算方法 浅谈失重秤的计量原理和计算方法 失重秤 山西华泽铝电有限 赵亚平 王 峰 （邮编：043300） 摘 要：本文主要从组成、结构等方面介绍失重秤的工作原理与计量 方法。失重秤是一种具有计量功能的连续给料设，它是通过在工作 时控制重量损失的原理进行设计，在生产配料系统具有广泛应用。 关键词：失重秤 关键词： 计量 原理 在碳素成型工艺中，配料系统是一个十分重要的控 制计量系统，对碳素阳极生产的质量、指标影响很大，它主要由 3 台失重秤和 4 台皮带秤组成（介绍一下名称） 。笔者通过对 其中 3 台失重秤的认真学习、实践和研究，对失重秤有了一 些粗浅的理解和认识，在此主要对失重秤的计量原理和计算 方法进行简单介绍，与大家共勉。 结构组成 一、 结构组成 失重秤一般由进料闸门、双螺杆喂料机称重料斗、搅拌器、出料装 置、机架、称重传感器及计量控制装置等主要部分组成。 1、进料闸门 进料闸门用于给称重斗喂料，多采用球阀、蝶阀、闸板 阀等，一般主要关注它的密闭性、开关灵活性，喂料快速 和畅通等性能指标。 2、称重料斗 称重料斗是称重物料的承载体，材料选取要考虑抗蚀 耐酸性，其容积按照在输料流量下 3 分钟的喂料量选 定，喂料时间应占整个称重过程的比例约为 10%。 3、搅拌器 搅拌器主要用于对流动性差的物料进行辅助卸料，双螺杆喂料机一般 由简易的带螺旋叶片或钉齿的破拱臂机驱动电机组成，通过 破拱臂的旋转，使易出现起拱和鼠洞的物料能够顺畅地落到 出口部位。双螺杆喂料机 1 进料闸门2．称重料斗3．称重传感器 4 机架 5．搅拌器 6 出料装置 4、出料装置 出料装置用于排出称重斗内的散状物料，根据输送物 料的特性及使用环境不同，可采用螺旋给料机、叶轮给料 机、振动给料机、带式给料机。在多数应用场合，螺旋给 料机比其它的封闭式出料装置更为优越，它既能均匀地输 送物料，也可以防止粉状物料的飞扬与喷射。 5、双螺杆喂料机机架 机架是其它设与装置的支撑体，称重传感器安装在 它的上面。 6、称重传感器 称重传感器是失重秤的核心称量部件，多采用坚固的 高分辨应变片传感器，它将物料的重量信号转化成电信号 进行输出。 7、计量控制装置 计量控制装置由智能型称量仪表和自动控制系统组 成，用于对给料速率、输送量等进行控制和计量。 另外，失重秤的进、出料口一般应采用柔性的防尘和 气密封软连接，以保证储料仓和后接设的连接不妨碍称 重。失重秤的称重料斗和安装在其下的可调节出料装置都 座落在与机架固定的称重传感器上。 二、 工作原理 1、工作原理 如图， 失重秤是通过在工作时控制重量损失的原理实现计 量的。首先对出料装置和称重料斗进行称重，根据单位时间 重量的损失，将实际给料速率与设定给料速率进行比较，从 而控制出料装置，使实际给料速率始终准确地符合设定值， 在短时间内加料过程中，出料装置借助重力，使工作期间存 储的控制信号按容积式原理进行工作。 载荷谱示意图 2、称重过程 称重过程 称重料斗内物料的重量通过称重传感器转换成电信 号输送给称量仪表，称量仪表将计算出的物料重量与预先设 定的重量上、下限值进行比较和判别，通过 PLC 控制进料闸 门，间断的向称重料斗内喂料。同时，称量仪表将计算出的 实际给料速率 （排料流量） 与预先设定的给料速率进行比较， 运用 PID 调节对出料装置进行控制，使实际给料速率准确地 跟踪设定值。当进料闸门开启向称重斗内喂料时，控制信号 锁定给料速率，进行容积式排料，称量仪表显示实际给料速 率和排出物料的累计重量。 3、给料速率计算 失重秤的给料速率（排料流量）为单位时间内重量的损 失值，理论上表示为： MT=dG／dt 式中 MT 一给料速率 dG一重量的损失值 dt一测量周期 称量仪表显示状态下的给料速率可用下式计算 MT=n(d± β*d1)／(td±te ) 式中 d—— 称量仪表显示分度值 n —— 显示分度值变动数 通常 d1——称量仪表内部分辨率一测量误差系数， β=O．6 td——测量周期 te——计时误差系数，通常te=0.001 4、累计重量计算 在一个完整的累计周期内，失重秤排料的累计重量Gq由 两部分组成，双螺杆喂料机即称量仪表计量和存储的排料重量VA与称重料 斗喂料期间未被计量的排料重量VD Gq=VA+ VD VA=( VH+￡H )-( VL-￡L) VD=MTL* tF 式中 VH —— 称量料斗内喂料重量上限值 VD —— 称量料斗内喂料重量下限值 ￡H —— 重量上限值称量误差 ￡L —— 重量下限值称量误差 MTL—— 喂料期间被锁定的给料速率 tF —— 喂料时间 锁定的给料速率MTL仍由每秒变动K个重量显示分度值来 表示： MTL=K(d± β*d1)／(1±te ) 喂料时间取决于进料闸门的喂料流量MF, MF≈10 MT tF = VA ／MF 1个完整的累计周期为： 平均流量为： te= tF+ td Mq =Gq/tn 连续累计每个周期的排料重量， 便可计算出时间t=0-tn的累计重量。 五、结束语 在其它各类衡器设中，往往因物料的粘结，双螺杆喂料机使称重传 感器温度变化引起皮重变化，从而造成系统准确度下降，但 是失重秤克服了这种弊端，它不会因温度变化降低秤量精 度。原因很简单，失重秤的给料速率测定基于的是重量差而 非重量，所以失重秤在散状物料输送系统中具有十分广泛的 应用前景。 参考资料：1.《》 2.《》
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