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            皮帶秤計量精度的影響因素分析

            發布時間:2019-08-23 08:59:12 |來源:中國知網

            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, 稱重傳感器將質量信號轉換成可測量的電 信號并傳送給現場信號采集單元。 現場信號采集單元 將采集的模擬信號轉換成數字信號, 再發送給終端處 理器。終端處理器通過一系列復雜的運算后,得到煤料 的質量。

            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、現場接線盒。 稱重單元采用特殊的稱體結構, 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, 動態累計誤差不大于總質量的 0.5%;1 級, 動態累計誤差不大于總質量的 1%;2 級, 動態累計誤差不大于總重量的 2%。 其中,最高等級為0.5 級。

             

            每個級別分別規定了該等級對應的各項指標,如 零點誤差、累計誤差、短期穩定性、長期穩定性、重復性 等,這些指標必須全部在標準范圍內,才能稱之為是對 應等級的皮帶秤。

            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,其它各項指標則沒有保障,基本上是不符 合標準的。 再者,現有的皮帶稱國家標準中,所規定的 最高等級為 0.5 級,根本就沒有 0.25 級的皮帶秤。事實 上, 國家規定的初次檢定和后續檢定時的累計誤差應 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上,選擇穩定性高、質 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為皮帶負荷測量誤差、 皮帶速度測量誤差、 儀表數模轉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。 稱量機構誤差主要由生產商采用的機構 樣式、物理材質、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 是測速脈沖在觸發計數器和測速脈沖傳輸時產生的誤差。 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一周時光電變 換器輸出的脈沖信號數量來計算被測軸轉速。 這一誤 差 通 過 硬 、 軟件 處 理 , 可 實 現 脈 沖 計 數 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時會輸出脈沖, 可編程序控制 器或計數器收到脈沖后, 會根據單位時間內收到的脈 沖總量計算可動軸的轉速。 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時, 誤差也會維持在 0.3%以下。

            (3) 儀表數模轉換與計算誤差。 儀表數模轉換與 計算誤差包括數字信號與模擬信號之間轉換的誤差、 儀表計量測算時出現的誤差, 現行儀表的數模轉換與 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生影 響外,皮帶秤安裝質量、皮帶張力、煤料不穩定、維護保 養、標定等也都會對計量精度產生影響[2] 。

             3.1 皮帶秤安裝質量 皮帶秤的安裝基礎必須牢固, 安裝地點應盡量遠 離振動較大的區域,因為皮帶秤是對振動相當敏感的設 備,必須與產生振動的設備隔離,以減小振動對計量精度 的影響[3] ,提高穩定性。皮帶秤的安裝應盡量水平,皮帶 機傾角不能大于 15°[4] 。 皮帶秤的安裝地點還應盡可能考慮計量過程的流 暢,減少物料轉換、位移等過程,以避免中間環節所產 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、大風等外部惡劣環境因素對皮帶秤 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下是水平力, 但是當皮帶上有煤料時就會產生豎直的作用力, 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 裝船作業過程中, 通常通過調節皮帶張緊開關使皮帶 張力保持穩定平衡,并經常更換皮帶,定期檢修,盡量 減小該因素對計量精度的影響。

            3.3 煤料不穩定 煤料離開給料點后,處于不穩定狀態,需要經過一 段時間的緩沖才能穩定下來[6] 。 由于煤料的不穩定,會導致煤料的計量質量不準, 因此需要在煤料離開給料 點之后預留出一段皮帶,從而使煤料停止不穩定狀態, 并進一步穩定下來。 煤炭輸送皮帶的設計帶速一般為 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 穩定對計量精度的影響[7-8] 。

             3.4 維修保養

            皮帶秤后期的維修保養至關重要, 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,而不是連同黏結在稱架上的煤料一起稱重。五要及 時清除黏結在皮帶上的煤料, 皮帶內外側應設有刮料 清掃裝置。六要定期更換皮帶,皮帶長期運行會導致其 張力發生變化。七要在皮帶附近作業時,注意保護皮帶 秤傳感器,以免破壞皮帶秤傳感器。八要定期調節皮帶 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 調零工作。 調零結束后,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 靜態鏈碼標定和動態鏈碼標定兩種。 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 靜態秤來稱量煤料。

             (2) 為保證皮帶秤穩定性, 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) 為排除皮帶質量不均勻所引起的偏差, 必須 在皮帶運行整數圈的情況下取皮帶質量的平均值。 以上所述事項在標定時都會對皮帶秤的計量精度 產生影響,因此使用皮帶秤時,需要根據實際情況,選 擇合適的標定方式。

            作者: 袁海琛; 滕杉

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