[摘要] 本文將自動(dòng)配料計(jì)量方式劃分為靜態(tài)配料計(jì)量方式、電子皮帶秤動(dòng)態(tài)計(jì)量方式、核子秤秤動(dòng)態(tài)計(jì)量方式，并分析了其的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)了其適用性。指出，現(xiàn)場(chǎng)與物料條件允許選靜態(tài)秤，條件惡劣用核子秤，條件一般可采用皮帶秤。

[關(guān)鍵詞] 自動(dòng)配料 計(jì)量方式 電子秤 核子秤

自動(dòng)配料有幾種不同的計(jì)量方式，分別為靜態(tài)計(jì)量方式和動(dòng)態(tài)計(jì)量方式。靜態(tài)計(jì)量一般為料斗秤，動(dòng)態(tài)計(jì)量主要有電子皮帶秤計(jì)量和核子秤計(jì)量等。各種方式分別適用于不同的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，又有其各自的特點(diǎn)。

一、靜態(tài)配料計(jì)量方式

靜態(tài)配料方式適用于無(wú)連續(xù)配料要求的現(xiàn)場(chǎng)，這些現(xiàn)場(chǎng)對(duì)配料的時(shí)間要求不高，可按批次進(jìn)行配料，批次間允許存在一定的時(shí)間間隔，如高爐槽下料前后兩批時(shí)間間隔為3～5min，每批料由多種物料組成，物料所占比率根據(jù)工藝要求在一段時(shí)間內(nèi)相對(duì)固定，對(duì)單批料的組成比例要求并不嚴(yán)格，只要在較多批中物料組成比例能達(dá)到工藝要求即可。靜態(tài)配料方式下，各種物料分別貯放在不同料倉(cāng)，料倉(cāng)給料一般采用電振給料、螺旋給料或星形給料等形式。計(jì)量一般采用計(jì)量倉(cāng)，并配裝有壓式或拉式重力傳感器進(jìn)行力電轉(zhuǎn)換，信號(hào)經(jīng)二次儀表放大處理后接入PLC或DCS等來(lái)完成計(jì)量。在一些對(duì)時(shí)間要求寬的應(yīng)用場(chǎng)合，可以采用一個(gè)計(jì)量小車(chē)進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)量，計(jì)量小車(chē)沿軌道運(yùn)行，依次定位到各料倉(cāng)下按比例進(jìn)行物料配加，各種物料的配加量采用減差法計(jì)算。亦有采用單一固定計(jì)量倉(cāng)方式的，各料倉(cāng)以環(huán)狀分布在一個(gè)計(jì)量倉(cāng)周?chē)?，各物料的?jì)量亦采用減差法，物料自溜槽或皮帶輸送機(jī)依次按比例配加到計(jì)量倉(cāng)。

計(jì)量后的物料經(jīng)過(guò)集中后，一般形成層狀或段狀分布，經(jīng)輸送設(shè)備(如皮帶或小車(chē))輸送到受料口，進(jìn)入下一工序，即完成一批料的配加。由于物料計(jì)量、輸送、加入等環(huán)節(jié)在時(shí)間上可以重疊，在控制流程上可以采用并行方式，以節(jié)省上料時(shí)間，提高上料速度。

靜態(tài)計(jì)量方式因其稱(chēng)重時(shí)是處于靜態(tài)，計(jì)量精確度極高，檢定誤差為±0.1%。但，因其計(jì)量過(guò)程的斷續(xù)性、間隔性，以及對(duì)物料粒度和濕度的要求。目前多用于小型的散裝配料系統(tǒng)或小型的包裝秤系統(tǒng)，而在大型的連續(xù)配料系統(tǒng)中的應(yīng)用還處于研究和試驗(yàn)階段。

二、電子皮帶秤動(dòng)態(tài)計(jì)量方式

電子皮帶秤動(dòng)態(tài)配料計(jì)量方式適用于連續(xù)配料要求的現(xiàn)場(chǎng)，如燒結(jié)配料、焦化配料等。這些現(xiàn)場(chǎng)對(duì)配料的連續(xù)性要求較高，一般不允許出現(xiàn)中間配料停止的情況，對(duì)各種物料的配比要求比較嚴(yán)格。動(dòng)態(tài)配料系統(tǒng)計(jì)量一般采用電子皮帶秤或核子秤作為計(jì)量設(shè)備，主機(jī)都帶有PID調(diào)節(jié)及報(bào)警功能，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)倉(cāng)的自動(dòng)控制。

電子皮帶秤的計(jì)量，是利用計(jì)量皮帶來(lái)運(yùn)輸物料，當(dāng)物流經(jīng)過(guò)稱(chēng)量段時(shí)，由稱(chēng)量段進(jìn)行連續(xù)采樣，由傳感器將力電轉(zhuǎn)換為mV級(jí)信號(hào)，經(jīng)放大器放大為電流信號(hào)后進(jìn)行遠(yuǎn)傳，電流信號(hào)可以與秤主機(jī)連接或直接與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，秤主機(jī)或計(jì)算機(jī)完成零點(diǎn)校驗(yàn)、標(biāo)定、測(cè)試、控制等功能。

稱(chēng)量段是由一段皮帶、一組稱(chēng)量托輥、支撐框架及力傳感器組成，結(jié)構(gòu)上有全懸浮式、半懸浮式、杠桿平衡式等多種形式。全懸浮式稱(chēng)架結(jié)構(gòu)一般采用4只傳感器，半懸浮式一般采用1或2只傳感器，杠桿平衡式一般采用1只傳感器。傳感器有拉式和壓式兩種，根據(jù)稱(chēng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以選用不同的傳感器。多傳感器設(shè)計(jì)時(shí)各傳感器可以采用并行和串行兩種連接方式。

對(duì)電子皮帶秤而言，其稱(chēng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與傳感器的選擇是整體計(jì)量精度的重要影響因素。秤架要具備足夠強(qiáng)度、形變小、重量輕。傳感器要根據(jù)實(shí)際的負(fù)荷進(jìn)行選擇，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)傳感器選擇過(guò)大，信號(hào)空間過(guò)窄，信噪比小，導(dǎo)致計(jì)量精度差、波動(dòng)大等后果。由于其秤架的重量加在傳感器上，傳感器量程較大，相對(duì)靈敏度較差，此時(shí)要綜合考慮秤架及物料負(fù)荷的情況選擇傳感器，既要滿(mǎn)足最大物料負(fù)荷的要求，還要盡量提高相對(duì)靈敏度，滿(mǎn)足計(jì)量精度的要求。另外，皮帶的運(yùn)行狀況、皮帶速度、皮帶張力、跑偏程度等“皮帶效應(yīng)”，是影響電子皮帶秤計(jì)量精度的一個(gè)重大因素。

三、核子秤動(dòng)態(tài)計(jì)量方式

由于皮帶秤的影響因素很多，提高計(jì)量準(zhǔn)確度的技術(shù)難度很大，為攀登這個(gè)至高點(diǎn)。促使國(guó)內(nèi)外一些科技工作者尋求各種技術(shù)途徑。眾所周知，重力式皮帶秤其稱(chēng)重原理所造成的“皮帶效應(yīng)”是它的主要誤差來(lái)源。為擺脫皮帶效應(yīng)的影響，八十年代末國(guó)外就開(kāi)發(fā)出一種核子皮帶秤。英國(guó)的愛(ài)費(fèi)里(AVERY)公司，美國(guó)的拉姆齊(RAMSEY)公司，德國(guó)的波索爾德(BODBEID)公司，以及我國(guó)黑龍江省技術(shù)物理研究所，清華大學(xué)。先后開(kāi)發(fā)了這種產(chǎn)品。

核子秤是利用物料對(duì)核射線(xiàn)的吸收量與物料量相關(guān)的原理設(shè)計(jì)的。核射線(xiàn)自核源發(fā)出成一定角度穿透物料到達(dá)電離室，電離室內(nèi)裝有惰性氣體，惰性氣體在核射線(xiàn)的作用下電離，由采集裝置采集到電離的強(qiáng)度信號(hào)，經(jīng)前置放大后進(jìn)行遠(yuǎn)傳(一般為脈沖信號(hào)，脈沖的頻率與被射線(xiàn)照射的物料的量成線(xiàn)性相關(guān))，測(cè)速傳感器采集物料的移動(dòng)速度，放大后遠(yuǎn)傳。核子秤主機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行放大處理后根據(jù)模型計(jì)算出實(shí)際的物料流量。

核子秤選型時(shí)要重點(diǎn)考慮核源強(qiáng)度、電離室、前置放大器等設(shè)備。核源的強(qiáng)度要符合國(guó)家衛(wèi)生防疫的有關(guān)規(guī)定，并滿(mǎn)足計(jì)量的要求。電離室和前置放大器要具備足夠的靈敏度和較小的漂移量。選擇不當(dāng)可造成因漂移量與靈敏度過(guò)小而計(jì)量精度差，不能滿(mǎn)足計(jì)量的要求。

四、結(jié)論

電子皮帶秤與核子秤比較起來(lái)，電子皮帶秤直接測(cè)量物料的重量信號(hào)并轉(zhuǎn)換為質(zhì)量流量，物料的比重、形狀、粒度等對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性影響不大，計(jì)量精度高，一般為±2%，但秤架的維護(hù)量大，對(duì)環(huán)境要求較高。核子秤通過(guò)間接方式測(cè)得質(zhì)量流量，由于其測(cè)量原理的限制，物料的比重、形狀、粒度等對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性影響較大，計(jì)量精度也不高，一般為±4%，但秤架維護(hù)量不大，適合于各種惡劣環(huán)境。核子秤由于具有核輻射，不能用在人員較多的場(chǎng)合，也不能應(yīng)用于食品計(jì)量上。通常靜態(tài)配料方式下，按靜態(tài)計(jì)量準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為允差±0.1%。動(dòng)態(tài)配料方式下，按動(dòng)態(tài)計(jì)量的準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為允差±1.0%。當(dāng)然，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，由于種種原因，配料的準(zhǔn)確度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此標(biāo)準(zhǔn)。但靜態(tài)方式的配料準(zhǔn)確度在正常工作過(guò)程中要遠(yuǎn)高于動(dòng)態(tài)方式。因此，在現(xiàn)場(chǎng)條件允許、物料狀態(tài)合適的情況下，選擇料斗秤之類(lèi)的靜態(tài)配料方式是最佳的。其次是皮帶秤，最后才是核子秤。這樣，才能保證計(jì)量準(zhǔn)確度最高。

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