專利名稱：高精度固體流量計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高精度固體流量計(jì)量裝置是采用動(dòng)、靜態(tài)電子稱重計(jì)量相結(jié)合的方式，配合相應(yīng)的機(jī)械、氣控裝置、單片機(jī)儀表控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送過程中的各種固體物料(包括粒料和粉料)進(jìn)行精確的在線流量計(jì)量。本實(shí)用新型屬于電子稱重計(jì)量領(lǐng)域。
目前國際上采用的固體流量計(jì)量方式主要有三種一是電子皮帶枰。它是利用一組稱重傳感器對(duì)皮帶機(jī)輸送的物料重量進(jìn)行高速的動(dòng)態(tài)采樣，同時(shí)由一只(組)測(cè)速傳感器對(duì)皮帶瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行測(cè)量。兩組采樣信號(hào)分別經(jīng)模似放大，A/0轉(zhuǎn)換、數(shù)字處理后，由計(jì)算機(jī)將測(cè)出的各重量信號(hào)與其所對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度的乘積對(duì)時(shí)間t進(jìn)行積分，即得到t時(shí)間內(nèi)的流量值。這種方式由于皮帶的張力及其在運(yùn)動(dòng)中的隨機(jī)振動(dòng)等對(duì)重量傳遞的影響大，因此計(jì)量精度較低，一般為1％(標(biāo)定精度也只有0.5％)。
第二種是核子枰。它是利用安裝于輸送機(jī)上方的放射源發(fā)射出r射線，由輸送機(jī)下面的接收裝置接收。由于γ射線穿透不同厚度的物料后接收器所反應(yīng)出的信號(hào)強(qiáng)度不同，且成一次線性關(guān)系。因此計(jì)算機(jī)可根據(jù)物料的堆積密度及測(cè)量值算出料重值。同時(shí)由一套測(cè)速系統(tǒng)測(cè)出輸送機(jī)瞬時(shí)輸送速度，再由計(jì)算機(jī)將料重值和速度的乘積，對(duì)時(shí)間積分，就可得出輸送流量。采用這種方式，由于同一種物料如粒度不同對(duì)堆積密度有影響，不同性質(zhì)的物料比重不同，以及物料含水量不同對(duì)計(jì)量的影響等因素所以計(jì)量精度也較低，累計(jì)量精度只有0.5％～2.0％。另外，核子秤由于采用了放射線，適用的計(jì)量對(duì)象也有一定局限性。
第三種是固體流量計(jì)。它是采用一個(gè)曲面測(cè)量溜槽作為受力、傳力部分。溜槽上端由彈性簧片固定，下部由稱重傳感器支承。當(dāng)固體散料通過溜槽時(shí)，曲面溜槽使散料流動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)散料對(duì)測(cè)量槽的沖擊力作用于傳感器，傳感器將所測(cè)得的與瞬時(shí)流量成正比的電壓信號(hào)送計(jì)算機(jī)處理，就可得到瞬時(shí)流量，對(duì)t積分就得到總流量。這種方式由于是以測(cè)沖擊力為基礎(chǔ)，隨機(jī)誤差較大，加之溜槽傾角的變化，彈性簧片的剛度與安裝位置對(duì)傳感器上的作用力都有較大影響，所以計(jì)量精度更低，一般只有2％左右，最好的也只有1％。
綜上所述，目前國際、國內(nèi)使用的固體流量計(jì)量裝置雖都采用了較先進(jìn)的技術(shù)，各有特點(diǎn)，但由于方式和原理上的問題，最大的共同缺陷就是計(jì)量精度太低，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。
本實(shí)用新型發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中不足之處而提供的一種采用動(dòng)、靜態(tài)電子稱重計(jì)量相結(jié)合的高精度固體流量計(jì)量裝置。
傳統(tǒng)的固體流量計(jì)量方式都是對(duì)物料的重量進(jìn)行“動(dòng)態(tài)”采樣計(jì)量，并以此為依據(jù)得出流量值。我們知道，物料在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的重量受多種因素影響，難以測(cè)準(zhǔn)。而且動(dòng)態(tài)采樣的瞬時(shí)值取點(diǎn)少，隨機(jī)誤差大，加上傳感器的滯后等因素影響，所以計(jì)量精度不可能有突破性的提高。但對(duì)靜態(tài)計(jì)量來說，計(jì)量對(duì)象(物料)處于靜態(tài)狀態(tài)，重量是不變的。同時(shí)取樣點(diǎn)多，經(jīng)多次平滑處理后可濾去隨機(jī)大數(shù)，因此可以達(dá)到很高的精度。這是動(dòng)態(tài)計(jì)量無法達(dá)到的。
以此理論為據(jù)，本發(fā)明提出這樣一個(gè)方案其核心就是采用動(dòng)、靜態(tài)計(jì)量相結(jié)合的方式，動(dòng)態(tài)跟蹤、采樣，作為自動(dòng)控制和與設(shè)定值比對(duì)的依據(jù)。在保證進(jìn)、出計(jì)量裝置的物料連續(xù)不間斷的前提下，中間有很短時(shí)間物料處于靜止?fàn)顟B(tài)，然后在此時(shí)進(jìn)行靜態(tài)計(jì)量。計(jì)算機(jī)對(duì)各次靜態(tài)計(jì)算值累加，并根據(jù)計(jì)量倉門各次放料開啟時(shí)間，利用計(jì)算機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘，準(zhǔn)確地算出物料的流量。由于流量值是通過“靜態(tài)”計(jì)量出，因此精度極高。同時(shí)采用全自動(dòng)控制方法，使用也很方便。
本實(shí)用新型(

圖1)由上位半倉(2)濾塵排汽口(3)氣動(dòng)閘門(4)換氣收塵管(5)稱重傳感器(6)計(jì)量倉(7)氣動(dòng)放料門(8)密封防塵罩(9)罩板(10)框架(11)濾塵口(13，14)下位儲(chǔ)料倉(15)組成。稱重量傳感器(6)經(jīng)接線盒(圖2)接稱重控制儀表(16)，稱重控制儀表的控制口接強(qiáng)電控制柜(17)，控制電/氣控制箱(18)來操作控制氣動(dòng)門(4)和氣動(dòng)放料門(5)。
如圖1所示，輸送生產(chǎn)線中進(jìn)料輸送機(jī)(1)連續(xù)不斷將物料送到計(jì)量裝置的入料口，物料通過上位半倉(2)開啟著的氣動(dòng)閘門(4)直接進(jìn)入計(jì)量倉(7)。計(jì)量倉由一組電阻應(yīng)變式傳感器(6)全支承。進(jìn)入計(jì)量倉的物料重量由傳感器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送到稱重控制儀表里，經(jīng)放大、濾波、模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸送到CPU中進(jìn)行數(shù)字處理。
稱重控制儀表對(duì)進(jìn)入計(jì)量倉的料重進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤采樣，并將處理后的數(shù)據(jù)隨時(shí)與儀表的設(shè)定值進(jìn)行比較。當(dāng)進(jìn)入計(jì)量倉的料重達(dá)到設(shè)定值時(shí)，(如30KG——依輸送機(jī)的能力定)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)發(fā)出指令，由儀表的控制口給出開關(guān)量控制信號(hào)，關(guān)閉上位半倉的氣動(dòng)閘門(4)，將后面不斷送入的物料暫時(shí)截在上位半倉中。然后稱重儀表對(duì)計(jì)量倉中的物料靜態(tài)計(jì)量，并將計(jì)量結(jié)果送入存儲(chǔ)器。接著計(jì)算機(jī)馬上給出指令，打開計(jì)量倉(7)，氣動(dòng)放料門(8)，物料進(jìn)入下位儲(chǔ)料倉(15)，并由出口送至出料輸送機(jī)(12)。計(jì)量倉放料完畢后(即控制儀表倉中料重值為零)，計(jì)量倉門關(guān)閉，同時(shí)自動(dòng)打開上位半倉的氣動(dòng)閘門(4)。被截在上位半倉中的物料落入計(jì)量倉。這一系列動(dòng)作可在極短的時(shí)間內(nèi)完成，上位半倉中所截的物料尚未達(dá)到設(shè)定值(一般應(yīng)設(shè)計(jì)為1/2-2/3左右)。由于輸送機(jī)始終在不停地進(jìn)料，上位半倉門開啟后，物料又直接進(jìn)入計(jì)量倉，直到達(dá)到設(shè)定值(與第一次相同，進(jìn)入第二次循環(huán))，然后反復(fù)重復(fù)上上述過程。使下位儲(chǔ)料倉中保持有料，就保證了出料的連續(xù)。合適的出料口尺寸與結(jié)構(gòu)，可使出料均勻。
稱重儀表中的計(jì)算機(jī)對(duì)每次靜態(tài)計(jì)量的結(jié)果自動(dòng)累加，并利用其內(nèi)部時(shí)鐘自動(dòng)計(jì)算出各時(shí)間段的流量，打印機(jī)可打印出結(jié)果。
本實(shí)用新型可使計(jì)量精度達(dá)到0.05％-0.1％，比同類產(chǎn)品提高5～10倍。同時(shí)安裝也比較方便，現(xiàn)場(chǎng)不需要再進(jìn)行調(diào)試，更換計(jì)量物料也不需重新調(diào)整。因此比其他同類產(chǎn)品都方便，而且成本也不高于其他同類產(chǎn)品。它使用范圍廣泛，可用于皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)，斗式、刮板式輸送機(jī)(甚至是氣力輸送未端)等生產(chǎn)線，連續(xù)輸送的糧食、食品、煤、化工原料、砂石、建材等的在線流量(輸送量)計(jì)量。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖。1為進(jìn)料輸送機(jī)，2為上位半倉，3為濾塵排氣口，4為氣動(dòng)閘門，5為換氣收塵管，6為稱重傳感器，7為計(jì)量倉，8為所支放料口，9為密封防塵罩，10為罩板，11為框架，12為出料輸送機(jī)，13、14為濾塵口，15為下位儲(chǔ)料倉。
圖2為本實(shí)用新型的儀表及控制原理示意圖，16為稱重控制儀表，17為強(qiáng)電控制柜，18為電/氣控制箱。
上位半倉和計(jì)量倉都采用方錐形或園錐形。倉的錐角不能小于60度。上位倉體的體積應(yīng)大于計(jì)量倉的一半。上位倉門采用回轉(zhuǎn)擺式結(jié)構(gòu)，以防止卡料。計(jì)量倉容量大約60～80升，高度大約為70公分。計(jì)量倉門采用對(duì)開式，活動(dòng)靈活，放料速度快，下位儲(chǔ)料倉用圓形方形錐體，錐角為45度，體積為計(jì)量倉的兩倍。計(jì)量倉上、下軟連接，各部分均有密封的濾塵罩，開口處采用金屬編成的網(wǎng)，防止粉塵外逸。在計(jì)量倉和下位儲(chǔ)料倉應(yīng)有排氣、補(bǔ)氣如圖1所示濾塵排氣管(3)、濾塵口(13，14)和收塵結(jié)構(gòu)。即換氣收塵管(5)，本產(chǎn)品采用互換式自收塵結(jié)構(gòu)。稱重傳感器采用三只懸臂梁式高精度傳感器，可調(diào)吊桿式連接。其連接結(jié)構(gòu)有較好的復(fù)位、調(diào)高、限位結(jié)構(gòu)，保證重力傳遞。稱重控制儀表采用98系列的單片機(jī)。
權(quán)利要求1.一種高精度固體流量計(jì)量裝置，有接線盒、稱重控制儀表、強(qiáng)電控制柜、電/氣控制箱，其特征在于它(圖1)有上位半倉(2)、濾塵排汽口(3)、氣動(dòng)閘門(4)、換氣收塵管(5)、稱重傳感器(6)、計(jì)量倉(7)、氣動(dòng)放料門(8)、密封防塵罩(9)、罩板(10)、框架(11)、濾塵口(13，14)、下位儲(chǔ)料倉(15)；稱量傳感器(6)經(jīng)接線盒(圖2)接線重儀表(16)，稱重控制儀表的控制口接強(qiáng)電控制柜(17)，控制電/氣控制箱(18)來操作氣動(dòng)門(4)和氣動(dòng)放料門(5)。
專利摘要一種高精度固體流量計(jì)量裝置,屬于電子稱重計(jì)量領(lǐng)域。它由(圖1)上位半倉(2)、濾塵排氣口(3)、氣動(dòng)閘門(4)、換氣接收管(5)、稱重傳感器(6)、計(jì)量倉(7)、氣動(dòng)放料門(8)、密封防塵罩(9)、罩板(10)、框架(11)、濾塵口(13,14)、下位儲(chǔ)料倉(15)組成。稱量傳感器(6)經(jīng)接線盒(圖2)接稱重儀表(16)、稱重控制儀表的控制口接強(qiáng)電控制柜(17),控制電/氣控制箱(18)來操作氣動(dòng)門(4)和氣動(dòng)放料門(5)。它精度高,安裝使用方便,適用于糧食、輕工、煤炭、建材等領(lǐng)域儲(chǔ)運(yùn)、生產(chǎn)中的各種固體物料流量的在線連續(xù)計(jì)量。
文檔編號(hào)G01G11/00GK2289228SQ9621962
公開日1998年8月26日 申請(qǐng)日期1996年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月14日
發(fā)明者朱楓林, 李建平 申請(qǐng)人:朱楓林, 李建平