文主要内容是介绍了失重秤的原理，优缺点和在水泥熟料计量配料系统中应用。

在水泥生产过程中，水泥熟料计量配料系统是制约水泥成品质量和产量的重要环节之一。水泥熟料配料系统承担着计量和按照配比控制给料量的任务，使得磨制水泥所需的三种物料：水泥熟料、矿渣、石膏，按照一定比例和一定速度喂入水泥磨中。通过控制各种物料的比例，可以达到控制水泥产品质量的目的，通过控制物料的入磨速度，即给料量，可以使得水泥磨机运行在最佳的工作状态，最大地发挥水泥磨机的生产能力，使之既不过负荷运行，也不欠负荷运行，从而防止“闷磨”事故的发生，达到提高产能降低电耗的目的。

以前水泥熟料计量配料系统常用的计量控制设备主要有三种：一是调速电子皮带秤，二是悬臂式电子皮带秤加上电磁振动给料机，三是圆盘喂料机。其中第3种配料装置最原始，通过人工拨动圆盘喂料机上下料挡板的位置，粗略地控制下料量，没有任何计量手段，水泥产品质量和水泥磨机的台时产能均难以得到有效的保障。前两种配料装置虽然在配料计量控制精度上较圆盘喂料机明显有所提高，但是也难以避免地存在着零点漂移、皮带跑偏等诸多干扰因素，造成计量不准；并且其故障率较高，比如皮带秤上的皮带就很容易损坏，需要经常更换皮带，这既增加了维护费用，也增加了工人的劳动强度，更主要的是影响生产；尤其在水泥熟料磨头称重配料系统中，由于生产的连续性强，往往吊车从联合储库中抓出的水泥熟料尚未经过充分冷却，经常出现温度过高的情况，皮带秤上的皮带很容易被烫坏。因此，在这种场合皮带秤配料系统根本无法使用。

经过近几年的实际应用表明，国产失重秤的确为水泥熟料配料系统提供了一个比较理想的计量控制手段。它不仅价格低，而且在工作原理上，突破了传统的连续称重设备所采用的动态计量方式，采用静态称量原理，使之工作稳定可靠，计量准确度高；并且可以解决水泥熟料磨头配料方式中熟料温度高的问题。下面，从几个方面进一步介绍国产失重秤。

1　系统组成和工作原理

失重秤可以分成设备系统和控制系统两大部分。
主要包括一个计量仓、一台上料电磁振动给料机、一台下料给料机、6个悬吊装置以及软接口等5个部分。其中，上料电磁振动给料机靠上部的3只悬吊装置悬挂在料仓上，它与计量仓采用防尘软连接，在重量上与计量仓分离；下料电磁振动给料机靠下部的3只悬吊装置悬挂在计量仓上，它与计量仓通过计量仓内的料注连接，在重量上与计量仓成为一体，并一起由3只拉力传感器悬挂在料仓上，下料电磁振动给料机和计量仓及计量仓内的料一起作为称量对象。失重秤的安装高度H是由水泥磨机的台时产能来决定，一般为2m左右；水平安装距离L也与水泥磨机的台时产能有关，一般可以限制在1.3～1.6m。

　　控制系统组成如图2所示，它主要包括：拉力传感器、信号放大器、输入接口、输出接口、主机、可控硅电源、显示器、键盘、打印机等9个部分。其中输入接口可以同时接收16个信号放大器送来的16路输入信号；输出接口也可以同时输出16路由主机发出的控制信号，同时驱动16台上料电磁振动给料机和16台下料电磁振动给料机工作。也就是说，该控制系统可以最多控制16种物料按照预先设定的比例配料。

    首先通过键盘向主机输入一个系统开始运行的命令，主机将通过输出接口向上料电磁振动给料机的可控硅电源发出控制信号，控制该可控硅电源向上料电磁振动给料机送电，于是上料电磁振动给料机开始振动，并向计量仓给料；同时3只拉力传感器开始连续地检测重量信号，送入信号放大器，放大后的重量信号经输入接口送入主机，当计量仓内的料重量达到预先设定的上限值时，主机将立即发出控制信号，经输出接口控制上料电磁振动给料机的可控硅电源，使上料电磁振动给料机停止向计量仓给料。接着主机计时，同时做第1次静态称量。间隔瞬间之后，主机再次发出控制信号，经输出接口及下料电磁给料机的可控硅电源，控制下料电磁振动给料机开始卸料，当卸料至计量仓内料的重量达到预先设定的下限值时，主机立即控制下料电磁振动给料机停止卸料。主机再计时，并做第2次静态称量。又间隔瞬间之后，主机再次控制上料电磁振动给料机向计量仓给料。至此，一个工作周期完成，如此循环往复，周期运行。

　　设失重秤的一个工作周期为T，第1次静态称重得到的重量为Gmax，第2次静态称量得到的重量为Gmin，那么可以计算出物料的瞬时流量为：q＝（Gmax－Gmin）／T，以及在时间t内物料的累计流量为：q′＝Ft／T，这就是失重秤的基本工作原理。

由于物料的流量是通过测量计量仓内物料失去的多少来确定的，因此叫失重秤，也称减量法计量。这种计量采用断续进料，断续出料，静态测量的工作方式。上料后一次测量，下料后一次测量，这二次测量都是静态测量，并且这两次测量是在几分钟内完成的，所以不存在传感器的零点漂移问题，因此可获得相当高的计量精度。

每完成一次上料、一次下料为一个周期，周期长短是根据工艺要求的物料流量的大小来确定的，一般为几分钟。通常上料电磁振动给料机选得大，下料电磁振动给料机选得小，这样上料时间较下料时间就会小得多。T＝t1＋t2＋2.Δt，其中上料（下料）间隔Δt是一定的，上料时间t1越小，则下料时间t2就越接近周期T，相邻二次下料的时间间隔就越小，下料就越接近于连续。而下料的连续性对生产是有利的。

2　主要性能参数

适合计量的物料：块状或棵粒状物料
给料能力：最大为25t／h，最小为1t／h
系统计量精度：±0.5％
系统配比精度：±0.5％
配料点数：最多16路物料
周期／斗：60～240s
显示：瞬时流量、累积流量、模拟工艺流程图、汉字显示、彩色显示器。
打印：80列行式打印机，汉字报表，包括下料次数、流量、产量、时间等。
保护功能：全部数据均有掉电保护，机内配有进口电池供电。
标定：实物标定、在线标定。
电源：220V，a.c.±10％，50Hz±4％
环境：温度为－10～＋40℃；湿度：＜85％

3　优缺点

3.1　优点
①基于失重秤的工作原理，既象其它动态给料秤那样，能够连续、自动地显示物料的瞬时流量和累计流量以及定量控制；又能采用料仓秤那样的静态称重原理，从而工作稳定、可靠。
②由于它采用减量法计量，以静态称重方式为基础，所以计量准确度不受零点和皮重变化的影响，可以有较高的计量精度，尤其是用于小流量物料时，容易获得较高的计量精度。
③设备系统全部为钢质，适用环境条件较差的场合，并且坚固耐用，维护量小，不怕物料高温等。
④它不仅可以进行实物标定，而且可以在生产运行中进行在线标定。即根据计量仓内物料的上、下限重量之差和失重秤流量显示值比较计算准确度，这种标定简单、方便易行，不需要增加辅助标定设备，省钱省力。
3.2 缺点
①由于失重秤设备系统是由二台电磁振动给料机及一个计量仓上下排列组成，所以与其它计量称重设备相比占用高度空间较大，一般在2m左右。这就要求其上面的料仓底部抬高，从而增加了相关专业的建设成本。如果是旧设备改造，可能会因原有高度空间不够而无法使用失重秤，从而使失重秤的应用范围受到限制。
②传感器的吊装方法、设备安装高度等也是需要进一步改进和完善的问题。

4　应用注意事项
①在高度允许的情况下，尽量使用大功率的电振机，这样可以使上料时间缩短，相对的下料时间加长，使物料流量接近连续。
②库（仓）底留出的高度要适当。要根据物料的最大流量准确计算失重秤安装高度，既要满足失重秤安装要求，又要尽量压缩高度空间，以减少相关专业的建设投资。
③失重秤是与工艺系统配性较强的计量装置，关于工艺系统的料仓下料口开口大小，料仓下部收缩角度，以及放料阀门等，都必须与工艺专业协商，进行合理设计，既要保证物料流动畅通、稳定，又要尽量减少仓内物料对上料电磁振动给料机的压强。
④设备安装时应注意计量仓与进料电磁振动给料机的连接应采用软连接，各连接处应有足够大的间隙。一是防尘，二是以免相互间碰撞，引起计量不准。
⑤拉力传感器是易损部件，应注意保护，以免过载或因其它原因损坏。
⑥控制系统主机应放置在良好的工作环境中，避免较强大磁场及振动，主机电源应加磁饱和交流稳压器，并应与可控硅源等大的负荷设备分开供电，以防电磁干扰。系统接地应单独设置，不得与电气接地共用。拉力传感器输出信号也应单独穿管或架空走线，不得与强电混行敷设。
⑦由于熟料水泥配料系统的工作环境，一般都有粉尘大、振动大和噪声大等特点，因此应加日常维护、保养，以保证计量系统正常运行。

5　应用前景
失重秤不仅适合于水泥生产中熟料配料系统，也适用于水泥生料配料系统，同时它在玻璃、化工、塑料、粮食加工等许多行业中都有广泛的应用。但是，对进口产品来讲，由于它价格太高，系统又较为复杂，使其应用范围大大受到了限制。而对于国产失重秤，由于在产品设计时对它的系统结构进行了简化，特别是全部采用了国产设备、元器件、材料制造，使价格为国外同类产品的1／10左右，一般水泥厂等行业完全可以接受。而且，到目前为止，失重秤投放市场，已经有近十年时间，不仅设备制造技术本身日趋成熟，且经过近年来在水泥及其它行业中的实际应用，基本上运行可靠、精度上也基本能够满足生产工艺的要求。

作者：赵进奎  单位：山东铝业公司设计院，山东淄博　255051

参考文献
1　山东临朐水泥电子设备厂.失重秤配料系统产品说明书.1993

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