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料仓称重仪表装置与料仓计量方法介绍

来源:网络转载更新时间:2019-12-19 09:12:33点击次数:11433次

本文主要从料仓装置作用,类型以及料仓计量的方法和料仓称重破拱措施四个方面来详细的了解料仓装置与料仓计量方法。
一、料仓装置作用料仓装置是散状物料搬运机械化系统中的仓储设备,主要起中间储存、系统缓冲和均衡作业等作用。
二、料仓装置类型

漏斗的斗壁类型主要有直线型、抛物线型和对数曲线型等。
三、料仓计量方法
1、料仓计量的应用
       料仓在工业生产、食品加工、药品等多个行业中有着广泛的应用,有相当一部分用于物料生产的配方线上,因此其存储物料的重量必须被纳入控制的范围。

  长期以来料仓的计量方式有两种,如果料仓仅作为缓冲或储存之用,那么仅需粗略地得知物料的料位,从经济角度考虑,安装料位计 (雷达式或超声波式) 即可满足要求,其中雷达式的料位计应用较为广泛,不过由于物料堆积锥面的影响,其对固态物料的测量精度要逊于液态物料。

  如果料仓的重量需要得到精确的计量,比如用于配料或贸易结算,此时需要在料仓的下面安装称重传感器,并配以相应的计量仪表,本文主要介绍的就是料仓传感器的应用。

 2、料仓支点的安装位置

  这里提及的支点即为物理上的受力点,一般为传感器或是机械枢轴。

  3、料仓传感器的安装方式及仪表灵敏度(mv/V) 和分辨率 (μV/d) 计算方法

  传感器容量选择:

  传感器额定容量 =

  例如如果设计仓内物料额定重量为 180T,料仓皮重约为 20T, 选取 25%的安全系数,支点数量为 3,则单只传感器的额定容量应为 100T。

  安装数量:

  A. 在对精度要求较高的场合,必须对料仓进行整体的计量和称重,即料仓的重量必须全部由传感器承受,因此料仓的支点必须全部都是传感器,其安装位置如上节所示,支点的位置便是传感器的位置。

  B. 在其他一些场合,从经济的角度考虑,可以牺牲一些精度的要求,只安装单只传感器,另外的支点用枢轴代替

  值得注意的是必须保证所有的支点都在同一个水平面上,并且料仓的进料口必须位于中心位置,使得仓内物料的重心位于其俯视图中线的交点。

  如果安装正确,配以高精度的传感器 (分值至少为 3000d),排除外来干扰,采用合理的标定方式,经过系数校正,最后的综合误差可以低于 0.5%,甚至有的设备厂商称可以达到 0.1%的精度,应该是建立在更高的要求和配置的基础之上。

  仪表灵敏度和分辨率的计算:

  采用如下公式:

  例如,以 SARTORIUS 公司的 PR1720 仪表为例,其主界面显示如下:

  当前料仓处于空仓状态,料仓额定重量为 300吨,每只传感器的灵敏度为 2mv/V,额定容量为100T。

  显示为 2.002997mv/V,是因为由于传感器在加工过程中贴片等工艺的离散性,各只传感器的阻值并不严格相等,传感器的灵敏度并不绝对等于 2mv/V。

  其内部分辨率为 0.16μV/count 故可将分辨率转化为 5count/d,由于 1d=100cd,因此也可以表达为 20cd/count。

  显示为 19.26373cd/cnt,与理论值稍有差异,除了上面提到的传感器离散性方面的差异外,仪表还根据现场实时情况在处理运算时加入了温度等方面的补偿。

  4.、料仓重量的标定

  1. 使用已知重量 (如标准砝码) 进行标定一般传感器制造上在说明书中都提出使用额定仓重 2/3 的标准砝码进行标定,这样可以最大程度地保证系统的线性,至少不应低于额定仓重的20%。

  对于额定容量较大的料仓,比如 300T,即使按最低要求的 20%,也需要 60T 的标准砝码,在实际使用中由于运输及吊运方面的困难,现场很难提供数量如此众多的砝码,对于这样的情况,可以考虑采用分步标定的方式,即砝码和物料相结合的方法。

  比如对于 300T 的料仓,可以提供的标准砝码重量为 10T,则标定步骤如下:

  A. 空仓下对料仓进行去皮,加上 10T 标准砝码进行标定,仪表应显示 10T,然后将砝码卸去,确认空仓皮重为零。

  B. 向仓内加入 10T 左右的物料,比如仪表显示 9.8T,此时将 10T 砝码加上料仓,仪表应显示19.8T,若有误差应进行系数修正。然后将砝码卸去,确认仪表仍显示 9.8T。

  C. 再向仓内加入 10T 左右的物料,加上之前的 9.8T物料,比如此时仪表显示 20.1T,将 10T砝码加上料仓,仪表应显示 30.1T,若有误差应进行线性化修正 (对于具备线性修正功能的仪表)。然后将砝码卸去,确认仪表仍显示 20.1T。不断重复上述步骤,直至标定重量满足要求为止。

  对于部分称量方式 (单只传感器) 的料仓,标定时砝码应沿着料仓的周长均匀地摆放,保证料仓的每个支点受力均衡。更好的办法是采用实物标定,考虑到固态物料的流动性的差异和堆积锥面的偏差,料仓的实际重心并不一定与理论相符,导致传感器的受力与其他支点有差异,因此在实际应用中,有的用户采取往仓内注水的标定方式,因为水的密度和仓的容积都是已知的,可以方便地计算出水的重量,同时水的流动性也保证了料仓重心的均衡,因此对于使用单只传感器的料仓,这样的标定方式是比较可靠的。

  2. 使用模拟输出方式标定

  这种办法适合于无法提供标准砝码的场合,具体方法如下:

  A. 首先测量空仓状态下传感器的输出毫伏电压 Vtare, 记 录 该 值 , 如 果 仪 表 的 输 出 信 号 为4~20mA,此时应调整仪表零点,使其输出为4mA。

  B. 假设三只传感器的灵敏度都为 2mv/V,额定容量分别为 100T,传感器供电电压为 12V,料仓的额定重量为 200T,则通过毫伏电压输出计对仪表的信号输入点输出以下信号:

  若仪表的输出信号为 4~20mA,此时应调整仪表增益,使其输出为 20mA,对应料仓 200T 的满量程。

  可以看出,这种标定方法的优点是无需砝码,方便快捷,缺点是脱离了传感器,仅仅是对仪表进行了线性化标定,因此其标定精度有限。

  对于部分称量方式 (单只传感器) 的料仓,比如圆形料仓,使用一只传感器和两个枢轴支点,传感器灵敏度为 2mv/V, 供电电压 12V, 额定容量 100T,料仓额定容量为 200T,则标定步骤和计算公式与上面相同。

  3. 使用传感器参数标定 (数字标定)

  该方法只适用于具有数字标定功能的仪表,如 SARTORUIS 公司的 PR1720 仪表,只需输入每只传感器的灵敏度 mv/V,输出电阻和额定容量,即可完成整个料仓的标定功能,无需标准砝码或其他辅助手段,在标定精度方面不亚于标准砝码标定,在过程简便方面与模拟输出标定类似,可以说结合了两者的优点,可以预见数字标定将来有着广阔的发展前景和市场应用,下面是 PR1720仪表在进行数字标定时输入传感器参数的界面:当完成整个标定过程后,可以用砝码进行精度校验,或者采用物料加砝码的形式,比如料仓额定重量为 200T,可以向仓内加 100T的物料,再加上 10T 的砝码,此时仪表应显示 110T。

  可以看出料仓额定容量为200T,步长 50kg,灵敏度为 1.335331mv/V,分辨率为 25.96cnt/d,目前处于空仓状态。
四、 料仓装置破拱措施
常用的破拱措施有机械搅拌、机械振动和气动等方法。
①机械搅拌法:采用人力或机械搅拌件直接插入斗内,破坏料拱。
②机械振动法:采用电磁式或超声波式振动器振动斗壁的某一局部,破坏料拱。大型漏斗可做成3段,采用柔性联接,中段可整体振动,这种漏斗称为振动漏斗。
③气动法:将压缩空气直接喷射在粉末物料内部(不适用于易燃物料),或在斗壁内装设气囊使气囊间歇鼓胀收缩,对粉末物料产生横向推力,消除料拱。由于物料特性以及料层厚度、压实度和存放时间等因素多变,外力破拱措施的效果并不稳定,应与防拱措施结合采用。对于大块矿石产生的机械性卡咬起拱,可采用小型雷管伸入卸料口爆振,使料拱崩塌,但须采取安全防护措施。 

 

 

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(此文关键词:称重传感器,计量仪表,称重计量仪表,称重计量控制器,锂电池称重传感器应用)
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