CN103017872A - 动态计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态计量装置，属于输送计量技术领域，本发明的动态计量装置包括数据处理单元、皮带秤和测速传感器，所述皮带秤上设置有用于称重的第一传感器，还包括用于测量皮带输送机上输送带拉力的第二传感器，所述第二传感器与数据处理单元连接。在现有的动态计量装置上增加检测输送带拉力的传感器可以及时检测出输送带拉力的动态变化值，将动态变化值输送至数据处理单元，经数据处理单元运算处理后可得到高精度的称量数值。

Description

动态计量装置

技术领域

本发明涉及一种输送计量装置，特别涉及一种用于动态计量输送带上物料累计重量的装置。

背景技术

现有的动态计量装置一般包括嵌装型皮带秤和整机型皮带秤，嵌装型皮带秤与其配套的皮带输送机可以不是同时设计制造的。整机型皮带秤所需的输送机，包括输送机架、滚筒与托辊、输送皮带、驱动电机等，并与皮带秤称重部件制成一体。上述皮带秤的工作原理：物料在皮带上运行至皮带秤位置时，对皮带秤称重托辊产生向下的作用力，通过称体将作用力作用至称重传感器上，传感器内部弹性体上的电阻应变计电阻发生变化，通过测量电路将这一电阻变化转变为电压信号输出至运算器，所述运算器将结合由速度传感器检测出的皮带输送速度值来运算出每一周期的物料量，通过对每一测量周期进行累计，即可得到皮带上连续通过的物料总量。虽然现有的皮带秤具有测量简便、适用于工业化生产等优点，但是其测量精度很难保证。

影响皮带秤称量精确度主要有以下因素：1、给料均匀性。当给料均匀时，皮带拉力的变化就小，皮带秤的精确度就高；2.皮带速度。当皮带速度低时皮带的拉力变化频率低，皮带秤的精确度就高；3.皮带输送机的长度。当皮带输送机的长度越长时，皮带的输送拉力必然增大，进而严重影响皮带秤的测量精度。综上所述，影响皮带秤测量精确度的本质是皮带拉力的变化，然而现有技术并没有很好的解决办法以消除皮带拉力对测量精确度的影响。现有增强皮带秤测量精确度的一般方法是提高皮带输送机与皮带秤托辊之间准直精确度，因为该准直精确度随着皮带输送机的使用逐渐降低，而准直精确度的校准只有皮带秤生产厂家才能完成，所以工厂为维护皮带秤的精确度所花费的维修成本极高。

针对现有技术的不足，需探索一种更加精确的动态计量装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种动态计量装置，该动态计量装置解决了现有技术中皮带秤的皮带拉力严重影响测量精度的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明的动态计量装置，包括数据处理单元、设置在皮带输送机上的皮带秤和用于检测输送带传送速度的测速传感器，所述皮带秤上设置有用于称重的第一传感器，还包括用于测量皮带输送机上输送带拉力的第二传感器，所述第二传感器与数据处理单元连接。

进一步，所述皮带输送机包括头部滚筒、尾部滚筒、输送带和用于张紧输送带的张紧机构，所述第二传感器设置在张紧机构上。

进一步，所述张紧机构包括张紧螺栓，所述张紧螺栓抵在头部滚筒或尾部滚筒的转轴上，所述第二传感器与张紧螺栓连接。

进一步，所述张紧机构为垂直重力式拉紧装置或水平重力式拉紧装置，所述垂直重力式拉紧装置或水平重力式拉紧装置包括重物和拉索，所述第二传感器与拉索连接。

进一步，所述第一传感器和第二传感器为电阻应变式传感器。

进一步，所述数据处理单元为PC、PLC、单片机或MCU。

本发明的有益效果：本发明的动态计量装置，包括数据处理单元、设置在皮带输送机上的皮带秤和用于检测输送带传送速度的测速传感器，所述皮带秤上设置有用于称重的第一传感器，还包括用于测量皮带输送机上输送带拉力的第二传感器，所述第二传感器与数据处理单元连接。在现有的动态计量装置上增加检测输送带拉力的传感器可以及时检测输送带拉力的变化，将该拉力变化数值和皮带秤的动态称重数值同步输送至数据处理单元，经计算器的运算处理，将影响第一传感器称重精确度的输送带拉力影响因子从中去除，进而得到高精度的称量数值。

另外，将所述第二传感器设置在皮带秤原有的张紧机构上，可以简化安装结构，降低安装成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的带有张紧螺栓的动态计量装置结构示意图；

图2为本发明的带有水平重力式拉紧装置的动态计量装置结构示意图；

图3为本发明的带有垂直重力式拉紧装置的动态计量装置结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1至3所示：本发明的动态计量装置，包括数据处理单元2、设置在皮带输送机上的皮带秤、测速传感器1，所述皮带秤上设置有用于称重的第一传感器3，所述第一传感器3与皮带秤上的称重托辊12连接，所述第一传感器3和测速传感器1同时与数据处理单元2连接用以向数据处理单元2传输数字信号或模拟信号，还包括用于测量皮带输送机输送带4拉力的第二传感器5，所述第二传感器5与数据处理单元2连接。本发明的工作原理是：所述第二传感器5检测输送机输送带4的动态拉力并将拉力数值传输至数据处理单元2，所述第一传感器3检测皮带秤上的物料重力值并将重力值传输至数据处理单元2，所述测速传感器1检测输送带4输送速度并将速度值也传输至数据处理单元2，所述数据处理单元2按内置运算程序处理上述数值，把影响第一传感器称重数值的输送带4拉力值去除以得到高精度的称量数值。

作为上述技术方案的进一步改进，所述皮带输送机包括驱动电机13、头部滚筒6、尾部滚筒7、输送带4和用于张紧输送带的张紧机构，所述驱动电机13与尾部滚筒7传动连接。所述第二传感器5设置在张紧机构上。将第二传感器5设置在张紧机构上可以简化安装结构，降低安装成本。按张紧机构的不同，所述第二传感器5有以下安装实施例：

实施例一

如图1所示：所述张紧机构包括张紧螺栓8，所述张紧螺栓8的一端抵在头部滚筒或尾部滚筒的转轴9上，所述第二传感器5与张紧螺栓8连接用以检测张紧螺栓8的抵持力，如果输送带4的进程部分与回程部分皆水平设置的情况下，所述抵持力等于输送带4进程部分的拉力与输送带4回程部分拉力之和。

假设皮带秤上的称重托辊在物料和输送带的压力下与其相邻的托辊相比存在高差h，那么在拐点处，就有输送带的拉力S的垂直分量V作用在物料上，通过力的分解可以得到这个垂直向上的分力V，近似计算公式为：V＝S h/L(其中L为托辊间距离)，因为物料两侧的输送带4都具有拉力S，所以实际输送带4的向上分力应为2V。另外，拉力S可根据第二传感器5测量的数值F来计算得出：S＝F/2，因为第一传感器5可测量出h的数值，进而V可通过公式V＝Fh/2L计算出来。物料的实际重量值G的计算公式为G＝G₁+2V(G₁为第一传感器3的重力测量值)，通过上述公式可知在重力不变的情况下拉力分量V的变化将影响第一传感器3的测量数值G₁的变化，当分量V可计算出来的情况下，物料重量G的数值即可精确推导出来。

实施例二

作为上述技术方案的替换方案，如图2和3所示，所述张紧机构为垂直重力式拉紧装置或水平重力式拉紧装置，所述垂直重力式拉紧装置或水平重力式拉紧装置包括重物10和拉索11，所述第二传感器5与拉索11连接。当输送带4上的物料重量出现变化时重物10会随输送带4的拉力变化而上下垂直运动，在运动中由于重物10的惯性作用会使得第二传感器5的测量数值发生变化，将第二传感器5的测量数值输送至数据处理单元2中进行运算后，可将拉力变化的影响从实际测量值中剔除，进而增加测量精确度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一传感器3和第二传感器5为电阻应变式传感器。电阻应变式传感器可测量拉力、压力和位移等，电阻应变式传感器具有精度高，结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作等优点。

作为上述技术方案的进一步改进，所述数据处理单元2为PC、PLC、单片机或MCU。第一传感器3和第二传感器5把信号传给数据处理单元2内的单片机，通过单片机处理后以数字形式显示出来。采用单片机具有结构简单、成本低等优点，当然所述数据处理单元2也可为PC或PLC以增强自动校验和处理能力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种动态计量装置，包括数据处理单元(2)、设置在皮带输送机上的皮带秤和用于检测输送带(4)传送速度的测速传感器(1)，所述皮带秤上设置有用于称重的第一传感器(3)，其特征在于：还包括用于测量皮带输送机上输送带(4)拉力的第二传感器(5)，所述第二传感器(5)与数据处理单元(2)连接。

2.根据权利要求1所述的动态计量装置，其特征在于：所述皮带输送机包括头部滚筒(6)、尾部滚筒(7)、输送带(4)和用于张紧输送带的张紧机构，所述第二传感器(5)设置在张紧机构上。

3.根据权利要求2所述的动态计量装置，其特征在于：所述张紧机构包括张紧螺栓(8)，所述张紧螺栓(8)抵在头部滚筒或尾部滚筒的转轴(9)上，所述第二传感器(5)与张紧螺栓(8)连接。

4.根据权利要求2所述的动态计量装置，其特征在于：所述张紧机构为垂直重力式拉紧装置或水平重力式拉紧装置，所述垂直重力式拉紧装置或水平重力式拉紧装置包括重物(10)和拉索(11)，所述第二传感器(5)与拉索(11)连接。

5.根据权利要求3或4所述的动态计量装置，其特征在于：所述第一传感器(3)和第二传感器(5)为电阻应变式传感器。

6.根据权利要求5所述的动态计量装置，其特征在于：所述数据处理单元(2)为PC、PLC、单片机或MCU。

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