CN105953863B - 称重信号采集装置 - Google Patents

Abstract

为了弥补现有技术的上述不足之处，提高存在粘聚现象的物料的称重精度以及物料传输的工作状态，本发明提供了一种称重信号采集装置，包括：物料体积确定单元，用于确定从存储仓落入传输带的物料体积；与所述物料体积确定单元连接的物料重量确定单元，用于确定从传输带投入物料处理设备的密度、粘聚在传输带上的物料的重量，并据此确定通过物料传输带传输出去的粘聚性物料的重量。本发明满足了现代化工业生产中对于颗粒状物料的高精度投放操作要求，提高了物料投放和称重的智能化程度。

Description

称重信号采集装置

技术领域

本发明涉及物料计量技术领域，更具体地，涉及一种称重信号采集装置。

背景技术

工程机械行业中，许多地方都要使用到物料(即原材料)的称重，例如水泥生产中粉煤灰添加的称重控制，以及在现代新型建材超细粉和添加剂的称重控制等等，对这些粉体物料的称重控制，无一不对水泥工业产品的产量、质量起着至关重要的作用。因此如何保证粉状物料在称重控制过程中的稳定性、快速的响应能力和长短期精度，是水泥行业发展至今一直所必须面对和解决的问题。

大多数粉状物料的流动性受到水分和充气的影响。通常由于物料囤积吸附水分使得粉体物料的流动性变差，表现在物料趋于粘聚并有较大的附着性，水分越大其附着性越强，流动性越差，使得仓内粉体层的流动区域常常呈现漏斗状，即只有料仓中央部分形成料流，而其他区域的粉体或料流顺序紊乱或停滞不动，产生先加入的物料后流出的“先进后出”的现象，这种流动形式称为漏斗流。漏斗流会引起偏析、冲料、结块、下料容重变化等不良现象，这些现象均会造成称重精度的极大误差。另一方面，干燥或伴有气流的粉状物料的流动性极强，表现为物料趋于自溢(自流性)，含气量越大，其流动性越强。

现有技术中，例如，申请号为CN201310035535.8的中国发明专利申请公开了一种液态流体物料的动态称重方法及其系统，属于流体称重领域，动态称重方法将流体冲击力、落差量这两个影响计量精度和速度的主要因素参与到流体物料的计量补偿计算中，与计量标准秤输出的虚假重量综合考虑，进行流体实际重量的计算；动态称重系统在进料阀的出口处设置速度感应器、速度感应器的输出端连接计量单元，人机交互模块通过I/O端口与计量单元连接，计量单元和计量秤的输出端连接计量补偿单元，计量补偿单元的输出端连接控制器。

然而，这种方案仍旧无法解决对于粘聚性物料的准确称重问题。

发明内容

为了弥补现有技术的上述不足之处，准确称重存在粘聚现象的物料以及确定物料传输过程中相关设备的工作状态，本发明提供了一种称重信号采集装置，用于确定通过物料传输带传输出去的粘聚性物料的重量，所述称重信号采集装置包括：

物料体积确定单元，用于确定从存储仓落入传输带的物料体积；

与所述物料体积确定单元连接的物料重量确定单元，用于确定从传输带投入物料处理设备的密度、粘聚在传输带上的物料的重量，并据此确定通过物料传输带传输出去的粘聚性物料的重量。

进一步地，所述物料体积确定单元包括：

物料密度确定子单元，用于确定落入传输带的物料的密度ρ：设物料在进入存储仓时的密度为ρ₀，物料在存储仓内存储的时间长度为T_存储小时，则

存储仓压力变化子单元，用于检测物料存储仓的压力变化ΔG；

物料体积确定子单元，用于获得被传递到传输带上的物料的总体积V，其中

进一步地，所述物料重量确定单元包括：

物料存储仓温度和湿度确定子单元，被设置成围绕物料存储仓外部和内部的M个不同位置，检测存储仓内部环境温度外部环境温度内部湿度和外部湿度

传输带温度和湿度确定子单元，被设置成沿物料传输带固定架底部的N个不同位置，检测物料传输带所处环境的温度和湿度其中M、N均为大于1的自然数。

第一检测子单元，用于在物料即将被从存储仓传输到物料传输带的第一时刻，检测传输带的输入功率以及在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力以及传输带的预设位置处的传输带表面物质的厚度其中L为大于1的自然数；

第二检测子单元，用于在物料将要被从物料传输带投入回转窑之前的第二时刻，检测传输带的输出功率以及在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力

第二时刻物料重量确定子单元，用于确定上述第二时刻的物料重量：

第一时刻传输带表面残留物质重量确定子单元，用于确定上述第一时刻的传输带表面残留物质的重量其中P₀表示传输带在上一次被清理以后检测的压力值；

第三检测子单元，用于在物料被从物料传输带投入回转窑之后、物料传输带再次回到物料即将被从存储仓传输到物料传输带的第三时刻，在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力以及传输带的预设位置处的传输带表面物质的厚度确定传输带表面残留物质的重量

投入物料重量确认子单元，用于在第二时刻和第三时刻之间被传输带投入回转窑的物料重量

物料传输工况确定子单元，用于确定

是否超过预设阈值，若超过，则停止上述物料传输带的工作，对物料传输带进行清理，并检测测量上述压力、温度和湿度的值的设备或器件的工作状态是否正常。

进一步地，所述传输带的表面物质的厚度通过红外传感器检测获得并由红外传感器探测到的信号表征。

本发明的有益效果是：本发明通过大量试验，研究得到了水泥等粘聚性颗粒状物料受到承装环境的温度、湿度以及在物料传输带上传输过程中的密度变化，并进而根据功率、密度和传输带残留物的厚度等因素确定物料传输工况是否正常，是否需要检修物料传输带和物料存储仓的传感器，从而满足了现代化工业生产中对于粘聚性颗粒状物料的高精度投放操作要求，提高了物料投放和称重的智能化程度。

附图说明

图1示出了根据本发明的称重信号采集装置的结构框图。

图2示出了根据本发明的称重信号采集方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的称重信号采集装置，用于确定通过物料传输带传输出去的粘聚性物料的重量，所述称重信号采集装置包括：

物料体积确定单元，用于确定从存储仓落入传输带的物料体积；

与所述物料体积确定单元连接的物料重量确定单元，用于确定从传输带投入物料处理设备的密度、粘聚在传输带上的物料的重量，并据此确定通过物料传输带传输出去的粘聚性物料的重量。

其中，所述物料体积确定单元包括：

物料密度确定子单元，用于确定落入传输带的物料的密度ρ：设物料在进入存储仓时的密度为ρ₀，物料在存储仓内存储的时间长度为T_存储小时，则

存储仓压力变化子单元，用于检测物料存储仓的压力变化ΔG；

物料体积确定子单元，用于获得被传递到传输带上的物料的总体积V，其中

优选地，所述物料重量确定单元包括：

物料存储仓温度和湿度确定子单元，被设置成围绕物料存储仓外部和内部的M个不同位置，检测存储仓内部环境温度外部环境温度内部湿度和外部湿度

传输带温度和湿度确定子单元，被设置成沿物料传输带固定架底部的N个不同位置，检测物料传输带所处环境的温度和湿度其中M、N均为大于1的自然数。

第一检测子单元，用于在物料即将被从存储仓传输到物料传输带的第一时刻，检测传输带的输入功率以及在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力以及传输带的预设位置处的传输带表面物质的厚度其中L为大于1的自然数；

第二检测子单元，用于在物料将要被从物料传输带投入回转窑之前的第二时刻，检测传输带的输出功率以及在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力

第二时刻物料重量确定子单元，用于确定上述第二时刻的物料重量：

第一时刻传输带表面残留物质重量确定子单元，用于确定上述第一时刻的传输带表面残留物质的重量其中P₀表示传输带在上一次被清理以后检测的压力值；

第三检测子单元，用于在物料被从物料传输带投入回转窑之后、物料传输带再次回到物料即将被从存储仓传输到物料传输带的第三时刻，在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力以及传输带的预设位置处的传输带表面物质的厚度确定传输带表面残留物质的重量

投入物料重量确认子单元，用于在第二时刻和第三时刻之间被传输带投入回转窑的物料重量

物料传输工况确定子单元，用于确定

是否超过预设阈值，若超过，则停止上述物料传输带的工作，对物料传输带进行清理，并检测测量上述压力、温度和湿度的值的设备或器件的工作状态是否正常。

所述传输带的表面物质的厚度通过红外传感器检测获得并由红外传感器探测到的信号表征。

相对应地，如图2所示，本发明还提供了一种称重信号采集方法，包括：

确定从存储仓落入传输带的物料体积；

确定从传输带投入物料处理设备的密度、粘聚在传输带上的物料的重量，并据此确定通过物料传输带传输出去的粘聚性物料的重量。

其中，确定从存储仓落入传输带的物料体积包括：

确定落入传输带的物料的密度ρ：设物料在进入存储仓时的密度为ρ₀，物料在存储仓内存储的时间长度为T_存储小时，则

检测物料存储仓的压力变化ΔG；这里的压力变化是通过利用诸如压力传感器检测物料存储仓对地面的压力变化来获得的。

获得被传递到传输带上的物料的总体积V，其中

根据本发明的优选实施例，所述确定从传输带投入物料处理设备的密度、粘聚在传输带上的物料的重量，并据此确定通过物料传输带传输出去的粘聚性物料的重量包括：

(1)围绕物料存储仓外部和内部的M个不同位置，检测存储仓内部环境温度外部环境温度内部湿度和外部湿度

(2)沿物料传输带固定架底部的N个不同位置，检测物料传输带所处环境的温度和湿度其中M、N均为大于1的自然数。

(3)在物料即将被从存储仓传输到物料传输带的第一时刻，检测传输带的输入功率以及在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力以及传输带的预设位置处的传输带表面物质的厚度其中L为大于1的自然数；

(4)在物料将要被从物料传输带投入回转窑之前的第二时刻，检测传输带的输出功率以及在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力

(5)确定上述第二时刻的物料重量：

(6)确定上述第一时刻的传输带表面残留物质的重量其中P₀表示传输带在上一次被清理以后检测的压力值；

(7)在物料被从物料传输带投入回转窑之后、物料传输带再次回到物料即将被从存储仓传输到物料传输带的第三时刻，在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力以及传输带的预设位置处的传输带表面物质的厚度确定传输带表面残留物质的重量

(8)在第二时刻和第三时刻之间被传输带投入回转窑的物料重量

(9)确定

是否超过预设阈值，若超过，则停止上述物料传输带的工作，对物料传输带进行清理，并检测测量上述压力、温度和湿度的值的设备或器件的工作状态是否正常。

本发明中的温度、湿度和压力均采用相应的温度传感器、湿度传感器和压力传感器检测。其中，检测压力时，应当确保检测期间压力传感器接受到基本向下的压力，即确保在此检测期间物料传输带承载物料的一面应当基本朝向上方(即在投放的过程中)而不是朝向下方(即在一次投放完毕准备下一次投放的过程中)。

需要说明的是，本发明中传输带的表面物质的厚度并非是以厚度单位(例如mm)计量的物理量，而是通过红外探头检测到的信号的强弱表征的物理量，即本发明的厚度是通过红外传感器检测获得的。具体地，在传输带的固定位置设置有透光性较好的结构(例如透光性好的柔性纤维、柔性橡胶等)，在该结构下方固定有红外发射探头，在需要检测厚度的位置的传输带上方、与该红外发射探头的红外线发射方向上设置有红外接收探头。红外接收探头根据接收到的红外信号强度，表征上述厚度。

另外，本申请中所称的物料主要是指水泥等颗粒状、易受温度和湿度影响而产生粘聚现象的物料。

以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让所属领域的技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。

Claims (2)

1.一种称重信号采集装置，用于确定通过物料传输带传输出去的粘聚性物料的重量，所述称重信号采集装置包括：

物料体积确定单元，用于确定从存储仓落入传输带的物料体积；

与所述物料体积确定单元连接的物料重量确定单元，用于确定从传输带投入物料处理设备的密度、粘聚在传输带上的物料的重量，并据此确定通过物料传输带传输出去的粘聚性物料的重量；

其特征在于，所述物料体积确定单元包括：

物料密度确定子单元，用于确定落入传输带的物料的密度ρ：设物料在进入存储仓时的密度为ρ₀，物料在存储仓内存储的时间长度为T_存储小时，则

存储仓压力变化子单元，用于检测物料存储仓的压力变化ΔG；

物料体积确定子单元，用于获得被传递到传输带上的物料的总体积V，其中

所述物料重量确定单元包括：

物料存储仓温度和湿度确定子单元，被设置成围绕物料存储仓外部和内部的M个不同位置，检测存储仓内部环境温度外部环境温度内部湿度和外部湿度

传输带温度和湿度确定子单元，被设置成沿物料传输带固定架底部的N个不同位置，检测物料传输带所处环境的温度和湿度其中M、N均为大于1的自然数;

第一检测子单元，用于在物料即将被从存储仓传输到物料传输带的第一时刻，检测传输带的输入功率以及在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力以及传输带的预设位置处的传输带表面物质的厚度其中L为大于1的自然数；

第二检测子单元，用于在物料将要被从物料传输带投入回转窑之前的第二时刻，检测传输带的输出功率以及在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力

第二时刻物料重量确定子单元，用于确定上述第二时刻的物料重量：

第一时刻传输带表面残留物质重量确定子单元，用于确定上述第一时刻的传输带表面残留物质的重量其中P₀表示传输带在上一次被清理以后检测的压力值；

第三检测子单元，用于在物料被从物料传输带投入回转窑之后、物料传输带再次回到物料即将被从存储仓传输到物料传输带的第三时刻，在传输带底部的L个不同位置检测传输带受到的压力以及传输带的预设位置处的传输带表面物质的厚度确定传输带表面残留物质的重量

投入物料重量确认子单元，用于在第二时刻和第三时刻之间被传输带投入回转窑的物料重量

物料传输工况确定子单元，用于确定

是否超过预设阈值，若超过，则停止上述物料传输带的工作，对物料传输带进行清理，并检测测量上述压力、温度和湿度的值的设备或器件的工作状态是否正常。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传输带的表面物质的厚度通过红外传感器检测获得并由红外传感器探测到的信号表征。