CN1120352C - 连续称重计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一传送带秤，它包括由电机(3)驱动的并且经一转向辊(4)运行的传送带(1)，其(1)通过一个供料漏斗(6)从配料装置(9)装有松散物质。除了确定在装载的传送带(1)上之总负荷的第一称重装置(11)外，该传送带秤还有第二称重装置(15)，其用来确定空的但可能是脏的、不均匀的传送带(1)的空带负荷。这些称重部分有长度S_B(11)和S_T(15)，并且在两个同类点之间分开一个距离L。称重结果在评估单元(22，21)中被转换成数字形式并传送到计算机(25)，其(25)计算传送带(1)上的净负荷。所说计算机(25)借助于增量传感器(17，23)和相应的装置(18，24)还监视传送带的滑动，并且，如果需要，还可控制配料装置(9)。

Description

连续称重计

技术领域

本发明涉及一用于松散物质的具有零点调节控制的连续称重计。

背景技术

监测并可重新校准连续称重计之零点的几种方法和设备已为公众所知。可以引用WO91/14927(D1)和WO 95/29390(D2)作为大量的文字描述的代表，它们几乎代表着本技术的目前状态。上述发明的目的以及本发明的目的都是为了提高连续称重计测定材料流的精度。一方面，为了确定空带返回的重量零点，要定期地中断对待测松散材料的供给(D1)，另一方面，要在该调配站的下游设置两个称重站。在一定的误差范围内利用两次称重结果来形成一个平均重量(D2)。

在GB 358 786A中，以及还在FR 2 129 807A中，提供了两种方法和设备，借助于这两种方法和设备称重皮带两次；第一称重设备基于皮带上侧，并和皮带上放置的松散材料结合一起；而第二称重设备放在皮带的回程下侧；从而，在GB 358 786A中提供的是一种纯机械装置，借此形式两个重量之间的差。

这种方法及其相应的设备的缺点首先就是，附着到皮带上的任何材料都将使在其下侧的第二次称重结果不准。此外，如果松散材料首先附着到皮带的返回部分上，而后在导向辊和第二称重站之间的通路中被遗漏了，或者，如果松散材料从皮带上侧掉到返回部分上，称重的结果都是不正确的。除此之外，按照这些出版物，皮带的位置和速度都是未知数。因此，皮带的速度有可能以不恰当的方式改变，例如皮带的速度可能是材料流量的目标值和实际值之间的差的函数，这将使维持材料的期望流量和使用拼接的或非均匀的皮带更加困难，或者完全不可能。此外，使用上述方法既不可能确定皮带的滑动，也不可能对皮带的滑动进行补偿。

在US 2 997 205中提出一种方法和设备，在皮带上侧称重两次，在第一次称重设备中没有结合松散材料，然后在第二次称重设备中结合了皮带上放置的松散材料。然而，这里，在两个称重设备之间的皮带上一个确定点的精确运行时间是未知的，或者是无意义的。

在上述每个设备和方法中，都没有测量两个称重设备沿皮带的运行方向分开的准确距离，但这个距离是很重要的。

供料的周期性中断显然允许对可能变化的零点进行计算。但这对于许多应用来说有点麻烦，因为向称重材料的另一个加工站的输送操作不可能在设有结果的情况下反复中断。此外，最终计算出来的零点仍然要在这两次中断之间的期间进行存储。对于不太好处理的松散材料，例如巧克力颗粒、粉状物质、以及其它有部分粘性的物质，零点的变化可能相当快。当上述物质的残留物(甚至可能留在传送皮带的下侧)慢慢堆积起来并且停留在那里时，D2中所述的方法对于称重的绝对精度根本无能为力。

本发明要解决的任务就是生产一连续的称重计，对于这种称重计可以连续地并且永久性地确定零点，这个零点总是最新的，并且可用来处理总重量。

本发明给出了上述目的的解决方案，即一种具有零点校正的用于松散材料的连续称重计，具有：一被电机驱动的驱动辊、一导向辊、和一围绕它们运行的传送带；一用于待称重的松散材料的进料漏斗；一定位在进料漏斗之后并配有第一测力单元的第一称重装置，并具有一个评估部件，从而可测量由整个传送带承载的总重量；一配有第二测力单元并具有一个评估部件的第二称重装置，它沿传送带的运行方向定位在进料漏斗的前面，因此可确定由空的传送带产生的空带负荷；至少一个用于确定传送带之运行速度V_B的装置，以及一计算机，其具有中央处理单元和计算及控制程序，以用于评估要确定的所有值，并且具有一输入/输出单元，以及至所有测量位置的数据线；其特征在于：第二称重装置定位在传送带的上部之下，并与第二称重装置同一水平上；在两个测力单元之间的分开距离是精确已知的；在计算机中设置从第一称重装置的称重结果以及第二称重装置的称重结果确定松散材料在传送带上的当时净负荷的装置，为该装置较早地测定一个时间间隔L/V_B。

在，给出了它另外的优选的变型方案。

下面使用附图更加准确地描述本发明。

附图说明

这些附图表示：

图1是本发明连续称重计的示意图；

图2是电设备的示意方块图。

具体实施方式

在图1中，以示意的方式表示连续称重计的机械结构和电结构。电机3经驱动辊2驱动传送带1，传送带1在导向辊4上移过。导向辊4还按已知方式形成一个张紧辊。这种结构是众所周知的，并且将其配置成可用来实现传送带1的平稳运行。此外，驱动辊2和导向辊4的位置可以互换。一进料漏斗6把待测的松散材料7的质量流引向传送带1。松散材料7按已知方式提供给进料漏斗，例如使用供料螺杆、振动器、传送带、或其它已知的传送方法。这些已知的、可能的传送方法在图中示意地表示成方块，并指定一个标号9。通过传送带从一料仓直接提取的方式也可考虑。在这最后的修改方式中，只通过传送带1的速度来控制传送的数量；如果此外还要考虑供料装置9，则除了带速以外还要控制这个供料装置9。

沿传送带1的流动方向，称重装置11在进料漏斗6的后面，称重装置11包括一个测力单元12，该测力单元12测量横跨在传送带1之整个宽度上的杆13上的力。这里由字母S表示的实际测量距离由另外两个杆14限定，杆13定位在所说距离的中心。测量单元12测量的力、测量距离的长度、带速V_B以及材料的流量m之间的关系都是已知的，不必在这里讨论。用这种方式确定的材料的流量m在任何情况下都是一个总值，这是因为传送带1的重量是连续称得的。此外，存在着传送带张紧度的影响问题，因为例如。杆件12位置稍高于两个杆14。因此，总值m必须由一空带值修正，该空带值是通过测量空载的传送带1得到的。已现在，为了按照图1所示的安排获得空带值(在下一次确定之前仍旧要存贮该空带值)，不必周期性地中断松散村料7的流动，而是提供一个第二称重装置15，在结构的优选实例中，它与称重装置11完全相同。第二称重装置15沿传送带1移动的方向被定位在进料漏斗6的前面，并且类似地包括限定距离S的两个杆14和一个承力杆13，杆13的一部分接触在测力单元16上。由测力单元12、16产生的每一个信号在随后的评估设备21、22中转换成数字式的重量信号并送入计算机25。

首先概括说明两个称重装置11和15之间的相互作用关系，引出图1中所示的另外几个部件，然后使用图2更加详细地予以说明。

在电机3上，或者在与电机3相连的驱动辊上(没有单独表示)连接一个增量传感器17，借助于传感器17在计数器18中产生对应于驱动辊2之转动速度的数字信号。此外，还有一个和增量传感器17对应的增量传感器23，可测量导向辊4的转速；然后，在和导向辊4相连的并且在导向辊4之后的第二计数器24中把增量计数器23的信号转换成和导向辊4的转速对应的数字信号。由于传送带1在驱动辊2上没有任何滑动，所以由计数器17和23产生的并被送到计算机25的信号具有相同的幅度；若在两个信号之间存在差别时，则说明在传送带1中存在滑动；在这种情况下，计算机25产生一个相应的信号，这个信号例如可用来自动停止按照图1所说的设备。

从所述的测量可精确地知道：(1)传送带1上的一个特定点通过测量距离S需要多少时间；(2)同一个点通过距离L消耗多少时间，距离L在优选实例结构中指的是位于称重计11、15中间的两个杆13之间的距离，该距离一般而论是在两个称重装置11和15中两个同类点之间的距离。对于一般情况来说，称重装置11、15的结构不会完全相同，称重装置11的测量距离记为S_B，称重装置15的测量距离记为S_T。

对于两个测力单元12、16中的每一个而言，称重过程都需要一定的时间间隔(即使很短也是如此)，可用来形成一个平均值；或者出于系统方面的理由，可能象弦线测力单元那种情况。假定，传送带1在运行(覆盖)距离S_B的时间内进行了K_B次称重，则在上述的时间间隔内传送带1向前移动并经过称重装置11为一定距离S_B/K_B。该称重装置15的测量距离为S_T，并且类似地，称重需要一定的时间间隔(可能不同)，因此，在相同的时间内，当称重装置11完成了K_B次称重操作时，称重装置15可进行K_T次称重操作。K_B＝K_T是很方便的。但如下面将要进一步讨论的，可能出现的情况是K_T＝K_B/h；即，和称重装置11相比，称重装置15以较低的时间分辨率工作。如果S_B≠S_T，则为了用计算机计算空带重量，要引入称重装置15的测量距离S_T，和在此测量距离被传送带1运行完成的参数K_T·S_T/S_B。与这种考虑类似，在传送带1通过距离L的时间内，在称重装置11中发生了j次称重操作。

图2以方块示意图形式表示对所述不同的数字信号是如何处理的。图1中所示的计算机由标号为25的方块表示。它包括一进行所有算术和逻辑运算的中央处理单元30，并且还包含文件中的控制程序。输入/输出单元32通过数据馈线36、37连接到该中央处理单元30上，并通过馈线36、37可输入控制量(如带速、松散材料流量、通断命令)和限制值(如果程序中有的话)(例如目标偏差、最大空带值)。使用示意表示的键盘35经输入/输出单元32实现输入；在一可视觉的显示单元34上通过数值大小和操作条件来表示输出值。在双向数据线38、39、40上向中央处理单元30直接输送输入数值，包括电机转速(18)，皮带运行速度(24)、和总重量(22)。因此，这是双向的，因为中央处理单元30至少要输出用于标号为18-24的这些部件的中心时标。用于称重装置15的空带重量评估单元经另一个双向线41连接到移位寄存器31。这个寄存器31例如包括j个计数级，在称重装置11、15以相同的时针速度完成它们的称重操作这种合理的假设下，在每个脉冲作用下寄存器31的内容向前移动一级。在中央处理单元30中用称重装置11的总重量结果去处理从最后一级序号为j的输出结果，从而可得到一个净重结果；读入序号为1的计数级的输入值是称重装置15的当时值在本发明构思中还包括，计数级j的序号可被减小h倍，同时可使移位时标减小相同的h倍。其结果是，称重装置15的一个确定的空带称重结果可用于h次的总称重。这可以表明，空带结果随位置和时间的变化是很小时。

如果不使用移位寄存器31，类似地使用一个可寻址的RAM，它具有j个编号的存储位置，也在本发明的范围内；借此，如以前所述，可减小到j/h个存储位置，这也类似地包括在本发明的范围内。其中，在每次称重(总重和空带重)时，要寻址对应的存储位置，并且同时使地址选择器前进一个序号。

通过中央处理单元中的运行程序可控制传送带(电机3)的运行速度和对松散材料7的流量进行控制的供料装置8；实现这个目的的方法和设备本身都是公知的；类似地，对来自标号为17-24的设备的数据处理亦是公知的。

这里描述的有关应用第二称重单元15评估运行中的空带值的优点是，一个当时被确定的空带重量对于每一个总(毛)称重都是可以利用的，其中完全包括并且考虑了空带重量的周期性变化(例如传送带1的不均匀性)和不规则性(例如皮带弄脏，包括硬垢的堆积)。一方面，这避免了传送带1的定期空载运行，另一方面，在工作时不用平均的空带值，而用多个当时修改的单个值。

本发明的测量还提高了供料机构的可利用性，而供料机构是连续称重计的关键部分。

按本发明的连续称重计的另一个优点是，可使用拼接的传送带代替环(圆)形编织的或按其它方式均匀制造的物品。拼接的传送带在拼接部分表现出不均匀性，使用存储的空带值不可能把这个不均匀性考虑在内。

使用按本发明的设备有效地消除了质量的不均匀性(不管是什么原因引起的)，并因此提高了连续称重计的分辨率和精度，同时还减小了传送带这一焊接部件的成本。

Claims (8)

1.一种具有零点校正的用于松散材料(7)的连续称重计，具有：

-一被电机(3)驱动的驱动辊(2)、一导向辊(4)、和一围绕它们运行的传送带(1)；

-一用于待称重的松散材料(7)的进料漏斗(6)；

-一定位在进料漏斗(6)之后并配有第一测力单元(12)的第一称重装置(11)，并具有一个评估部件(22)，从而可测量由整个传送带(1)承载的总重量；

-一配有第二测力单元(16)并具有一个评估部件(21)的第二称重装置(15)，它沿传送带(1)的运行方向定位在进料漏斗(6)的前面，因此可确定由空的传送带(1)产生的空带负荷；

-至少一个用于确定传送带(1)之运行速度V_B的装置，以及

-一计算机(25)，其具有中央处理单元(30)和计算及控制程序，以用于评估要确定的所有值，并且具有一输入/输出单元(32)，以及至所有测量位置的数据线；其特征在于：

-第二称重装置(15)定位在传送带(1)的上部之下；

-在两个测力单元(12，16)之间的分开距离(L)是精确已知的；

-在计算机(25)中设置从第一称重装置(11)的称重结果以及第二称重装置(15)的称重结果确定松散材料(7)在传送带(1)上的当时净负荷的装置，为该装置较早地测定一个时间间隔L/V_B。

2.如权利要求1的连续称重计，其特征在于：

-构造两个称重装置(11、15)，使它们有两个垂直于传送带(1)移动方向的杆件(14)，该杆件延伸横过传送带(1)的宽度，第一称重装置(11)的两个杆件相互分开的距离为S_B，第二称重装置(15)的两个杆件相互分开的距离为S_T，因为S_B和S_T代表两个称重装置(11、15)的测量距离，在每种情况下都设置另一个相似的杆件(13)，它平行于前述的杆件(14)，每个杆(13)都压接在一测力单元(12，16)上。

3.如权利要求2的连续称重计，其特征在于：两个称重装置(11，15)的结构基本相同，因此，S_B＝S_T＝S。

4.如权利要求1的连续称重计，其特征在于：

-在计算机(25)中用于确定传送带(1)之实际净负荷的装置包括一移位寄存器(31)，它有j/h个计数级，其中j和h是整数，而计数j对应于在传送带(1)运行距离L的时间内由第一称重装置(11)完成的称重数目；

-第二称重装置(15)的每一称重结果被读入移位寄存器(31)；第二称重装置(15)之已在那里的j/h称重结果被进一步移动一个计数级；

-从移位寄存器(31)的最后计数级读出的第二称重装置(15)的称重结果可用作从第一称重装置(11)确定的总值的空带值，从而在中央处理单元(30)中完成净值的确定。

5.如权利要求4的连续称重计，其特征在于：两个称重装置(11，15)有基本上相同的结构并且h＝1，两个称重装置按相同的时标关系操作。

6.如权利要求1的连续称重计，其特征在于：

-在计算机(25)中可用来确定传送带(1)之净负荷的装置包括一个可寻址的RAM，它具有j/h个存储位置，其中j和h是整数，称重数目的计数j对应于在传送带(1)通过距离L的时间内由第一称重装置(11)完成的称重数；

-把来自第二称重装置(15)的每一称重结果读入RAM，借此在每种情况下使地址值加1，

-第二称重装置(15)之从具有地址j/h的存储位置读出的称重结果可用作从第一称重装置(11)确定的总值的空带值，由此可在中央处理单元(30)中确定净值。

7.如权利要求6的连续称重计，其特征在于：两个称重装置(11，15)的结构基本相同并且h＝1，两个称重装置以相同的时标操作。

8.如权利要求1的连续称重计，其特征在于：计算机(25)具有一个连接到中央处理单元(30)的输入/输出单元(32)，并用键盘(35)输入操作所需的参数和控制值，并且具有一可视觉的显示单元(34)，用于显示操作数据和条件。

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