CN116105842A - 一种料斗秤校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种料斗秤校准方法，属于设备校准技术领域。所述方法包括：在料斗秤的料斗周围均匀间隔分布多个加载器；对料斗秤归零；控制加载器向料斗施加向下的力，载荷值依次为M₁至M_n；在加载的过程中，当对料斗施加的载荷达到待校准秤量值M_i时，记录料斗秤的称量值A_i，并计算A_i与M_i的差值，1≤i≤n；若A_i‑M_i的绝对值均小于等于设定的最大允许称量误差E，说明所述料斗秤称量准确；若A_i‑M_i的绝对值出现大于E的情况，则需要通过校准系数k进行校准；即计算校准系数k后，将料斗秤的实际称量值与校准系数k相乘，得到校准后的称量值。所述方法简化了校准料斗秤的过程，提高工作效率。

Description

一种料斗秤校准方法

技术领域

本发明涉及一种料斗秤校准方法，属于设备校准技术领域。

背景技术

料斗秤在混凝土、矿产开采等行业中有着广泛的应用。在混凝土行业中被用来称量骨料、粉料、外加剂、水等多种物品，其称量的准确性是实现理想混凝土配合比的基础，对混凝土成本与质量控制有着至关重要的影响。

根据GB/T7723-2017中的衡器称量测试方法，目前料斗秤的校准有着标准砝码法与标准砝码替代法两种方法，都需要使用标准砝码进行校准，校准过程中需选定接近最大秤量、最小秤量及最大允许误差改变秤量在内的至少5个秤量进行加载。该方法校准精度高，但料斗秤的最大量程可达3-5吨，进行一次校准需数名工作人员搬运并拆卸数十块标准砝码，劳动量大且耗费时间，完成一次校准需预拌站停工数个小时，耽搁了正常的生产。

公告号为CN202661159U的中国专利申请文件公开了一种工业电子料斗秤在线校准液压标定系统，该系统可代替砝码完成校准，且校准精度基本能满足要求。但该系统需要将料斗的称量传感器单独拆卸下来并放置到校准设备中对其施加载荷完成校准。而传感器的拆卸是一个十分繁琐的过程，不仅增加了校准过程的工作量，还会影响料斗秤的正常工作。并且该专利并没有对校准方法做出进一步的改进。

公告号为CN208520471U的中国专利申请文件公开了一种料斗秤校准装置，该装置通过液压缸与标准传感器完成料斗秤校准，具有一定的校准精度，且实现了一定的自动化。但该装置结构十分复杂，使用时还需推至料斗正下方，无法在生产现场直接使用。并且该专利并没有对校准方法做出进一步的改进。

公告号为CN201892566U的中国专利申请文件公开了一种料斗秤校准装置，该装置通过千斤顶加载载荷，设备操作简单，且无须使用砝码。但装置采用的为机械式千斤顶，自动化程度低，加载载荷精确度低。并且该专利并没有对校准方法做出进一步的改进。

现有的校准方法仅是对料斗秤的准确度进行判断，当料斗秤的称量误差高出一定范围时，需要重新调整料斗秤，使其称量准确。如此校准的频次比较频繁，而且调整料斗秤也占用一定的生产时间。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的料斗秤校准装置操作复杂，不便于在生产现场使用，以及校准方法有待进一步改进的技术问题，本发明的目的在于提供一种料斗秤校准方法，所述方法校准过程简单，操作便捷，能够在现场生产环境直接进行使用，该方法能大大简化校准料斗秤的过程，提高校准工作效率。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

一种料斗秤校准方法，所述方法的步骤包括：

步骤一、在料斗秤的料斗周围均匀间隔分布多个加载器，用于对料斗施加载荷；

步骤二、对所述料斗秤进行零点标定，即归零；

步骤三、根据料斗秤的量程选定n个待校准秤量值，即M₁、M₂…M_n；并设定最大允许称量误差E；

步骤四、控制加载器向料斗施加向下的力，载荷值依次为M₁至M_n，达到M_n时卸载至0；在加载的过程中，当对料斗施加的载荷达到待校准秤量值M_i时，记录料斗秤的称量值A_i，并计算A_i与M_i的差值，其中1≤i≤n；

若A_i-M_i的绝对值均小于等于E，说明所述料斗秤称量准确，无需进行校准；

若A_i-M_i的绝对值出现大于E的情况，说明所述料斗秤称量不准确，进入步骤五对料斗秤进行校准；

步骤五、计算校准系数k

所述校准系数k由如下公式计算得到：

将料斗秤的实际称量值，与所述校准系数k相乘，得到校准后的称量值。

所述控制器为以可编程控制器、计算机或嵌入式集成控制器为核心的集成式控制装置，能控制加载器工作。所述控制器能监控、显示、控制加载载荷的数值。

所述加载器为液压千斤顶、伺服电缸、气缸和机械推杆中的一种或多种组合，作为施加载荷的装置。

所述加载器施加的载荷数值由传感器、液压表和气压表中的一种测量后，将数据交互至控制器计算得到。

进一步地，对校准后的料斗秤，按照上述步骤一至四再次进行校准；若A_i-M_i的绝对值均小于等于E时，说明通过校准系数k校准的料斗秤称量准确；若A_i-M_i的绝对值还出现大于E的情况，说明所述料斗秤需要进行维修。

进一步地，当所述料斗通过吊装的方式安装时，料斗通过按需设置的多个双头螺杆吊装在空中，每个双头螺杆上安装有用于称重的传感器B；

在料斗周围均匀间隔分布多个加载器；所述加载器安装在地面上，并与料斗柔性连接，加载器通过柔性连接对料斗施加向下的力；

加载器上安装有用于测量加载器施加的载荷的传感器C；

控制器控制加载器施加载荷，并接收传感器B和传感器C的测量数据；所述控制器计算A_i与M_i的差值，并与内部预设的最大允许称量误差E比较，当A_i与M_i的差值的绝对值大于E，需要校准时，依据公式计算校准系数k。

进一步地，当所述料斗通过支架的方式安装时，将料斗安装在支架上，料斗的外侧面均匀间隔分布有多个垂直于该外侧面的支板，每一个支板通过连接杆与支架水平方向的框架相连，连接杆上设置有用于称重的传感器A；

在支板与所述支架水平方向的框架之间设置有加载器，且加载器的固定端设置在支架水平方向的框架上，伸缩端与支板刚性连接；

加载器上安装有液压表；控制器与加载器相连，控制加载器伸缩；

控制器接收液压表和传感器A的测量数据；所述控制器计算A_i与M_i的差值，并与内部预设的最大允许称量误差E比较，当A_i与M_i的差值的绝对值大于E，需要校准时，依据公式计算校准系数k。

进一步地，步骤三中，待校准秤量值的数量大于等于2，即n≥2。

进一步地，最小待校准秤量值M₁小于等于料斗秤量程的10％，最大待校准秤量值M_n大于等于料斗秤量程的90％。

进一步地，最大允许称量误差E小于等于料斗秤量程的0.5％。

有益效果

(1)本发明提供了一种料斗秤校准方法，所述方法通过加载器向料斗施加向下的力代替标准砝码的重量对料斗秤进行校验，因此所述方法所需工人少，操作方便快捷，校准速度快，并且施加的载荷值能够通过传感器、液压表等检测仪器测量，校准精度高。并且通过校准系数k的引入，能够实现对料斗秤的校准。

(2)本发明提供了一种料斗秤校准方法，对于称量不准确的料斗秤，通过校准系数k校准后，如果称量的误差小于等于E，则可以继续使用，避免了对料斗秤的频繁维修。

(3)本发明提供了一种料斗秤校准方法，无需对料斗秤及其工作现场进行大规模的改造，只需要将加载器均匀的固定分布在料斗周围，通过连接件与料斗连接即可，因此本发明所述校准方法只需要对料斗秤及其工作现场进行少量改造即可直接进行校准，基本不会影响工厂的正常生产工作。

(4)本发明提供了一种料斗秤校准方法，待校准秤量的数量、最小待校准秤量、最大待校准秤量的设置，确保对料斗秤进行较为全面的校准。

(5)本发明提供了一种料斗秤校准方法，最大允许称量误差的设置确保校准的准确性。

附图说明

图1为所述支架式料斗秤的校准示意图。

图2为所述吊装式料斗秤的校准示意图。

其中，1-料斗、2-传感器A、3-液压千斤顶、4-液压表、5-支架、6-控制器、7-传感器B、8-传感器C、9-伺服电缸、10-支板、11-连接杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。

实施例1

一种料斗秤校准方法，所述方法针对如图1或图2所示的料斗秤进行校准，所述校准的方法如下：

步骤一、在料斗秤的料斗1周围均匀间隔分布多个加载器，加载器与料斗1相连，用于对料斗1施加载荷；

步骤二、对所述料斗秤进行零点标定；

步骤三、根据料斗秤的量程选定n个待校准秤量值，即M₁、M₂…M_n；并设定最大允许称量误差E；

步骤四、控制加载器向料斗1施加载荷(即向料斗1施加向下的力)，载荷值依次为M₁至M_n，达到M_n时卸载至0；在加载的过程中，当对料斗1施加的载荷达到待校准秤量M_i时，记录料斗秤的显示值A_i，并计算A_i与M_i的差值，其中1≤i≤n；

若A_i-M_i的绝对值均小于等于E，说明所述料斗秤称量准确，无需进行校准；

若A_i-M_i的绝对值出现大于E的情况，说明所述料斗秤称量不准确，进入步骤五对料斗秤进行校准；

步骤五、计算校准系数k

所述校准系数k由如下公式计算得到：

对不准确的料斗秤的校准为：将料斗秤的实际测量值，与所述校准系数k相乘，得到校准后的称量值。

实施例2

为了对实施例1的校准方法进行验证，采用该校准方法对已经采用标准砝码法进行了校准后的如图1所示的支架式料斗秤进行校准；所述校准的方法如下：

步骤一、将所述支架式料斗秤的料斗1安装在支架5上，料斗1与支架5的连接方式为：料斗1的外侧面对称设置有垂直于该外侧面的支板10(即两个支板10对称分布在料斗1的两相对侧)，每一个支板10通过两个连接杆11与支架5水平方向的框架相连，其中一个连接杆11上设置有传感器A2，传感器A2为称重传感器，其用于测量料斗1的称量数据，并将称量数据实时发送给控制器6；在支板10与所述支架5水平方向的框架之间设置有液压千斤顶3(即液压千斤顶3对称分布在料斗1的两相对侧)，且液压千斤顶3的固定端设置在支架5水平方向的框架上，伸缩端与支板10刚性连接，如此通过液压千斤顶3对支板10施加向下的力；液压千斤顶3上安装有液压表4，控制器6与液压千斤顶3相连，并控制液压千斤顶3伸缩；所述料斗1的最大称量为1000千克；

步骤二、对所述料斗秤进行零点标定，即归零；

步骤三、选定五个称量值作为载荷施加值，本例中，选定五个称量值分别为100千克、300千克、500千克、700千克、900千克，即M₁＝100千克、M₂＝300千克、M₃＝500千克、M₄＝700千克和M₅＝900千克；设定的最大允许称量误差E＝3千克；

步骤四、通过控制器6控制液压千斤顶3对料斗1施加载荷，载荷值依次为M₁至M₅，达到M₅时卸载至0；液压千斤顶3施加的载荷值由液压表4测得，并将测得的载荷值传输至控制器6；在加载的过程中，当载荷值达到相应秤量值时，即达到M_n(n＝1、2、3、4或5)，记录料斗秤所显示的数值(此时料斗秤所显示的数值即为传感器A2的测量值)，即A_n(n＝1、2、3、4或5)，控制器6根据液压千斤顶3施加的载荷值和料斗秤所显示的数值计算误差E的绝对值；从对料斗1从0依次施加载荷至M₅的过程称为一次校准，为了获得较为客观的测试数据，本实施例对所述料斗秤进行三次校准，计算校准时间的平均值(即一次校准的平均花费时间)，每次校准所花的时间、平均花费时间及校准结果分别见表1和表2。

表1实施例1校准时间与标准砝码法对比

表2实施例1的校准结果

通过表1-2可知，本实施例所述校准方法的校准时间不到标准砝码法所用时间的一半，说明所述校准方法的校准效率高。由于所述料斗1已经采用标准砝码法进行了校准，由表2的数据可知，本实施例的校准方法对所述料斗秤的校准结果是准确可靠的。

实施例3

为了对实施例1的校准方法进行验证，采用该校准方法对已经采用标准砝码法进行了校准后的如图2所示的吊装式料斗秤进行校准；所述校准的方法如下：

步骤一、将所述吊装式料斗秤的料斗1通过按需设置的多个双头螺杆吊装在空中，每个双头螺杆上安装有传感器B7，传感器B7为称重传感器，其用于测量料斗1的称量数据，并将称量数据实时发送给控制器6；在料斗1的两相对侧分别设置有伺服电缸9，伺服电缸9上安装有传感器C8，传感器C8用于测量伺服电缸9施加的载荷，并将测量的载荷值发送给控制器6，伺服电缸9与料斗1柔性连接(如采用钢绳连接)，伺服电缸9通过柔性连接对料斗1向下的拉力，控制器6控制伺服电缸9施加载荷，并读取传感器B7的测量数据；所述料斗1的最大称量为1000千克；

步骤二、对所述料斗秤进行零点标定，即归零；

步骤三、选定五个称量值作为载荷施加值，本例中，选定五个称量值分别为100千克、300千克、500千克、700千克、900千克，即M₁＝100千克、M₂＝300千克、M₃＝500千克、M₄＝700千克和M₅＝900千克；设定的最大允许称量误差E＝3千克；

步骤四、通过控制器6控制伺服电缸9对料斗1施加载荷，载荷值依次为M₁至M₅，达到M₅时卸载至0；伺服电缸9施加的载荷值由传感器B7测得，并将载荷值的数据传输至控制器6；在加载的过程中，当载荷值达到相应秤量值时，即达到M_n(n＝1、2、3、4或5)，记录料斗秤所显示的数值(即为传感器B7的测量值)，即A_n(n＝1、2、3、4或5)，根据伺服电缸9施加的载荷值和料斗秤所显示的数值计算误差E的绝对值；从对料斗1从0依次施加载荷至M₅的过程称为一次校准，为了获得较为客观的测试数据，本实施例对所述料斗秤进行三次校准，计算校准时间的平均值(即一次校准的平均花费时间)，每次校准所花的时间、平均花费时间及校准结果分别见表3和表4。

表3实施例2校准时间与标准砝码法对比

表4实施例2的校准结果

通过表3-4可知，本实施例所述校准方法的校准时间不到标准砝码法所用时间的一半，说明所述校准方法的校准效率高，且比实施例1所用的校准时间更短，本实施例的校准效率更高。由于所述料斗1已经采用标准砝码法进行了校准，由表4的数据可知，本实施例的校准方法对所述料斗秤的校准结果是准确可靠的。

实施例4

在实施例3的基础上，选择一个未经过标准砝码法校准的吊装式料斗秤，针对该吊装式料斗秤的第一次校准的结果见表5。

表5实施例4第一次校准结果及校准系数计算

根据表5可知，称量值为300kg、500kg、700kg和900kg的最大允许称量误差E的绝对值均大于3千克，说明该料斗秤需要被校准，经过本发明所述校准系数k的计算公式计算出该料斗秤的校准系数k为1.019。

根据该校准系数对所述料斗秤进行校准，即控制器6根据预设的校准系数k的计算公式计算得到校准系数k，后续料斗秤显示的称量值即为其实际测量值与该校准系数k的乘积。然后对校准后的料斗秤再次按照实施例3的方法进行校准，校准结果见表6。

表6实施例3的第二次和第三次校准结果

由表6可知，校准后的料斗秤再次进行校准时，M_n和料斗秤所显示的数值A_n的误差E的绝对值均小于3kg，说明通过本发明所述公式计算得到的校准系数k能够实现对料斗秤的准确校准。

本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种料斗秤校准方法，其特征在于：所述方法的步骤包括：

步骤一、在料斗秤的料斗周围均匀间隔分布多个加载器，加载器与料斗相连，用于对料斗施加载荷；

步骤二、对所述料斗秤进行零点标定；

步骤三、根据料斗秤的量程选定n个待校准秤量值，即M₁、M₂…M_n；并设定最大允许称量误差E；

步骤四、控制加载器向料斗施加向下的力，载荷值依次为M₁至M_n，达到M_n时卸载至0；在加载的过程中，当对料斗施加的载荷达到待校准秤量值M_i时，记录料斗秤的称量值A_i，并计算A_i与M_i的差值，其中1≤i≤n；

若A_i-M_i的绝对值均小于等于E，说明所述料斗秤称量准确，无需进行校准；

若A_i-M_i的绝对值出现大于E的情况，说明所述料斗秤称量不准确，进入步骤五对料斗秤进行校准；

步骤五、计算校准系数k

所述校准系数k由如下公式计算得到：

将料斗秤的实际称量值，与所述校准系数k相乘，得到校准后的称量值。

2.根据权利要求1所述的一种料斗秤校准方法，其特征在于：对校准后的料斗秤，按照上述步骤一至四再次进行校准；若A_i-M_i的绝对值均小于等于E时，说明通过校准系数k校准的料斗秤称量准确；若A_i-M_i的绝对值还出现大于E的情况，说明所述料斗秤需要进行维修。

3.根据权利要求1或2所述的一种料斗秤校准方法，其特征在于：当所述料斗通过吊装的方式安装时，料斗通过按需设置的多个双头螺杆吊装在空中，每个双头螺杆上安装有用于称重的传感器B；

在料斗周围均匀间隔分布多个加载器；所述加载器安装在地面上，并与料斗柔性连接，加载器通过柔性连接对料斗施加向下的力；

加载器上安装有用于测量加载器施加的载荷的传感器C；

控制器控制加载器施加载荷，并接收传感器B和传感器C的测量数据；所述控制器计算A_i与M_i的差值，并与内部预设的最大允许称量误差E比较，当A_i与M_i的差值的绝对值大于E，需要校准时，依据公式计算校准系数k。

4.根据权利要求1或2所述的一种料斗秤校准方法，其特征在于：当所述料斗通过支架的方式安装时，将料斗安装在支架上，料斗的外侧面均匀间隔分布有多个垂直于该外侧面的支板，每一个支板通过连接杆与支架水平方向的框架相连，连接杆上设置有用于称重的传感器A；

在支板与所述支架水平方向的框架之间设置有加载器，且加载器的固定端设置在支架水平方向的框架上，伸缩端与支板刚性连接；

加载器上安装有液压表；控制器与加载器相连，控制加载器伸缩；

控制器接收液压表和传感器A的测量数据；所述控制器计算A_i与M_i的差值，并与内部预设的最大允许称量误差E比较，当A_i与M_i的差值的绝对值大于E，需要校准时，依据公式计算校准系数k。

5.根据权利要求1或2所述的一种料斗秤校准方法，其特征在于：步骤三中，待校准秤量值的数量大于等于2，即n≥2。

6.根据权利要求5所述的一种料斗秤校准方法，其特征在于：最小待校准秤量值M₁小于等于料斗秤量程的10％，最大待校准秤量值M_n大于等于料斗秤量程的90％。

7.根据权利要求6所述的一种料斗秤校准方法，其特征在于：最大允许称量误差E小于等于料斗秤量程的0.5％。

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