CN201628570U - 动态称重装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种动态定量称重实验装置，属于实验教学仪器。本实用新型包括称量装置、压力传感器(18)，其中称量装置包括可连续进料的固态料进料箱(2)和液态料进料箱(3)、置于压力传感器(18)上的接收来自固态料进料箱(2)和液态料进料箱(3)物料的混合物料罐(1)，并且混合物料罐(1)下部设有出料阀(13)，并在出料阀(13)下面设置与混合物料罐(1)分离的混料箱(17)；本装置还设有将压力传感器信号接至外部的接线端子组。本实用新型提供了一个研究动态定量称重的仿真物理平台，该平台反映了实际生产中相关物理量的基本特性，体现了工业现场的工艺特点；提供了电气接口，可方便地与计算机等信号采集器和控制器连接，为开展提高称重准确度与速度的控制算法的研究提供了物质条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动态称重装置，该装置可以用于实验教学，也可以用于实验研究或者其它领域。
背景技术
在工业生产现场中，常常需要在生产过程进行中正常作业的同时测量出物料的重量，在这种情况下，重量往往是一个随时间变化的变量。物料动态定量称重的过程为：启动进料装置；物料在自身重力的作用下进入称量斗；装在料斗上的称重传感器将重量信号转换成与之对应的电信号，经放大器放大后送入计算机进行数据处理；当到达预定值时，停止进料，完成一次定量称重。造成定量称重误差的原因有多个方面，其主要因素如下：
(1)称重测量环节的测量误差的影响；
(2)给料装置的动作滞后及其惯性作用；
(3)物料空中落差的影响；
(4)给料驱动机构(交流电机)的非线性和强藕合性；
(5)生产过程中对物料的搅拌；
(6)物料混合过程中的加热因素影响。
在动态定量称重问题中，有两个关键因素：一是称重准确度，二是称重速度，这两方面要综合考虑且同时兼顾。动态定量称重过程中含有振荡、非线性、时变以及随机干扰等因素。当称重速度加快时，称重传感器的欠阻尼震荡，物料冲击力变化引起的振动和不确定的空中飞料等干扰因素都将影响称重准确度，因此有时就不得不降低称重速度。同时实现称重高准确度和高速的动态定量称重是计量领域的难题之一。
发明内容
本实用新型的目的在于：模拟实际设备设计一种实验装置，为研究动态定量称重提供一个物理平台。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：设计一种动态定量称重实验装置，包括结构框架、安装在结构框架中的称量装置、压力传感器。其中称量装置包括可连续进料的固态料进料箱和液态料进料箱、悬挂在压力传感器上的接收固态料进料箱和液态料进料箱物料的混合物料罐，并且混合物料罐下部设有出料阀，并在出料阀下面设置有与混合物料罐分离的混料箱；本装置还设有将压力传感器信号接至外部的接线端子组。
所述固态料进料箱可以为振动式进料箱，通过振动将颗粒状的固态料进行出料。在箱体上安装振动电机，箱体通过弹簧安装在结构框架上，其振动控制端(振动电机引线)接至接线端子组。
所述固态料进料箱也可以通过螺旋给料装置进行出料，该螺旋给料装置安装在进料箱底部，由圆管及在圆管中设置的由电机带动旋转的螺旋推料器构成，其中电机的控制端接至接线端子组。
所述液态料进料箱由进液阀控制出料。该进液阀可以采用可调电磁阀。
可以在所述的混合物料罐中设置搅拌器，搅拌器由电动机带动旋转，其叶片将物料搅拌混合物料混合过程中可对物料进行搅拌混合，以模拟真实现场。该搅拌器安装在结构框架上，与混合物料罐1非接触，搅拌器电动机控制端接至接线端子组。
还可以在所述混合物料罐中设置电加热器和温度传感器，物料混合过程中可对物料进行加温及定温度控制，来进一步模拟真实现场。电加热器和温度传感器信号接至接线端子组。
所述混合物料罐1下部的出料阀接有出料斗，出料斗下部设有筛网，筛网下面设置混料箱；所述液态料进料箱由上水电机从混料箱中供水，且液态料进料箱中设置液位传感器，液位传感器接至接线端子组，且与上水电机连接，并控制上水电机的启停。
所述出料阀可以采用电磁阀，其控制端接至接线端子组。
所述混合物料罐可以通过在混合物料罐腰部360°圆周上均匀设置的三个凸出的支撑点悬挂在结构框架的支撑面上，且三个凸出的支撑点下面各设一个压力传感器。
本实用新型的积极效果：提供了一种研究动态定量称重的仿真物理平台，该平台反映了实际生产中相关物理量的基本特性，体现了工业现场的工艺特点；提供了电气接口，可方便地与计算机等信号采集器和控制器连接，为开展提高称重准确度与速度的控制算法的研究提供了物质条件，也为解决动态称重准确度与速度的矛盾开辟了新的思路。
附图说明
图1为本实用新型的动态称重装置的一优先实施例的示意图；
图2为图1所示动态称重装置的实施例的接线端子组1；
图3为图1所示动态称重装置的实施例的接线端子组2。
图中：1、混合物料罐，2、固态料进料箱，3、液态料进料箱，4、螺旋给料装置，5、搅拌器，6、温度传感器，7、液位传感器，8、凸出的支撑点，9、电加热器，10、螺旋加料电动机，11、搅拌电动机，12、上水电机，13、出料阀，14、进液阀，15、出料斗，16、筛网，17、混料箱，18、压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型中的一优选实施方式进行详细说明：
本实施方式中的动态定量称重系统实验装置主要由混合物料罐1、螺旋给料装置4、固态料进料箱2和液态料进料箱3组成，其上配置压力传感器18、温度传感器6、液位传感器7。实验装置组成原理示意如图1所示。
混合物料罐1由有机玻璃粘接而成。罐顶部有两个进口分别为颗粒状物料进口和液体物料入口，罐底部有一个混合物料出口，由出料阀13控制，阀门关闭时可密封防水。罐体三分之二处圆周上分布3个凸出的支撑点8，其下部分安装三个微量压力传感器18。并且混合物料罐1中设置电加热器和温度传感器6。
螺旋给料装置4用10毫米厚有机玻璃圆管材料，制作成物料螺旋传动管道结构。由单相微型可逆减速永磁同步电机作为螺旋加料电动机10驱动螺旋叶片。将固态料进料箱2中的物料以螺旋传动方式输送到混合物料罐1。
搅拌器5采用不锈钢长轴上安装搅拌器叶片，使用减速电机驱动作为搅拌电动机11。
固态料进料箱2存放颗粒状物料，由人工手动加料。液态料进料箱3做为液态物料储罐，以水替代液态物料存放在液态料进料箱3中。液态料进料箱3中的水通过进液阀14送入混合物料罐1，进液阀14采用电磁阀或可调电磁阀。混合物料罐1的出料由出料阀13控制，下部装有具有筛网16的出料斗15，以便将混合后的颗粒状物料与水分离。分离后的颗粒状物料留在出料斗15中，水流入下面的混料箱17中。出料斗和出料阀门可手动装配、拆除。另外，液态料进料箱3由上水电机12从混料箱17中供水，且液态料进料箱3中设置液位传感器7，通过液位传感器控制上水电机12的启停。
整个实验装置固定在铝合金框架上，700(宽)×1400(长)×1800(高)，底部四角有脚轮。
颗粒状物料采用聚氯乙烯颗粒，比重略大于水。便于与水分离，可重复使用，洁净卫生。
本实施方式中的电气部分主要包括传感器及数显表和电机：
1.传感器及数显表
实验装置上安装有压力传感器、液位传感器和温度传感器。传感器数量及作用如表1。
表1
| 序号 | 名称 | 数量 | 作用 |
| 1 | 压力传感器及数显表 | 3 | 混合物料重量 |
| 2 | 液位传感器及数显表 | 1 | 液态料进料箱液位 |
| 3 | 温度传感器 | 1 | 混合物料温度 |
2.电机及其它
实验装置上配有搅拌电动机、螺旋加料电动机及电加热器，还有一些电磁阀，具体如表2。
表2
| 序号 | 名称 | 数量 | 作用 |
| 1 | 搅拌电动机 | 1 | 搅拌混合物料使之均匀 |
| 2 | 螺旋加料电动机 | 1 | 驱动螺旋上料器 |
| 3 | 上水电机 | 1 | 将水从混料箱泵到液态料进料箱 |
| 4 | 电加热器 | 1 | 混料物料加热 |
| 5 | 进液阀 | 1 | 控制液态料的进料 |
| 6 | 出料阀 | 1 | 将混料物料从混合物料罐1中放出 |
| 7 | 交流变频器 | 1 | 驱动螺旋加料电动机，实现变频调速， 实现进料量的调节 |
| 8 | 空气自动开关 | 1 | 电源引入开关 |
| 9 | 交流接触器 | 1 | 欠压、失压保护 |
| 10 | 直流中间继电器 | 7 | 电动机、电子阀控制 |
| 11 | 直流电源模块 | 3 | 传感器工作电源 |
各个电气信号引至接线端子组，端子组分为接线端子组1和接线端子组2，分别如图2、图3。通过接线端子组可与计算机等控制设备连接，通过设定程序控制上述电气器件的工作，并采集各传感器的数据。
Claims (10)
1.动态称重装置，包括结构框架、安装在结构框架中的称量装置、压力传感器(18)，其特征在于：所述称量装置包括可连续进料的固态料进料箱(2)、液态料进料箱(3)、置于压力传感器(18)上的接收固态料进料箱(2)和液态料进料箱(3)物料的混合物料罐(1)，并且混合物料罐(1)下部设有出料阀(13)，并在出料阀(13)下面设置有与混合物料罐(1)分离的混料箱(17)；本装置还设有将压力传感器信号接至外部的接线端子组，该接线端子组与计算机构成的控制设备连接，控制设备通过设定程序控制上述电气器件的工作，并采集各传感器的数据。
2.如权利要求1所述的动态称重装置，其特征在于：所述固态料进料箱(2)为振动式进料箱，其驱动电机的控制引线接至接线端子组。
3.如权利要求1所述的动态称重装置，其特征在于：所述固态料进料箱(2)通过螺旋给料装置(4)出料，该螺旋给料装置安装在进料箱底部，由圆管及在圆管中设置的由电机带动旋转的螺旋推料器构成，其中电机的控制引线接至接线端子组。
4.如权利要求1所述的动态称重装置，其特征在于：所述液态料进料箱(3)由进液阀(14)控制出料。
5.如权利要求4所述的动态称重装置，其特征在于：所述进液阀(14)为可调电磁阀，其控制端接至接线端子组。
6.如权利要求1至5中任一项所述的动态称重装置，其特征在于：所述混合物料罐(1)设有搅拌器(5)，该搅拌器安装在结构框架上，与混合物料罐(1)非接触，搅拌器驱动电机的控制引线接至接线端子组。
7.如权利要求1至5中任一项所述的动态称重装置，其特征在于：所述混合物料罐(1)中设置有电加热器(9)和温度传感器(6)，电加热器(9)和温度传感器(6)的引线接至接线端子组。
8.如权利要求1至5中任一项所述的动态称重装置，其特征在于：所述混合物料罐(1)下部的出料阀(13)接有出料斗(15)，出料斗(15)下部设有筛网(16)，筛网(16)下面设置混料箱(17)；所述液态料进料箱(3)由上水电机(12)从混料箱(17)中供水，且液态料进料箱(3)中设置液位传感器(7)，所述液位传感器的引线接至接线端子组，且与上水电机(12)连接，并控制上水电机(12)的启停。
9.如权利要求1至5中任一项所述的动态称重装置，其特征在于：所述出料阀(13)为电磁阀，其控制引线接至接线端子组。
10.如权利要求1至5中任一项所述的动态称重装置，其特征在于：所述混合物料罐(1)通过在混合物料罐(1)腰部在360°圆周上均匀设置的三个凸出的支撑点(8)悬挂在结构框架的支撑面上，且三个凸出的支撑点(8)下面各设一个压力传感器(18)。
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