CN202188888U - 皮带秤测速暨去皮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种皮带秤测速暨去皮装置，该装置包含物料速度兼皮带位置检测器[A]及皮带行程检测器[B]，所述物料速度兼皮带位置检测器[A]所含的感应部件组合由分布在皮带上的多个致敏元件[6]与设在进程皮带非承载面下方的多个感应探头[7]共同构成，感应探头[7]与进程皮带相互靠近但不接触，皮带秤工作时两者相对平动，致敏元件[6]越经具有固定间距的相邻感应探头[7]反映了物料的位移；所述皮带行程检测器[B]包含一对相对转动的感应部件组合，其静止侧经连接构件固定于皮带秤机架，活动侧经连接构件由摩擦轮跟皮带接触，皮带行驶时摩擦轮转动同时输出反映皮带启停和皮带行程的脉冲信号。该装置能直接检测被输送物料的速度，同时还能检测皮带的分段位置，走出了现有技术中以皮带行程或速率替代物料位移或速度的误区，并可实现分段整体去皮的新算法，从而提高了皮带秤的动态称重准确度。本装置若增设空皮带称重单元[10]还能实现同步去皮，进一步减少去皮误差。

Description

皮带秤测速暨去皮装置

技术领域

本实用新型涉及一种皮带秤测速暨去皮装置，特别是涉及能直接检测皮带秤所输送物料的速度同时还能实现分段整体去皮的装置。

(*循皮带秤行业的惯例，本实用新型申请文件中“测速”一词兼有获取速度或者位移的含义，“测速传感器”则包括了速度传感器或位移传感器，仅在必要时再予区分。)

背景技术

皮带秤是一种连续累计自动衡器，它的计量对象是输送中的散状物料，因此其计量结果不仅跟通过物料的瞬时重量有关，还跟物料通过的速度有关。然而，在电子皮带秤问世半个世纪以来，一切公知技术存在着一个误区，即把皮带秤输送带(俗称皮带)的行进速率(带速)当做物料的输送速度，而实际上这两者并不相等，因此造成了计量误差。

皮带秤的一般工作原理可由下列数学式表达：

$W={\∫}_0^{t}q\left(t\right)v\left(t\right)\mathrm{dt}$

$={\∫}_0^t\frac{p\left(t\right)}{L_W}v\left(t\right)\mathrm{dt}$

$\≈\underset{t_i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{p\left(t_i\right)}{L_W}v\left(t_i\right)\mathrm{\Δ}{t}_i$ (有 $t=\underset{t_i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t}_i=T_1+T_2+T_3+......+T_n$ )

$=\frac{p_1}{L_W}{v}_1{T}_1+\frac{p_2}{L_W}{v}_2{T}_2+\frac{p_3}{L_W}{v}_3{T}_3+......+\frac{p_n}{L_W}{v}_n{T}_n$

式中：W-物料累计总重量(单位：kg)；

t-物料运行时间(单位：s)；

q(t)-皮带秤所输送物料的线密度，系时间t的函数(单位：kg/m)；

v(t)-物料运行速度，系时间t的函数(单位：m/s)；

dt-时间t的微分(单位：s)；

Δt_i-采样时间(单位：s)；

L_W-称量长度(单位：m)，系首末称重托辊间距L₁与前后秤端托辊间距L₂的平均值；

p(t)-对应于称量长度上的物料重量，系时间t的函数(单位：kg/m)；

T₁……T_n-称重累计子过程对应时间(单位：s)；

p₁……p_n-相应子过程时间间隔内称量长度上物料的平均重量，(单位：kg)。

【附注】关于皮带秤“头尾”与“前后”的含义与辨别，请参见《衡器整机装配调试工(初级)》(中国劳动社会保障出版社2011年4月第一版，p.114)，该教程称：“通常，靠近物料进入处被称为输送机尾部，物料输离处被称为头部。进程皮带从尾部向头部运行，回程皮带由头部向尾部折返。习惯上，把靠近头部处称为前方，靠近尾部处称为后方。”

由此可见：皮带秤对所输送物料的累计重量W是关于物料净重p和物料速度v的函数，称量长度L_W是相关参数。换言之，皮带秤的计量结果不仅跟承载器上物料的重量有关，还跟物料通过承载器的速度或位移有关。对于某一已安装好的皮带秤，其托辊间距是固定不变的，称量长度L_W也就为一常量；对于L_W范围内的p可由称重传感器测得，而D或v则需由测速传感器获取。

现有公知技术的皮带秤测速传感器有摩擦转动式和平动式两大类：

(1)摩擦转动式测速传感器。它的核心是一对感应部件组合(如测速发电机的定子和转子，铁磁性齿盘和霍尔元件，光栅盘和光电器件，码盘和编码器等等)，当组合的双方相对转动时产生信号。感应部件组合中的静止侧用构件固定于皮带秤机架上成为运动参照点，转动侧的转轴连接一个接触皮带的摩擦轮(故又称接触式)，摩擦轮可以是特制的专用滚轮，也可借用皮带输送机上的各种依靠皮带摩擦转动的改向滚筒、托辊或压带辊等。当皮带运行时，滚轮在摩擦力的作用下转动，测速传感器输出信号。摩擦转动式测速的优点是其输出信号紧随皮带的运动状态，皮带秤一启动就能输出皮带运行信号，皮带一停止运行信号就消失，能对皮带运行的微小长度检测；缺点是摩擦轮与皮带之间会存在一定程度的打滑造成输出脉冲丢失，运行中的摩擦轮还可能沾上撒落的物料或其它异物而使其直径改变，从而使其准确性再打折扣。

(2)平动接近式测速传感器。其核心也是一对感应部件组合(致敏元件和感应探头)，但其感应部件组合双方的相对运动形式基本上是平动而不是转动。致敏元件设置在皮带上作为标志点，感应探头安装于进程皮带下方输送机架上的某个固定点，靠近皮带的非承载面但尚无接触(故又称非接触式)。当致敏元件越经感应探头时，探头能对所接近的致敏元件予以识别发出相应信号。根据相邻标志点间距的长度(当只埋设1个标志物时为整圈皮带长度)和经历的时间间隔，算出该段皮带的平均速度。平动接近式测速的优点是不存在皮带打滑，也不受撒落物料或其它异物的影响；缺点是它需要接连检测到相邻标志物后才能获得皮带的行程和平均速率，而皮带停运时的位置是随机的，并不能保证皮带一启动致敏元件就跟感应探头相互接近，通常是在感应探头第一次检测到致敏元件后才发出皮带运行信号，因此启动初始阶段所输送物料的重量就被忽略不计了，此外皮带跑偏量大时致敏元件还可能会进入不了感应探头能检出的灵敏区。

现有皮带秤测速技术还有一个共同的缺点，即无论摩擦转动式或现有的平动式测速传感器测到的只是皮带的行程或皮带的速率，而不是物料的位移或速度。因为这两种测速传感器的检测对象都是运行中的皮带相对于皮带秤机架上的某一个固定点的位置变化，而皮带的长度会随负载、张力、环境温度、弹性模量等诸多因素发生变化，皮带上某两点或标志物的相互间距lm就会随机改变(参见图1)，因此皮带的行程与常量L_W或物料位移之间没有确定的比例关系，也就是无法获得准确的D或v。

此外，上面的讨论仅是基于皮带秤对物料净重p进行称量累计的假设，而实际上称重传感器感受到的是皮带空载时的皮重p_T或荷载时的毛重p_G。因此称重仪表须对毛重中所包含的皮重予以扣除，即所谓“去皮”。理论上，对于同一时刻测得的同一处的p_G和p_T，应有：p＝p_G-p_T。但由于不可能同时测量同一处的p_G和p_T，故而只得采用并非同时测得的p_G和p_T。

现有技术的一般做法是：

a)在对皮带秤校准之前，丈量皮带的整圈长度L_B，测定皮带运行整圈所需的时间t₁；

b)运行空皮带历时kt₁(k为自然数)，对皮重进行累计，记录其结果W_T；

c)计算空皮带的平均线密度q_T＝W_T/kL_B，存储在称重仪表中参与运算；

d)对于采样间隔期间测得的皮带行程s₀，计算对应于s₀的皮重p_T＝s₀·q_T＝s₀·W_T/kL_B。

上述做法至少存在以下缺陷，从而使扣除的皮重不准：

1)人工用秒表测定的t₁和用卷尺丈量的L_B准确性都欠佳；

2)由于皮带秤的运转速度会随电源电压、载荷大小等发生变化，整圈运行时间不会恒等于t₁，按kt₁控制的运行时间不一定使皮带恰好运行k整圈；

3)由于皮带的整圈长度会随载荷大小与其它多种因素而变化，因此皮带承载时的线密度不等于其空载时的线密度，使算得的p_T与实际产生偏差；

4)皮带不同位置的线密度因厚薄、宽窄、接头、磨损、修补等存在不均匀，采用整圈皮带平均线密度，常会使去皮运算与实际有较大的差别；

5)用工作之前的空皮带重量作为以后工作时段所扣除的皮重，由于工作中皮带会发生磨损或沾料现象，可能使去皮数据与实际状况存在差异，因此必需经常停顿工作校准空秤。

本专利申请人三年前的另一项专利：皮带秤称重分段去皮法(CN101281054/ZL200810023868.8)把整圈皮带分成若干段，采用分段平均线密度替代整圈平均线密度，缩小了与实际线密度的差别，提高了皮带秤计量准确度；但因为沿用皮带线密度参与去皮运算，必须用到皮带的长度才能算出皮带的重量，所以仍无法消除因皮带长度在工作中会发生变化而带来的误差。

正因为皮带秤测速与去皮的现有技术存在上述种种缺陷，成了提高皮带秤准确度的“瓶颈”；创造出性能更加优良的皮带秤测速和去皮的方法和装置，对于制造贸易结算用皮带秤及装备皮带秤性能评价实验室的意义都十分重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提高皮带秤的计量准确度。本实用新型克服了现有公知技术中的缺点，提供了一种能直接检测物料速度的装置，跳出了以往用皮带速率充当物料速度的误区；它同时能分段检测皮重，可以实现分段整体去皮的新算法，从而避免了皮带长度和整圈运行时间变化带来的误差，并大大减小了因毛重与皮重检测不同时而引入的误差。

本专利申请人通过以下创新的技术方案实现了上述目的：

(1)把现有技术中的平动接近式测速传感器的感应探头和致敏元件(标志物)两者的数量全都改成多个，并将原本由某一个探头检测相邻标志物的运动状态改变为检测某个标志物相对于相邻感应探头的运动状态，从而改造成为本实用新型的基本部件——物料速度兼皮带位置检测器。由于每两个探头之间的距离ls是确定不变的，故而标志物通过相邻探头时产生的位移是可预知的(参见图2)，从而获得对应于该位移段的标志物(也是其所处位置被称量物料)速度。与现有技术对比似乎仅是简单地把相对运动的参照物作了对调，但是检测对象却因此发生了根本性的改变，从而能获得同皮带秤称重原理数学表达式直接相符的必要参数。

(2)同时利用有确定位置的感应探头对有序通过的致敏元件逐个识别，称重仪表可以很容易利用相关的硬件和软件来明确判断皮带所处的位置；因此称重仪表在去皮运算时就能采用针对具体段落的皮带空重累计量直接扣除整段皮带的重量，这一新算法不再涉及皮带的线密度，避免了因皮带长度和线密度改变而造成的去皮不准的缺陷。

(3)把现有技术中的摩擦转动式测速传感器改作为本实用新型重要的辅助部件——皮带行程检测器，后者与前者有类似的结构，但皮带行程检测器的输出通常不再承担参与称重运算的基本功能，而是主要负责提供反映皮带启停的运行信号，仅对致敏元件未恰好在感应探头上方位置启动或停运的初始或末了阶段，平动接近式测速不能及时反映皮带启停状态的缺陷予以弥补。皮带启动伊始到任一致敏元件尚未连续越经相邻两个感应探头的阶段无法获得物料位移，传统平动接近式测速只能舍弃该阶段的称重累计值，同时采用皮带行程检测器后可以不再舍弃，虽说得到的是皮带行程而不是物料位移，但因在绝大多数情况下参与称重运算的还是经变换参照物后的平动接近式测速的检测数据，该方法仅占皮带秤工作周期中全部皮带行程中的极小一部分，故而对整体结果影响极微；此外，对于皮带刚启动或停运后不足相邻两排标志物间距长度的皮带小段重量，可根据上述皮带行程检测器测得的小段皮带实际长度，结合相关分段皮带的整段长度和重量，用正比例求得不足一分段的皮重近似值，改善去皮精度。

(4)由皮带行程检测器测得的皮带行程可看做由物料速度兼皮带位置检测器测得的物料位移的近似值作为备用数据存储起来，一般情况下不予采用，但当出现故障或其它意外情况时可予采用，以增强系统可靠性。

综上所述，本实用新型皮带秤测速暨去皮装置包含物料速度兼皮带位置检测器及皮带行程检测器，其特征在于：有由分布在皮带上的多个致敏元件与设在进程皮带的非承载面下方的多个感应探头共同构成的

(1)所述感应探头共有2处以上，分别固定在基本称重单元区域附近的不同位置上，以确定的间距沿物料运行方向分布，它们与进程皮带的非承载面靠近但不接触，首末两处感应探头的间距不短于前后秤端托辊的间距，且位于最后方的首处感应探头不超前于后秤端托辊的投影，位于最前方的末处感应探头不落后于前秤端托辊的投影，其余感应探头位于首末两处感应探头之间，各感应探头由适当的构件固定于皮带秤机架上，相互之间保持确定的距离；

(2)所述致敏元件位于皮带各分段的交界处，各分段皮带的长度均大于首末感应探头的间距，任意一个致敏元件接近任意一个探头时都会输出感应信号；

(3)所述物料速度兼皮带位置检测器对于物料速度的检测采用以下方法实现：把相邻感应探头的固定间距作为物料位移，除以皮带上的标志物即致敏元件先后越经相邻感应探头的时间间隔；

(4)所述皮带行程检测器具有摩擦转动式测速传感器的结构，包含一对相对转动的感应部件组合，其静止侧经连接构件固定于皮带秤机架，活动侧经连接构件由摩擦轮跟皮带接触，皮带行驶时摩擦轮转动同时输出反映皮带启停和皮带行程的脉冲信号；

(5)配套称重仪表所含计时电路受控于皮带行程检测器，皮带启动计时电路就开始计时，皮带停运则计时电路停止计时；

(6)配套称重仪表所含脉冲计数电路受控于物料速度兼皮带位置检测器，每当致敏元件越经感应探头时，对感应探头所产生的信号作出反应，以此对致敏元件越经的感应探头识别和计数，并指令称重仪表采集计时电路的当前时间。

依据皮带线密度的不均匀程度把整条皮带划分为若干分段，每一分段的长度一般大于首末两处感应探头的间距，但以短于该间距的两倍为宜；各分段皮带的长度可以相等，也可以不相等，尤以不相等为好，因为更便于对各分段加以区分。

为达到足够的检测精度，上述物料速度兼皮带位置检测器所含有的感应探头或致敏元件均至少各有3处，但两者的数量并不一定相等。本实用新型所含物料速度兼皮带位置检测器中的感应探头个数与致敏元件的个数可以相等，也可以不相等。

上述物料速度兼皮带位置检测器所含的平动接近式感应部件组合(致敏元件和感应探头)可以采用任意适用的类型，只要致敏元件与探头两者相互匹配，当任一致敏元件接近任一探头时，探头都能按要求动作发出相应信号即可。所述感应探头为带有敏感元件、检测电路和脉冲输出电路的各种类型的接近开关，如干簧继电器、霍尔开关、振荡开关、电容开关、光电开关、带有电磁感应线圈的电子电路等；所述致敏元件为跟感应探头相匹配的、足以引起探头可靠动作的任意元器件，如永久磁铁、金属材料、半导体材料、介电材料、反光材料等制成的形状合适的物体。

相邻感应探头的间距以1～3个皮带秤托辊间距为宜，为利于保持各相邻感应探头的间距固定不变并便于获得这些间距的准确量值，可制备探头安装支架，在支架的预定位置上留有加工好的探头安装孔或其它相应构件，全部感应探头通过支架再安装于现场皮带秤机架的相应位置上；根据感应探头数量的多少和间距的大小制备一个或几个支架，每个支架至少可安装2组或更多组的探头。

为避免皮带跑偏时致敏元件不能进入探头有效感应范围，对应于设置感应探头的每一处可安装不止1个的感应探头，或者在皮带分段每一交界线处设置不止1个的致敏元件；这时同一处的多个感应探头或多个致敏元件构成一组，同组感应探头或致敏元件应处于同一直线上，该直线垂直于皮带(及其所输送物料)的运行方向。

为了进一步改善去皮效果，本实用新型还可在一般皮带秤均具有的基本称重单元之外增设第二种称重单元，同基本称重单元一样，该单元的称重托辊托住进程皮带，托辊支架及相关构件由称重传感器支承，称重传感器与称重仪表电气联接；不同的是基本称重单元设在供料容器之前，第二种称重单元则设在供料容器之后，两者之间有确定的距离。当皮带上无物料时，两种称重单元称到的都是皮重，当供料容器对皮带放料时，基本称重单元称到的是毛重，而在供料容器之后的第二称重单元上的皮带接不到物料，称到的仍是皮重，故可称其为空皮带称重单元。工作前预先校准该称重单元使其与基本称重单元对同一分段空载皮带的计量值大致相等。由于有了两种称重单元，可在皮带秤载物称重的同时对空皮带称重，而两种称重单元之间的距离在皮带秤安装时已经确定了的，因此在检测到皮带上标志物的速度之后，就可以推算出皮带从空皮带称重单元运行至基本称重单元所需的时间，并以此作为去皮运算的滞后时间，从而实现对载物称重的同一分段皮带扣除空重。

本实用新型的测速原理与现有技术相比的显著不同之处是，其检测的对象是物料位移和物料速度，同皮带秤工作原理的数学表达式直接相符，走出了传统方法把皮带行程当做物料位移或把皮带速率当做物料速度的误区，并提出了纠正办法，从数学模型的源头上消除了误差。本实用新型的去皮算法与现有技术相比的显著不同之处是，对于越过称量段的每一分段皮重整体扣除，仅当皮带在两排标志点之间启动和停运时其首末两处不足一个分段的皮重才按线密度计算值扣除；通常皮带秤在一个工作周期中皮带会运行很多圈，因而因皮带长度变化以致去皮不准的影响降低到了最小。按本实用新型设计的多探头多标志点测速装置不仅提高了测速精度，同时也使分段整体去皮算法得以实现，其有益效果是一举两得地改进了测速和去皮，提高了皮带秤的综合准确度。此外，由皮带行程检测器测得的皮带行程近似于物料速度兼皮带位置检测器测得的物料位移，可作为备用数据以增强系统的冗余度和可靠性。

附图说明

图1是由安装于皮带秤机架上的探头来测量皮带行程的示意图。

图2是由皮带上的某一标志物越经有固定距离的两个探头来对物料测速的示意图。

图3是本实用新型组成部件及配套装置框图。

图4是本实用新型主要部件布置示意图

图5是物料速度兼皮带位置检测器示意图

图6是空皮带称重单元安装位置示意图

图7是在每一皮带分段交界线处安置多个致敏元件的示意图

图8是在布置感应探头的每一处安装多个感应探头的示意图

图中：A-物料速度兼皮带位置检测器，B-皮带行程检测器，1-皮带输送机纵梁，2-皮带(输送带)，3-基本称重单元，4-称重托辊，5-秤端托辊，6-致敏元件，7-感应探头，8-感应探头支架，9-供料容器，10-空皮带称重单元；箭头标示的为皮带或物料运行方向

具体实施方式

下面将结合附图与具体实施例对本实用新型进一步详细说明。

如图3所示，本实用新型所述皮带秤测速暨去皮装置包括主要由多处致敏元件6和多处感应探头7组合而成的基本部件——物料速度兼皮带位置检测器A、及由摩擦转动式测速传感器作为重要辅助部件——皮带行程检测器B所构成，为了实现分段皮重同步整体扣除，还可增设空皮带称重单元，三者都与皮带秤所配套的称重仪表(即连续称重累计器)电气联接，称重仪表所含有的脉冲计数电路及计时电路配有相应的程序软件，很容易实现预期的功能。

如图4所示，皮带秤的基本称重单元3(按皮带秤的类型可以有1个或多个，本图中画了2个)的称重传感器的上下两个受力点分别与皮带输送机的纵梁1或称量台构件连接，称量台上置称重托辊4(按皮带秤的类型每个称重单元的称重托辊可以有1个或多个，本图以2个为例)，靠近首末称重托辊右边或左边的两个秤端托辊5，与其它输送托辊一样由输送机纵梁1支承，称重托辊4、秤端托辊5和其它上输送托辊支撑着进程皮带2，感应探头7通常多于2处(本图以4处为例)，置于进程皮带2的下方，为使各探头能精确定位并保持确定的间距，使现场安装工作的品质和效率得以提高，可另设感应探头支架8，支架8按预定的探头间距在探头安装位置加工好固定探头的构造；通常前后相邻两处的感应探头相距1～3个托辊间距(图示以2个托辊间距为例)，最前和最后两组感应探头分别位于前秤端托辊的前面或后秤端托辊的后面。数量的多少和间距的大小制备一个或几个支架，每个支架至少可安装2组或更多组的探头。皮带行程检测器B所含感应部件组合的静止侧通过杆件固定于皮带秤机架，活动侧通过摩擦轮与皮带的非受料面接触，接触处可设在皮带非受料面的任意位置，本例所示的接触位置在称量段的中部。限于图幅，本图中未将致敏元件标示出来，请参见图5。

如图5所示，进程皮带的下方设置感应探头7，沿皮带输送机纵向布置，整条皮带2被分为多段，在各分段的交界处布置致敏元件6，相邻致敏元件的间距大于首尾感应探头的间距。虽然每一致敏元件与感应探头成为一对测速传感器部件组合，但并不要求两者的个数必须相等。

如图6所示，为了在皮带分段整体去皮的基础上实现同步去皮，除了在皮带秤供料容器9之前设有基本称重单元以外，还可在供料容器9之后增设空皮带称重单元10。

如图7所示，当在每一皮带分段交界线处安置多个致敏元件6时，同一处的多个致敏元件6排成一直线，该直线垂直于皮带的运行方向。

如图8所示，在布置感应探头的每一处安装多个感应探头7时，同一处的多个感应探头7构成一组，同组感应探头沿同一直线分布，该直线垂直于皮带的运行方向。

【实施例一】

(一)皮带秤基本参数

某双杠杆四托辊皮带秤，其皮带标称宽度650mm，整圈长度L_B＝82.63m，标称皮带速度v＝1.5m/s，托辊间距L_Id＝1.2m，首末称重托辊间距L₁＝3.6m，前后秤端托辊间距L₂＝6m。

(二)实施例概况

采用的感应探头为附有发光与光敏器件的光电反射型接近开关(以下简称光电开关)，共设置4个，光电开关与称重仪表实现电气联接，取每两个探头的间距为2.2m，首末探头间距L₃＝6.6m，故各段皮带的长度宜在6.6m～13.2m之间，现量取7.2m长的皮带10段，余下1段长10.63m，共11段；皮带正常运行时，通过7.2m历时约4.08s，通过10.63m历时约7.09s。

在皮带的背面(非载物面)的每分段交界处画一垂直于皮带边缘的直线，以尺寸为10mm×400mm的镀铬抛光薄钢带作为致敏元件(标志物)粘贴于上述直线的中段，标志物长边的方向与该直线一致。

皮带行程检测器采用光电式旋转编码器，安装于输送机头部，编码器的旋转由改向滚筒驱动，编码器与称重仪表电气联接。

(三)工作过程简述

预先校准皮带秤，对空载皮带称重，在称重仪表内存入各分段皮重。

当皮带秤启动后编码器随之旋转发出运行信号，指令称重仪表内的计时器计时，编码器的角位移对应于皮带的行程。当镀铬抛光薄钢带越经光电开关上方时把光电开关发出的光束反射回光电开关，光电开关发出脉冲信号，当光电开关每发出一次脉冲信号，编码器发出的脉冲个数清零后重新累计。记录从检测到皮带运行信号起至光电开关第一次测到反射光所历经的时间，该时间除皮带的行程为皮带行进的速率，以此代替该小段的物料速度参与运算；此后，光电开关每测到一次反射光，就把该光电开关与其前一个光电开关的间距作为物料的位移量，再除以标志物通过该间距所经历的时间就是物料速度；若光电开关检测到某一标志物后还未检测到后续标志物而原有的皮带运行信号消失了，则由最后一次测到标志物至皮带运行信号消失前皮带的行程和历经的时间算得皮带速率作为该小段的物料速度。同时，每当光电开关检测到标志物时，将所存储的分段皮重从基本称重单元测得的毛重中一次性扣除；若原有皮带运行信号消失时，光电开关并没有检测到标志物，则所扣除皮重按皮带行程检测器测得的不足一分段的皮带长度占该分段整体长度的比例及所存储的分段整体皮重求得。

【实施例二】

(一)皮带秤基本参数

某阵列式皮带秤，由8个双托辊称重单元连续排列而成，其皮带标称宽度1200mm，整圈长度L_B＝235.4m，标称皮带速度v＝2.5m/s，托辊间距L_Id＝1.2m，首末称重托辊间距L₁＝17.8m，前后秤端托辊间距L₂＝20.4m。

(二)实施例概况

取每个称重单元中央安装一个感应探头，则相邻探头的间距为2.4m，另在前后秤端托辊下方背离称重单元方向外伸0.2m各置1个感应探头，一共10个探头，于是有首尾感应探头间距L₃＝20.8m，故各段皮带的长度宜在20.8m～41.6m之间，现选取各段皮带长度分别为：26m、22m、27m、23m、28m、24m、29m、25m、31.4m共9段。所分各段皮带的长度并不均等且彼此有明显的差别，以便能根据经历的时间长短来辨别皮带的不同区段，且万一出现感应信号缺失，能够利用软件挽救，并较迅速地找到故障点。

采用的感应探头为附有放大与触发电路的线圈，它们密封于非导磁性材料制作的外壳内，感应探头的线圈呈矩形，其线匝内侧边长为18mm×200mm。安装探头时，线圈的长边垂直于与皮带秤机架纵梁，线圈的中心落在托辊组序列中心连线的投影上。

位于皮带非载物面的每分段交界处画一垂直于皮带边缘的直线，在该直线两侧约10mm各划一刀，剥下中段面积20mm×400mm、厚约2mm的胶皮层；在皮带宽度中心及向两侧各170mm定心，各钻1个由12mm、深约4mm的盲孔，9条分界线上共钻27个盲孔；在每个盲孔内嵌入φ12mm×4mm的纽扣状永久磁铁作为致敏元件，涂上粘接剂，然后把割下的胶皮层再在原位粘上封好。每条分段交界处设有多个永久磁铁，且感应线圈的边长也较长使皮带发生较大跑偏时仍有致敏元件能进入探头有效检出范围。

皮带行程检测器采用滚轮式皮带位移传感器(详见本专利申请人的另一项专利CN201382767Y/ZL200920035570.9)，其滚轮向上与称量段中部皮带非承载面接触。当皮带秤启动后滚轮随之旋转，其角位移对应于皮带的行程，同时发出运行信号，指令称重仪表内的计时器计时。当埋设于皮带内的小磁铁越经感应线圈上方时线圈的感应电势增强，带动触发电路发出脉冲信号。

本实施例还在原来8个基本称重单元的基础上又增加了1个称重单元作为空皮带称重单元，该称重单元布置在皮带秤供料容器的后方，依据通过该称重单元的皮带分段到达其它称重单元的时间间隔推迟去皮时间，从而实现扣除与称量毛重同部位的空皮带重量。

(三)工作过程简述

预先校准空皮带称重单元使其与皮带秤基本称重单元对空皮带的计量值大致相等。在各种载荷下试验获取由皮带行程检测器测得的皮带各分段速率与相应分界线上致敏元件的速度，比较二者选择适当的比例作为经验修正系数预先存储于称重仪表。

皮带启动后，皮带行程检测器的滚轮在皮带摩擦下转动而输出脉冲信号，该信号一方面反映皮带处于运行状态，计时器开始计时；另一发面其滚轮转动一周发出的脉冲个数反映了皮带行进了与滚轮周长相等的路程；当感应探头每检测到一次致敏元件，皮带行程检测器发出的脉冲个数清零后重新累计。记录自检测到皮带运行信号起至感应探头第一次测到致敏元件所历经的时间，该时间除皮带的行程为的皮带行进的速率，对此以预先获得的比例系数修正后作为该小段的物料速度参与运算；此后，感应探头每测到一次致敏元件经过，就把该探头与其前一个探头的间距作为物料的位移量，再除以致敏元件通过该间距所经历的时间就是物料速度；若感应探头检测到某一致敏元件后还未检测到后续致敏元件而原有的皮带运行信号消失了，则由最后一次测到致敏元件至皮带运行信号消失前皮带的行程和历经的时间算得皮带速率经修正后作为该小段的物料速度。同时，每当感应探头检测到致敏元件时，将所累计的空皮带重量从基本称重单元测得的毛重中一次性扣除，空皮带称重单元所称皮重归零并重新累加；若原有皮带运行信号消失时，感应探头并没有检测到致敏元件，所累计的空皮带重量仍将从基本称重单元测得的毛重中一次性扣除。

以上仅描述了本实用新型的个别实施例，凡在此基础上所作的改变，其所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案时，仍属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种皮带秤测速暨去皮装置，包含有由分布在皮带上的多个致敏元件[6]与设在进程皮带的非承载面下方的多个感应探头[7]共同构成的物料速度兼皮带位置检测器[A]及具有摩擦转动式测速传感器结构的皮带行程检测器[B]，

其特征在于：

(1)所述感应探头[7]共有2处以上，分别固定在基本称重单元[2]区域及其附近的不同位置上，以确定的间距沿物料运行方向分布，它们与进程皮带的非承载面靠近但不接触，首末两处感应探头的间距不短于前后秤端托辊的间距，且位于最后方的首处感应探头不超前于后秤端托辊的投影，位于最前方的末处感应探头不落后于前秤端托辊的投影，其余感应探头位于首末两处感应探头之间，各感应探头由适当的构件固定于皮带秤机架上，相互之间保持确定的距离；

(2)所述致敏元件[6]位于皮带各分段的交界处，各分段皮带的长度均大于首末感应探头的间距，任意一个致敏元件接近任意一个探头时都会输出感应信号；

(3)所述物料速度兼皮带位置检测器[A]对于物料速度的检测采用以下方法实现：把相邻感应探头的固定间距作为物料位移，除以皮带上的标志物即致敏元件先后越经相邻感应探头的时间间隔；

(4)所述皮带行程检测器[B]包含一对相对转动的感应部件组合，其静止侧经连接构件固定于皮带秤机架，活动侧经连接构件由摩擦轮跟皮带接触，皮带行驶时摩擦轮转动同时输出反映皮带启停和皮带行程的脉冲信号；

(5)配套称重仪表所合计时电路受控于皮带行程检测器[B]，皮带启动计时电路就开始计时，皮带停运则计时电路停止计时；

(6)配套称重仪表所含脉冲计数电路受控于物料速度兼皮带位置检测器[A]，每当致敏元件越经感应探头时，对感应探头所产生的信号作出反应，以此对致敏元件越经的感应探头识别和计数，并指令称重仪表采集计时电路的当前时间。

2.按照权利要求1所述的皮带秤测速暨去皮装置，其特征在于皮带秤的皮带划分为长度介于首末两处感应探头间距1～2倍的分段，各分段长度可以相等，也可以不相等。

3.按照权利要求1所述的皮带秤测速暨去皮装置，其特征在于所述物料速度兼皮带位置检测器[A]含有至少3处感应探头[7]和至少3处致敏元件[6]，感应探头跟致敏元件的处数可以相等，也可以不相等。

4.按照权利要求1所述的皮带秤测速暨去皮装置，其特征在于所述物料速度兼皮带位置检测器[A]的致敏元件[6]由永磁体、或金属/半导体、或介电材料、或反光材料制成，感应探头[7]为相应匹配类型的接近开关。

5.按照权利要求3所述的皮带秤测速暨去皮装置，其特征在于所述感应探头[7]各相邻两处的间距为1～3个皮带秤托辊间距。

6.按照权利要求3所述的皮带秤测速暨去皮装置，其特征在于所述致敏元件[6]在每一处的数量可多于1个，同一处的多个致敏元件置于皮带分段的同一交界线上，沿交界线分布。

7.按照权利要求3所述的皮带秤测速暨去皮装置，其特征在于所述感应探头[7]在每一处的数量可多于1个，同一处的多个感应探头构成一组，同组感应探头沿同一直线分布，该直线垂直于皮带的运行方向。

8.按照权利要求1所述的皮带秤测速暨去皮装置，其特征在于还在皮带秤供料容器之后安装了空皮带称重单元，该单元的托辊托住进程皮带，托辊支架及相关构件由称重传感器支承，称重传感器与称重仪表电气联接，该单元与皮带秤基本称重单元之间有确定的距离。

9.按照权利要求5所述的皮带秤测速暨去皮装置，其特征在于所述感应探头[7]先装配到一个或几个感应探头支架[8]上，每个支架至少安装2组探头[7]，再将支架[8]连同探头[7]一齐安装于现场皮带秤机架的相应位置上，在支架[8]的预定位置上留有加工好的探头安装孔和/或其它相应构件。

Images