CN2046208U - 高精度动态电子秤 - Google Patents

Abstract

一种用于测量自由下落的颗粒状物质的高精度动态电子秤，它是由机械部件(阻尼器、平衡器、水平传感器、垂直传感器、芯筒、吊耳、整流片、检测板)和低漂移直流运算放大器等部件组成，采用STD总线模板式电路结构；本产品把被测物质冲量引起的力和物料在检测板上下滑时所产生的力转换成与瞬时重量流量成正比的电压信号，再转换成数字信号，能显示瞬时流量和积算流量，并能及时打印出积算流量，动态精度达±3‰～2‰，每小时可测60吨。

Description

本实用新型涉及一种高精度动态电子秤，用于测量自由下落的颗粒状物质。

目前使用的固体流量计和皮带电子秤动态计量精度只能达到±1％，且线性误差大，零点漂移大，占地面积大，不能满足计量要求，尤其是对物料落在检测板上的离散性所造成的误差，没有任何的技术措施。英国研制的固体流量计机械结构复杂，造价高达1万英磅，其侧量精度也只达到±1％，难于推广使用。

本实用新型的目的就是要提供一种克服上述缺点的高精度动态电子秤。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：它是由机械部件和电控部份组成。机械部件是由阻尼器1、壳体2、双孔悬壁梁式水平传感器4、芯筒5、吊耳6、整流片7、检测板8、垂直传感器9、进料斗10和平板11组成。阻尼器1是由拉杆31、调整轮32、调整套33、调整盘34、固定盘35和硅油箱36组成；平衡器3是由小套（连接阻尼器）28、角铁29和调整块30组成；双孔悬臂梁式水平传感器4是由吊耳6、轴承座13、固定螺丝14、外罩15、上吊环16、拉杆17、下吊环18、闷盖19、轴承20、密封圈21、轴22和底座23组成；芯筒5是由进料斗10、整流片7和检测板8组成；垂直传感器9是由支撑槽钢24、联接板25、直角连接板26和压板27组成。

双孔悬壁梁式水平传感器4（2个）安装在壳体2的两侧，用直角连接板和关节轴承12与芯筒上的吊耳6连接，承受物料的垂直分力。垂直传感器9装于壳体2的前侧中部，通过φ5mm钢丝绳与芯筒下部连接，用以承受物料的水平分力。阻尼器1设在壳体2下部，阻尼器内有两个阻尼片，通过螺栓与芯筒连接，用以克服物料的冲击对测量误差的影响。整流片7共有三片：两片分装在芯筒5前侧壁上，一片在上，一片在下，第三片装在芯筒5的后侧壁中部，用于缩小物料在检测板上的离散范围。平衡器3接在芯筒下部，用螺钉连接，用于调节钢丝绳的受力大小，和标定秤时放砝码。芯筒5呈方筒形无底，位于进料斗（亦方形）10的下部，用于疏通自由下落的小麦，芯筒的长短对测量误差有一定影响，一般芯筒高度以700～1000mm为宜。吊耳6焊接在芯筒5上部两侧，吊耳顶端通过正反扣螺接于关节轴承12上，关节轴承12通过直角弯板连接水平传感器。检测板8为长方形，斜装在芯筒5下面，与水平方向呈45°，用于承受物料的冲力。壳体2上的三个平板11呈平行状，其中两个长方形平板是水平传感器的基面，另一个正方形平板是安装秤时找水平用的。

电控部份设计两个低漂移直流运算放大器，其零漂≤±10mv，非线性误差≤1‰，放大倍数等于1000它将被测物质冲量引起的力和物料在检测板上下滑时所产生的力，放大成标准直流电压。

采用Z80A单板机，带串，并接口，配大型显码显示和小型打印机，采用工业控制机通用的STD总线模板式电路结构，在软件有零点检查子程序和线性修改子程序，有效地克服了直流运算放大器的零点漂移和系统非线性误差造成的测量误差，从而提高了系统的测量精度。

工作原理：

动态电子秤是一种基于动量原理，用于测量自由下落的颗粒状物质的一种衡器，它把被测物质冲量引起的力和物料在检测板上下滑时所产生的力转换成与瞬时重量流量成正比的电压信号，因检测板有一定斜度，以上诸力被分解成垂直分力和水平分力，此两种分力分别经过直流运算放大器被放大成标准直流电压，再经过模数转换，将标准直流电压分转成数字信号，计算机通过软件程序求出冲击在检测板上的合力，此合力的大小与物料流量成正比。

本实用新型的优点：

1.精度：静态精度达到±1‰，动态精度达到±3‰～2‰；比现在有的固体流量计的动态误差±1％高出一个数量级。

2.效率：每小时10t～60t，比固体流量计线性度好，测量范围大。

3.能显示瞬时流量和积算流量，能打印积算流量；

4.本产品线性误差小，零点漂移小，占地面积小；特别是克服了物料落在检测板上的离散性所造成的误差；

5.为港口大流量提供较理想的计量设备。

附图说明：

图1a是本实用新型侧剖图，1为阻尼器，2为壳体，3为平衡器，4为水平传感器（2个），5为芯筒，6为吊耳（2个），7为整流片（3个），8为检测板，9为垂直传感器，10为料斗，11为平板，图1b是主要零部件图：

1.阻尼器结构图。31是拉杆，32是调整轮，33是调整套，34是调整盘，35是固定盘，36是硅油箱。

2.平衡器图。28是小套（连接阻尼器），29是角铁，30是调整块（调芯筒5的平衡用）。A为正剖图，B为侧剖图，C为俯视图。

3.水平传感器图。6是吊耳，13是轴承座，14是固定螺丝，15是外罩，16是上吊环，17是拉杆，18是下吊环，19是闷盖，20是轴承，21是密封圈，22是轴，23是底座。A为正面图，B为侧剖图。

4.芯筒图。10是进料斗，7是整流片，8是检测板。A为正面图，B为侧剖图。

5.吊耳图，焊接在芯筒的上部。A为正面图，B为侧面图，C为俯视图。

6.整流片图。A为正面图，B为侧视图。

7.垂直传感器图。24是支撑槽钢，25是联接板，26是直角连接板，27是压板。A为正面图，B为侧面图。

图2是本实用新型正面结构图，12为关节轴承。

图3是本实用新型俯视图，11为平板。

图4是放大器电路图。

图5是A／D转换电路图。

图6是本实用新型工作原理图。

图中相同符号为同一部件。

实施例：采用二个高精度双孔悬壁梁式传感器检测物料下落的重垂分力，采用另一个垂直传感器检测物料下落的水平分力，并将两个分力分别通过直流运算放大器（低漂移，线性好）进行放大成标准直流电压信号，变换成数字信号，送入计算机进行计算，计算机采用Z80A单板机，带串、并接口，配大型显码显示和小型打印机外设，采用工业控制机通用的STD总线模板式结构，在软件上有零点检查子程序和线性修改子程序，有效地克服了直流运算放大器的零点漂移和系统非线性误差造成测量误差，从而提高了系统的测量精度。芯筒5的高度采用800mm。

经理论分析和实际测定，物料的流量是与冲击在检测板上的力成正比的。设垂直分力为F1，水平分力为F2，合力为F，物料流量为Q。即：u1αF1，u2αF2，Qαf。

根据勾股定理F＝F＋F，计算机将输入的标准垂直分力信号和标准水平分力信号进行计算，求出与物料流量成正比的合力，即：Q＝KF

式中Q－－－－为物料流量t／n

F－－－－为物料冲击在检测板上的合力kg

K－－－－粘合系数。

k决定于物料自由下落的高h，检测板与水平方向的夹角θ，物料在检测板上的行程I，物料种类，当h，θ，I，物料种类一定的前提下，检测板上的合力是与物料流量成正比的。

通过实际测定K＝0.4769。

Claims (2)

1、一种用于测量自由下落的颗粒状物质的高精度动态电子秤，它是由机械部件和电控部份组成，其特征在于：

a.机械部件是由阻尼器1、壳体2、平衡器3、双孔悬臂梁式水平传感器4、芯筒5、吊耳6、整流片7、检测板8、垂直传感器9、进料斗10和平板11组成：

①阻尼器1是由拉杆31、调整轮32、调整套33、调整盘34、固定盘35和硅油箱36组成；

②平衡器3是由小套(连接阻尼器)28、角铁29和调整块30组成；

③双孔悬臂梁式水平传感器4是由吊耳6、轴承座13、固定螺丝14、外罩15、上吊环16、拉杆17、下吊环18、闷盖19、轴承20、密封圈21、轴22和底座23组成；

④芯筒5是由进料斗10、整流片7和检测板8组成；

⑤垂直传感器9是由支撑槽钢24、联接板25、直角连接板26和压板27组成。

双孔悬臂梁式水平传感器4(2个)安装在壳体2的两侧，用直角连接板和关节轴承与芯筒5上的吊耳6(2个)连接；垂直传感器9装于外壳体2的前侧中部，通过一钢丝绳与芯筒5下部连接；阻尼器1设在外壳体2下部；叁片整流片7分别装在芯筒5前侧壁上，一片在上，另一片在下，第三片按装在芯筒5的后侧壁中部，平衡器3在芯筒下部，用螺钉连接，芯筒5呈方筒形，无底，在进料斗10(方形)的下部，吊耳6焊接在芯筒上部两侧，吊耳6顶端通过正反扣螺栓连接于关节轴承上，关节轴承通过直角弯板连接水平传感器；检测板8为长方形，斜装在芯筒5下面；外壳体2上的叁个平板11呈平行，两个平板11分别为水平传感器的基面，另一个设于中间。

b.设计两个低漂移直流运算放大器，其零漂≤±10mv，非线性误差≤1‰，放大倍数等于1000；

c.采用Z80A单板机，带串、并接口；采用STD总线模板式电路结构；配大型显码显示和小型打印机。

2、根据权利要求1所述的高精度动态电子秤，其特征是芯筒5的高度以700～1000mm为宜。

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