1、帶式輸送機動態(tài)稱重方法研究文獻綜述姓名：周天擇班級：機電15級學(xué)號：1507210650一、前言近代以來，國外研究機構(gòu)做了大量的工作來提高物料的精確稱重，其研究方向主要集中在對承載器結(jié)構(gòu)的分析、校驗方法的改善和傳感器精度的提高上，而很少從輸送帶本身力學(xué)變化對稱重精度的影響進行研究。當(dāng)輸送帶上的物料出現(xiàn)大小不均勻和分布不均勻的情況時，輸送帶會產(chǎn)生凹凸不平的情況，使輸送帶受力不均勻，引起輸送帶內(nèi)部的張力的變化，同時也會引起運行阻力的變化，從而影響其稱重精度。所以從帶式輸送機的稱重原理入手，對稱重原理、稱重的檢測方法就變得尤為重要。動態(tài)稱重技術(shù)是我國較為新興的一項技術(shù)，動態(tài)稱重比靜態(tài)稱重復(fù)雜的多，靜

2、態(tài)稱重輸入值恒定、干擾小、信噪比大、干擾信號易于處理；而動搖稱重對于不同設(shè)備、不同設(shè)備、不同測試對象產(chǎn)生信號形式、噪聲干擾大小、方式均不同。近幾年我國稱重儀表行業(yè)十分迅猛，但目前普遍應(yīng)用的動態(tài)稱重技術(shù)在很大程度上仍局限于機械衡器的設(shè)計理念，秤體的形式仍采用秤體平臺跨接在稱重傳感器之上，被稱重物的重量經(jīng)過秤體結(jié)構(gòu)再傳遞到傳感器上的橋式結(jié)構(gòu)。這就要求我們要不斷找到新的方法來進行動態(tài)稱重測量的改進。二、正文從16世紀(jì)起，就有涉及衡器問題的科學(xué)文獻流傳于世了。在意大利除了伽利略，還出現(xiàn)了貝內(nèi)戴托等，他們相繼發(fā)表了有關(guān)衡器的論文，正是他們的研究促進了稱量技術(shù)的發(fā)展。到了近代，隨著第二次世界大戰(zhàn)后的經(jīng)濟繁

3、榮，為了把衡器引入生產(chǎn)工藝過程中去，對衡器提出了新的要求，希望稱重過程自動化，為此電子技術(shù)不斷的滲入衡器制造業(yè)中。本世紀(jì)60年代，電子皮帶秤進入了我國，并于70年代末開始研制。相對于歐美國家，我國對于皮帶秤的研究和制造起步都比較晚。經(jīng)過30多年的不斷改進與完善，電子皮帶秤新的種類、新的結(jié)構(gòu)層出不窮，特別是微電子技術(shù)的發(fā)展，為皮帶秤稱重技術(shù)注入了活力，使電子稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對快速稱重和動態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。但就總體而言，我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進、工藝

4、設(shè)備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。隨著我國帶式運輸機動態(tài)測量的發(fā)展，在冶金、交通方面已經(jīng)變得舉足輕重，下面由自動在線測量、動態(tài)測量、模型化測量、數(shù)字化測量等四個方面的成果分別介紹動態(tài)稱重技術(shù)的現(xiàn)狀：1,自動在線測量在生產(chǎn)過程中需要快速而簡單地在線采集和校驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的抽查方式已不再適用，有逐漸被在線檢測取而代之的趨勢。七十年代末計算機引入稱重計量儀表，給稱重技術(shù)的發(fā)展注入了活力。當(dāng)前，用于在線測量的自動秤主要是為了進行重量控制、統(tǒng)計分析與處理。稱重計量儀表與計算機相聯(lián)后可以編制出使用者想要的書面報告，例如實時計數(shù)的直方圖、重量的累積值、運

5、行的平均值、相關(guān)的參數(shù)報告、統(tǒng)計報告等。因此，使用者可以在遠離測量和生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量控制室里，通過遙控面板來改變參數(shù)和實時測量監(jiān)控。用于重量在線測量的自動秤主要由以下五種：重力式裝料自動秤、檢重自動秤、連續(xù)累計自動秤、非連續(xù)累計自動秤、自動軌道衡。重力式裝料自動秤是通過自動稱量程序，把物料分成預(yù)定的、重量恒定的散狀物品(載荷)裝入容器的自動秤，通常包括選擇組合秤、多斗組合秤及減量裝料秤三種。它們主要由一個或多個自動給料器或者與一個或多個稱量單元相關(guān)的裝置，以及適當(dāng)?shù)目刂蒲b置與卸料裝置組成。檢重自動秤是對預(yù)包裝的分離載荷進行稱量或?qū)Ψ前b物的載荷進行分類的自動秤，國外直接成為抓料自動秤。其中X(z

6、)級秤用于按照OIML第87號國際建議對包裝品凈含量的稱量；Y(y)級秤用于按照重量對物品進行分類(例如檢驗秤、分選秤)，也可以用于按重量對物品進行分類，也可以用于按重量對蛋哥物品進行計價打上標(biāo)簽。連續(xù)累計自動秤是安裝在皮帶輸送機的適當(dāng)位置上，對散狀物料進行連續(xù)、累計稱量的自動秤，簡稱皮帶秤。非連續(xù)累計自動秤是把一批散料分成若干份分離的、不連續(xù)的載荷，按預(yù)定程序依次稱量沒一份載荷后分別進行累計，以求得該批物料總量的自動秤，簡稱累計料斗秤。自動軌道衡是在鐵路線上稱量運行中貨車重量的一種自動秤。其稱量臺面有足夠的工作長度，以保證列車通過臺面時有足夠的時間進行有效地采樣。按其計量方式可分為軸計量、轉(zhuǎn)

7、向架計量以及整車計量三種。2.動態(tài)測量在帶送物料流計量的研究中，動態(tài)計量是未來的發(fā)展趨勢。與靜態(tài)計量比，動態(tài)計量的主要優(yōu)點是可以不讓物料流停止或者中斷就能對物料進行連續(xù)自動計量，這種計量方法效率非常高。為了進行快速、連續(xù)、準(zhǔn)確的測量，求得被測量的穩(wěn)態(tài)示值，就要求對稱重測力傳感器、信號調(diào)理、處理、顯示、記錄及由此而組成的動態(tài)稱重測力系統(tǒng)進行正確的描述和分析，還要求削減動態(tài)測量的不確定度、提高動態(tài)響應(yīng)速度、解除多分量間的耦合，進行動態(tài)補償。比如對動態(tài)吊秤，有人提出為削弱縱向擺動所致的低頻干擾，可進行橋式動態(tài)補償和閥值動態(tài)補償；為削弱橫向擺動所致的低頻干擾，可進行三點式補償?shù)?。又如為提高測力傳感器的

8、動態(tài)品質(zhì)，可先按主分量通道的特性要求設(shè)計動態(tài)補償器，再按多分量解耦要求設(shè)計解耦環(huán)節(jié)，以便既能快速跟蹤輸入信號，提高動態(tài)響應(yīng)速度，又能去除耦合信號，提高測量準(zhǔn)確度。目前常用的散狀固體物料計量檢測方法有三種；一是利用重力原理的重力式皮帶秤和溜槽秤進行計量；二是利用碰撞原理的沖板秤進行計量；三是利用輻射吸收法的核子皮帶秤進行計量。重力式電子皮帶秤的連續(xù)測量首先得到計量段的物料重力和相應(yīng)的輸送帶速度（或位移），然后把二者相乘后進行積分或累加得出物料流的累計重量。重力式皮帶秤計量與其他動態(tài)計量方法相比有較高的精度。其計量精度不受物料的密度、粒度和載荷分布不均勻等因素的影響，因此，適用于大多數(shù)情況下帶送物

9、料流的動態(tài)計量，也是現(xiàn)今使用范圍最廣的一種電子皮帶秤。沖板秤的工作原理是物料從一定高度自由落下，沖擊斜置的檢測板，檢測板的受力與物料的瞬時重量流量秤一定的比例關(guān)系，通過測取此力可確定物料的流量，積分或累加的物料累計重量。沖板秤的計量精度受物料粒度、濕度以及物料與檢測板的碰撞特性等因素的影響較大。核子皮帶秤出現(xiàn)在上個世紀(jì)七十年代，其原理是通過檢測T射線在穿透物料時被吸收的量來測定物料流在被檢查截面的質(zhì)量，再乘以相應(yīng)的輸送帶速度后進行積分或累加運算得到物料流的累計質(zhì)量。核子皮帶秤的計量精度受物料的成分、粒度和環(huán)境濕度等因素的影響較大。不論是哪種類型的皮帶秤，穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)能力都是最重要的，特別是

10、在現(xiàn)今模塊化、功能化的時代。如果稱重系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)環(huán)境的能力不強，就很難保證其工作過程中的可靠性，甚至使系統(tǒng)不能正常工作。綜上所述，由于重力式電子皮帶秤受到自身和外界因素影響最小，因此在實際生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。3,模型化測量稱重測力儀器作為一種常用的計量測試設(shè)備，可以認(rèn)為近百年來經(jīng)歷了4個階段：首先是半個多世紀(jì)的機械式的模擬一起時代，接著是機電式的電氣儀器和電子儀器時代，然后與七十年代末跨入近期的數(shù)字式儀器和微機化儀器時代，隨之而來的便是九十年代開始進入模型化測量儀器的新時代。這是因為人們不僅要求得到測量結(jié)果，還要求對測量結(jié)果進行綜合評價，即對被測的重量和力值進行狀態(tài)估計，診斷或趨勢分析。

11、人們實際面對的常常是需要實時測量的、多變量的動態(tài)過程或系統(tǒng)。所以，僅僅采用傳統(tǒng)的測量方法及數(shù)值化處理手段是不夠的，而需要借助于模型建立和參數(shù)估計，以實現(xiàn)智能化測量。事實上，利用數(shù)學(xué)模型或模型化測量的稱重測力方法是很有前途的。它把測量視為一個過程，把計量儀器視為一個系統(tǒng)。根據(jù)事先掌握的信息即先驗知識，以及實驗獲得的數(shù)據(jù)即后驗知識，利用系統(tǒng)辨識來建立計量儀器的數(shù)學(xué)模型，并通過相應(yīng)的算法來處理數(shù)據(jù)和全面地描述儀器，從而對其性能進行狀態(tài)估計，或通過軟件來改善計量儀器的硬件環(huán)境。4.數(shù)字化測量為了適應(yīng)動態(tài)測量的需要，在動態(tài)稱重測力系統(tǒng)中，作為系統(tǒng)輸入端的傳感器至關(guān)重要。特別是在需要智能化的場合，傳感器的

12、直接或間接數(shù)字化已必不可少，此時測量不確定度和測量速度往往是一對矛盾，兩者很難兼得，而須根據(jù)實際情況作折中選擇。在稱重測力領(lǐng)域，我國目前大量生產(chǎn)和應(yīng)用的都是傳統(tǒng)的模擬式傳感器。而模擬信號的輸出較小，人們也一直在為改善模擬式稱重測力傳感器性能所需的各種補償而耗時耗力，數(shù)字補償技術(shù)則為此提供了新的解決途徑。在使用多個傳感器并聯(lián)的容器稱重系統(tǒng)、平合稱重系統(tǒng)或秤橋中，利用數(shù)字系統(tǒng)可實現(xiàn)自動校準(zhǔn)，不必一次次的反復(fù)調(diào)整，即診斷程序會連續(xù)地檢查各傳感器信號是否中斷、輸出是否明顯超出范圍等。若有問題，在儀表或控制器面板上會自動顯示或報警，用戶利用面板傷的鍵即可尋找各個傳感器，獨立地確定問題原因并進行故障排除。這種直覺診斷和故障排除能力，對用戶顯然是一種重要優(yōu)點，而在模擬傳感器系統(tǒng)中則是很難以低成本實現(xiàn)的。綜上所述，每一種測量方式都有各自的優(yōu)點和缺點，要根據(jù)現(xiàn)場實際的情況、計量精度、成本核算等因素進行綜合考慮。而近年來隨著微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國稱重技術(shù)方法的主要發(fā)展趨勢為：小型化、模塊化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。即不斷的加強基礎(chǔ)研究并擴大應(yīng)用，擴展新技術(shù)領(lǐng)域，向相鄰學(xué)科和行業(yè)