电子胶带秤可以连续测量带式输送机所传送的固体散装物料的瞬时输送量,并可显示某段时间内输送机所通过的物料总质量。它广泛用于测量选煤厂原煤入选量和出厂精煤量,可将对应于瞬时输送量的电信号输送给自动调节装置。
电子胶带秤由秤架、测重传感器、测速传感器和二次仪表等组成。其工作原理示意如图5-59所示。
图5-60所示为秤架结构示意,称量托辊固定在秤架上,它所承受的物料质量通过不锈钢拉条传递给测重传感器;平衡重锤在静态无负载时用来平衡输送带以及称量托辊及秤架的质量。
图5-59 电子胶带秤的工作原理示意
1—测重传感器;2—测速传感器;3—f-I转换器;4—放大器;5—累积计数器;6—瞬时值指标
图5-60 秤架示意
1—测重传感器;2—不锈钢拉条;3—称量托辊;4—平衡重锤
测重传感器利用电阻应变测量原理示意如图5-61所示。带式输送机有效称量段L上的物料质量G通过秤架作用在测重传感器应变梁的自由端,使应变梁发生弹性弯曲变形。在应变梁上、下两面分别贴有两片电阻应变片[图5-61(a)],4片电阻应变片的阻值均为R。用这4片电阻应变片组成等臂电桥,电桥的电源由测速传感器经f-I转换器供给。当应变梁不受力时,电桥平衡,输出电压为零。当应变梁自由端受压弯曲时,其上部电阻应变片被拉伸,电阻值增大ΔR;而下部电阻应变片受压缩,电阻减小ΔR,此时电桥失去平衡,由此有输出电压ΔU输出[图5-61(b)],有
图5-61 测重传感器利用电阻应变测量原理示意
(a)测重传感器;(b)电桥电路
ΔU值与应变梁的应变量成正比,即与应变梁受力G的大小成正比,ΔR=K1G。电流I由测速传感器经f-I转换而来,所以电流I和带式输送机速度v成正比,I=K2v。把ΔR和I带入ΔU=IΔR,并且当带式输送机速度v为常数时,得到:
即电桥输出电压ΔU与电子胶带秤在单位时间输送物料质量G成正比。(www.daowen.com)
测速传感器一般都采用磁电式变换器,工作原理示意如图5-62所示,它由带齿的定子和转子、滚轮和电磁线圈等组成。滚轮放在带式输送机的下输送带上面,输送带运动带动滚轮转动,滚轮通过轴带动转子转动。当定子和转子凸齿相对时,磁路磁阻增大,磁通减小。随着转子的转动,磁通周期性地变化,在线圈中感应出脉动电势,其频率为
图5-62 测速传感器的工作原理示意
1—滚轮;2—转子;3—定子;4—磁钢;5—线圈;6—轴
式中,π——齿数;
D——滚轮直径;
v——带式输送机速度。
当D和n一定时,频率f和v成正比。将此具有一定脉冲电压的频率信号经f-I转换器转换成电流后送往测速传感器。
电桥输出电压ΔU的大小代表单位时间通过带式输送机物料的质量G。但此电压太小,所以要经放大器放大,然后经过电压频率转换器把电压ΔU转换成具有一定频率的脉冲信号,其频率的大小与ΔU成正比,即与G成正比。把此频率信号送往计数器,可显示出带式输送机的瞬时输送量。把频率信号通过积分单元送往计数器,就可以测量出带式输送机在一段时间内运送物料的总质量。
目前,在电子胶带秤产品中大部分已采用微处理机进行信号处理,其具有精度高、稳定性好、功能完善、使用方便等特点。
带有微处理机的电子胶带秤的工作原理示意如图5-63所示。图中,荷重传感器输出的毫伏电压信号先用前置放大器线性放大,再经电压-频率(U-f)转换器变成频率信号,该信号通过光电耦合器进入计数定时器CTC。速度传感器将输送带运动速度转换成电脉冲频率信号,经整形后通过光电耦合器进入计数定时器CTC。采用光电耦合器的目的是电气隔离并提高信号的抗干扰能力。
计数定时器CTC具有定时和计数功能,是微处理机与外部进行匹配连接的一种可编程接口芯片。微处理机每隔一段时间采样一次,并对质量信号和速度信号进行运算处理。运算结果经数据总线送到显示器进行显示,或通过PIO接口控制打印机和D/A转换器。由D/A转换器输出一个4~20 mA的直流电流信号,以供控制系统或上一级计算机使用。
图5-63 带有微处理机的电子胶带秤的工作原理示意
1—荷重传感器;2—速度传感器;3—前置放大器;4—U-f转换器;5—光电耦合器;6—计数定时器;7—整形;8—ROM;9—RAM;10—CPU;11—时钟;12—键盘接口及自动复位电路;13—D/A转换器;14—PIO接口;15—打印控制;16—打印机;17—LED显示、电磁计数器累计显示
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