專利名稱:分段直讀式皮帶秤的制作方法
技術領域:
本實用新型屬于重量計量裝置,用于連續物料的稱重。
目前,皮帶秤是將測力傳感器安裝在支撐皮帶物料段的滾筒下,并裝有速度傳感器,傳感器的壓力和速度值通過儀表處理,顯示皮帶輸送物料的重量。這種皮帶秤的精度可以達到2%-0.2%。但是,現場使用中種種原因引起皮帶變形、跑偏、速度不穩,致使皮帶秤精度不穩,使用時間不長精度就大幅度下降,頻繁的校驗工作量大,造成許多用戶的皮帶秤成為一種擺式。
本實用新型的目的在于克服上述皮帶秤的缺陷,使皮帶秤的精密與皮帶無關,從而使皮帶秤的精度可以長時期穩定的保持。
本實用新型的技術方案是皮帶秤包括有皮帶,滾筒,支架,動力輸入軸,測力傳感器和單片機、精密放大器、A/D組成的微機控制系統,其特征在于測力傳感器安裝在皮帶支架地腳上,位移傳感器安裝在皮帶被動滾筒上,測力傳感器和位移傳感器與微機控制系統相連接。
物料連續地落入皮帶秤后又連續地離開皮帶秤,皮帶秤將連續物料分成段,段長為物料落入點到離開點,逐段稱重然后累加即得物料的總重量。這樣,稱重的精度只受傳感器、儀表的誤差,和儀表讀數時間間隔中從皮帶秤上滑過物料與段物料重量之比的影響,與皮帶的受力、松緊、跑偏等等均無關。現有的傳感器精度一般為萬分之二,儀表精度一般為二千分之一,滑過物料與段物料之比可以很容易實現1%和小于1%,因此,該皮帶秤的精度可在1%以上,最高可達0.2%,本實用新型的皮帶秤采用物料與皮帶輸送機構一起稱重,然后減去皮帶輸送機構重量的辦法避開了皮帶對稱重的影響,消除了現有皮帶秤精密不能持續穩定的最大因素,使得其精度能長期持久的保持。
此外,該皮帶秤還具有結構簡單的特點,它沒有其他的控制裝置,所用的皮帶及其支架甚至可以用車間里現成的,只需要在支架的地腳上裝上測力傳感器,在被動滾筒上裝上位移傳感器,然后將兩傳感器的信號輸入到含單片機的二次儀表里進行處理顯示即可。整個裝置簡單易行。
圖1,本實用新型的結構示意圖。其中,1皮帶,2主動滾筒,3動力輸入軸,4被動滾筒,5支架,6測力傳感器,7測距傳感器,8二次儀表,9物料落入點,10物料離開點。
圖2,二次儀表電原理框圖。
圖3,物料分段稱量示意圖。
圖4,本實用新型帶擋板的結構示意圖。其中,11曲柄驅動輪,12連桿,13擋板,14擋板滑框,15支架。
圖5,二次儀表電原理圖。
以下結合實施例及附圖對本實用新型做進一步的描述。
本實用新型實施例的皮帶秤如圖1所示。它由皮帶1,主動滾筒2,動力輸入軸3,被動滾筒4,支架5構成皮帶輸送機構,這些部分與現有的皮帶輸送機構完全相同,沒有特別的精度要求,在皮帶輸送機構與地接觸的地腳處(2處或者4處,或者更多)裝上測力傳感器6(選用精度為萬分之二),在被動滾筒4處裝上測距傳感器7(分辨率在0.1mm-10cm之間),測力傳感器的值送入模數轉換器、單片機、放大器組成的二次儀表8進行處理,二次儀表的精度選為二千之一。
本實用新型的電路如圖2、圖5所示。其電路組成如下1測力傳感器四個TB-3T型0.02%高精度控壓式傳感器;2放大器四個AD620儀用放大器和一個加法器OP-07組成;3模數轉換AD-574AKD,12位,轉換時間25微秒;4CPU8751單片機;5鍵盤8279,LS138及18個觸摸鍵組成;6LED8279,4514,MC2801,2901A及8個0.8英寸數碼管組成;7打印TP-40微型打印機;8位移傳感器ZBS-01軸環表,皮帶每位移1MM發出一個脈沖;9傳感器精密移壓電源LM399,OP-07組成;102764和6264為8751外部程序存貯器及數據存貯器擴展芯片;11輸入輸出接口8751的2、3、4腳通過2N35光電隔離接繼電器J1、J2、J3,控制皮帶、遮板、零點校正,15腳通過2N35接位移傳感器ZBS-01,輸入位移脈沖。
電路工作過程如下該皮帶秤一打開電源,皮帶秤的測重電路和位移電路即開始工作,該皮帶秤的物料重量用四個TB-3T傳感器取出信號,經四個AD-620運算放大器放大后從OP-07的2腳進入加法器疊加,然后經模數轉換器AD574將重量電壓值變成12位重量數值,供CPU8751讀取。
位移傳感器ZBS-01(軸環表)即處于工作狀態,即皮帶每移動一毫米就經電光偶合器2N35向CPU8751計數器15發出一個脈沖。
按“啟動”鍵,則8751的脈沖計數和測重程序開始工作,8751的2腳為高電位使繼電器J1閉合,開動皮帶。每當皮帶位移1MM,位移傳感器ZBS-01發出一個脈沖,經光電偶合器2N35的2腳、5腳送入8751的15腳進行計數。當計數脈沖等于段碼L時,立即在AD574的D0-D7分兩次讀取12位重量數值。將該值處理后存入外部數據存貯器6264,即保存該段物料的重量值,供計算總物量用。8751計數清零,重新讀取下一段碼的L值。反復重復上述過程,每個段碼重量求和即可得出過皮帶的物料重量。
8位顯示器可以顯示皮帶的L、當前皮帶上的重量及已通過的總物料重量。
秤重時,電動機的動力從動力輸入軸3輸入使皮帶1運動,物料落在皮帶1上向前運動,皮帶上的物料、皮帶輸送機構的重量均作用在測力傳感器6上被送入二次儀表,二次儀表從測距傳感器7中讀取物料行走距離,當最前的物料走到離開皮帶的距離時,二次儀表讀取測力傳感器6的數值進行計算,分離出僅屬于物料的數值,得出皮帶1上從落入點到離開點之間的物料重量。由于二次儀表讀測力傳感器6的值有一個時間間隔,該時間內在前的物料有一段已經離開,但后面又落下一段新物料,前后物料之差就是讀數時間內物料的絕對誤差,其精度最差為△L比L。一般來說,二次儀表的模數轉換時間在0.1mS-0.5S,皮帶的運行速度一般在0.5m/s-2m/s,選擇使△L在5cm-80cm的模數轉換時間與皮帶運行速度的組合;目前皮帶輸送機構的皮帶長一般在5-40m,如按此長度選用皮帶,則精度△L比L可以很容易的確定為優于1%,最好可達0.2%,甚至更高。
從上述描述可見,本皮帶秤在皮帶輸送機構中加入測距傳感器7是獨特新穎的,這樣只以產生少量物料誤差為代價就實現了物料連續流動不受影響的稱重,使皮帶秤在具有實用精度的條件下結構極為簡單,從而使其造價變低,安裝、維護都很方便。
從上述描述還可以知道,△L越小,L越大,則精度越高,也就是說二次儀表讀數時間越快,皮帶速度越慢,皮帶長度越長,則精度越高。為了獲0.2%以上的精度,還可以采用圖4所示的消除△L的結構。
見圖4。在圖4中,皮帶秤的物料落入點安裝了一個擋板機構,它使物料在落入皮帶秤的空中被周期性的擋住一會兒,在物料被擋的時間皮帶秤上既沒有物料離開皮帶秤,也沒有新的物料落入,從而完全消除△L帶來的誤差,此時皮帶秤的精度只取決于測力傳感器(萬分之二)和二次儀表(二千分之一),所以可得到優于0.2%的稱重精度。
擋板機構由支架15,曲柄驅動輪11,連桿12,擋板13,擋板滑框14組成。曲柄驅動輪11受微機的控制,定時驅動擋板13,使其在滑框14中前后換位。擋板在物料落入線后時,物料不受阻擋直接落入皮帶秤,當擋板被推入物料落入線下時,下落物料在空中被擋板接住,然后順板面下滑,大約0.2-1秒鐘后才會落入皮帶秤,皮帶1上物料前有一段空帶后有一段空帶,此時從測力傳感器6上讀出物料、皮帶輸送裝置的合重,再經二次儀表分出物料之重。此種稱重方法讀數時沒有物料從皮帶秤上滑過,因而沒有△L帶來的誤差,皮帶稱的精度完全取決于測力傳感器和二次儀表的精度,可以做得優于0.2%,精度同樣可以長時期的保持。
權利要求1.分段直讀式皮帶秤,它有皮帶,滾筒,支架,動力輸入軸,測力傳感器和單片機、精密放大器、A/D組成的微機控制系統,其特征在于測力傳感器安裝在皮帶支架地腳上,位移傳感器安裝在皮帶被動滾筒上,測力傳感器和位移傳感器與微機控制系統相連接。
2.如權利要求1的所述的皮帶秤,其特征在于還有一個由擋板、擋板滑框、連桿、曲柄驅動輪和支架組成的物料間歇阻斷機構,該機構受微機的控制。
3.如權利要求1、2所述的皮帶秤,其特征在于測距傳感器的分辨率為0.1mm-10cm之間。
專利摘要分段直讀式皮帶秤,它包括皮帶、滾筒,支架,動力輸入軸,測力傳感器和單片機,精密放大器、A/D組成的微機控制系統,其特征在于測力傳感器安裝有皮帶支架地腳上,位移傳感器安裝在皮帶被動滾筒上,測力傳感器和位移傳感器與微機控制系統相連接。稱重時,物料流動不受影響,皮帶秤1%—0.2%的精度可以長時期穩定的保持。
文檔編號G01G11/00GK2196777SQ9421302
公開日1995年5月10日 申請日期1994年5月25日 優先權日1994年5月25日
發明者張曉文, 張青云, 張曉峰 申請人:張曉文