连续式计量技术的突破--差分减重(失重秤)

本文作者结合多年工作实践及对国内外动态称重计量的广泛深入研究，就连续式搅拌设备计量的精度如何提高做出分析，得出方法。

一． 连续式搅拌设备计量方法的现状

1．1传统使用的连续式计量方法

在如建材、粮油、矿山等散状物料计量或在线控制配料时，有很多种方法。比较典型的有：皮带秤类、冲板流量计类、核子秤类、圆盘给料秤类。这些计量形式各有特点，但是局限性很大，受设备机械变化影响大，精度不高，安装调校烦琐，维护量大。

皮带秤工艺介流程绍：

皮带秤将单位面积（称重段）上受到的负荷信号与变化速度（皮带转速）信号进行积分运算得出流量值，以此作为可控制的对象。

注： 通过控制拖拉式皮带转速，改变拖出的物料量，物料经给料溜槽的出料口整形后， 其厚度稳定均匀，无论皮带机转速大小，皮带上的负荷都是恒定的。 与其它给料方式相比， 该方式计量与控制精度效果较好。

注： 给料与称量功能分别在两条皮带上实现

1．2连续式计量方法在连续搅拌设备上使用现状

连续式搅拌设备包括：稳定土厂拌设备，水泥连续式搅拌设备，沥青连续式搅拌设备。就计量精度而言，目前，这些设备不能与间歇式相提并论。因此，连续式搅拌方法受不到广大用户的青睐，也是原因之一。科学分析可以说明，这两种计量方法决定的搅拌工艺都有其适用的场合，不能由于暂时的技术限制而影响连续式搅拌的应用。

目前，我国连续式搅拌设备均采用容积法或皮带秤/螺旋秤两类来计量，七十年代从欧洲引进开发连续搅拌工艺至今，一直如此，始终未有突破。事实上，这两种计量方法在欧洲使用能够作到高精度，例如德国申克（Schenck）的皮带配料秤，动态配料精度达到2%。而在中国却不行，原因在于受到我国机械制造及材料等基础工业的制约。目前我国用于公路行业的皮带秤计量精度一般只能达到5%左右，与容积计量相差无几，长期稳定性较差。

二． 连续称重的革命——差分减量（失重）秤

失重秤（英文Loss-in-weight）是九十年代开始应用于工业过程称重连续计量的。失重秤逐渐替代皮带秤、螺旋秤，甚至累加秤，作为一种全新的计量方法，逐渐应用到越来越多物料处理。

2．1 基本原理：

将秤量斗及给料机构作为整个秤体，通过仪表或上位机不停对秤体进行重量信号的采样，计算出重量在单位时间的变化比率作为瞬时流量，再通过各种软硬件的滤波技术处理，得出可以作为控制对象的“实际流量”。

这个流量的获取非常重要，是失重秤能否准确计量的基础。图中介绍的是一种经典的方法：

然后FC通过PID反馈算法，进行逼近目标流量的控制运算，输出调节信号去控制变频器等给料机控制器。

2.2差分减量秤（失重秤）在实际中的应用：

从原理上可以看出它不受秤体与给料机构的机械变化影响，它只是计算重量差值（差重），与传统动态计量手段相比，其优点是不言而喻的。

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