专利名称：皮带秤物料速度检测和分段整体去皮方法
技术领域：
本发明涉及皮带秤的测速与去皮重，尤其是关于能直接检测物料速度而非皮带速率的测速方法同时还能实现分段整体去皮的新算法，属于动态称重计量技术领域。
(*循皮带秤行业的惯例，本发明申请文件中“测速” 一词兼有获取速度或者位移的含义，“测速传感器”则包括了速度传感器或位移传感器，仅在必要时再予区分。)
背景技术：
皮带秤是一种连续累计自动衡器，它的计量对象是输送中的散状物料，因此其计量结果不仅跟通过物料的瞬时重量有关，还跟物料通过的速度有关。然而在现有一切公知技术中存在一个误区，总把皮带秤输送带(俗称皮带)的行进速率当做物料的输送速度，而这两者并不相等，因此造成了计量误差。下面将对造成误差的原因作一简单分析当皮带秤的输送机运送线密度(即单位长度的重量)为q的均勻物料时，以速度 ν勻速运行了时间t，则在传送时间t内共运送的物料总重量W为
W = qvt(式 1)皮带秤上的托辊按其是否对称重传感器施力可分为两类(1)安装于称量台上的 mMMM, (2)直接由皮带输送机纵梁支撑的前者对传感器施力，而后者不施力。紧靠称量台前后的各一个输送托辊特称为Sm越。在物料未到达秤端托辊之前，称重传感器完全不受力；当物料越过秤端托辊后，料重由秤端托辊和位于靠皮带秤后部的第一个称重托辊共同承载，称重传感器受力由ο逐渐增大到料重ρ ；直至物料越过靠皮带秤最前部的一个称重托辊，称重传感器的受力又从ρ逐渐减小到o(参见图ι)。为了便于分析， 我们把它等效转化为称重传感器在介于首末称重托辊间距L1与前后秤端托辊间距L2的区段Lw内受到的力为P，而在Lw外的受力即为0，不再有一个逐渐变化的阶段。Lw被称作称量长度，有 Lw = 0.5(1^+1^)。
附注关于皮带秤“头尾”与“前后”的含义与辨别，请参见《衡器整机装配调试工(初级)》(中国劳动社会保障出版社2011年4月第一版，p. 114)，该教程称“通常，靠近物料进入处被称为输送机尾部，物料输离处被称为头部。进程皮带从尾部向头部运行，回程皮带由头部向尾部折返。习惯上，把靠近头部处称为前方，靠近尾部处称为后方。”因此，当对应于称量长度Lw上的物料重量为ρ时，式1可转化为 W = (p/Lw)vt(式 2)事实上，皮带上的物料一般是不均勻的，皮带的运行速度也是波动的，因此，皮带秤的一般工作原理可由下列数学式表达
权利要求
1. 一种皮带秤物料速度检测和分段整体去皮方法，包含(一)安装相关装置部件、 (二)工作前的调整、(三)测速、(四)去皮等步骤，其特征在于所述步骤(一)安装的相关装置部件包含(1)物料速度兼皮带位置检测器(含致敏元件与感应探头)、( 皮带行程检测器、(3)空皮带称重单元，其主要内容为1.1位于皮带秤首尾秤端托辊与该两托辊之间的进程皮带下方及附近区域，沿皮带运行方向在至少2处不同位置安装感应探头，每处各固定1个或多个感应探头，相邻位置的感应探头具有确定的间距，存储这些间距数据；1. 2将整圈皮带划分为多段，在各段皮带的交界处埋设1个或多个致敏元件作为标志物，记录皮带被划分的段数，皮带运行时，当任意一个探头上方有任意一个致敏元件越经时，都会感应而输出信号；1.3在回程皮带下或供料容器之后的进程皮带无料区段增设空皮带称重单元；1.4配置皮带行程检测器，其滚轮在运行皮带摩擦带动下输出反映皮带启停状态的信号，同时输出跟滚轮周长及转数相关的皮带行程信号，存储这些数据；所述步骤(二)的主要内容为2.1在各种载荷下运行皮带多圈，同时获取由物料速度兼皮带位置检测器测得的物料位移及由皮带行程检测器测得的皮带行程，对两种数据进行数理统计，求得对应比例系数k 作为经验修正系数预先存储于称重仪表；2.2校准空皮带称重单元使其与皮带秤基本称重单元对空载皮带的计量值大致相等， 皮带运行时空皮带称重单元对空载皮带称重并累加；所述步骤(三)的主要内容为3.1从皮带行程检测器测到皮带运行信号起至感应探头第一次测到致敏元件止，记录历经的时间，结合1. 4获得的皮带行程量算得皮带速率，该小段的物料速度由皮带速率直接替代或用对应比例系数k修正之；3. 2在检测到皮带运行信号的同时，若感应探头第一次测到致敏元件起又逐次检测到后续致敏元件时，记录致敏元件越经相邻感应探头上空的时间，结合1. 1测得的相邻感应探头间距，算得致敏元件处物料的运行速度；3.3若感应探头检测到某一致敏元件后一段时间原有皮带运行信号又消失了，记录皮带运行信号消失前至最后一次测到致敏元件所历经的时间，结合1. 4获得的皮带行程量算得皮带速率，该小段的物料速度由皮带速率直接替代或用对应比例系数k修正之；所述步骤(四)的主要内容为4.1预先测量的空皮带称重单元与基本称重单元之间的距离，结合3. 2算出标志物从空皮带称重单元运行至基本称重单元所需的时间，设定所扣皮重的滞后时间；4. 2当感应探头检测到致敏元件时，将所累计的空皮带重量从基本称重单元测得的毛重中一次性扣除，空皮带称重单元皮带行程检测器皮带行程检测器皮带行程检测器所称皮重归零并重新累加；4. 3当原有皮带运行信号消失时，即使感应探头没有检测到致敏元件，所累计的空皮带重量也将从基本称重单元测得的毛重中一次性扣除。
2.根据权利要求1所述皮带秤物料速度检测和分段整体去皮方法，其特征在于所述空皮带称重单元与基本称重单元之间有确定的距离，根据标志物的运行速度可算出其从空皮带称重单元运行至基本称重单元所需的时间，从而滞后扣除皮重以实现同步实时去皮。
3.根据权利要求1所述皮带秤物料速度检测和分段整体去皮方法，其特征在于在皮带秤正常工作时以物料速度兼皮带位置检测器用平动接近测速方式测得的物料速度比对皮带行程检测器用摩擦转动测速方式测得的皮带速率，求得对应比例系数予以备份，一旦出现故障自动调用备份数据。
全文摘要
本发明公开了一种皮带秤物料速度检测和分段整体去皮方法，实现本发明的装置包含物料速度兼皮带位置检测器(包含多个感应探头和多个致敏元件)、皮带行程检测器和空皮带称重单元。本发明的测速原理不同于现有技术，测速的对象是物料位移或物料速度，同皮带秤工作原理的数学表达式直接相符，走出了把皮带行程当做物料位移或把皮带速率当做物料速度的误区；本发明的去皮算法也与现有技术显著不同，不是扣除皮带线密度与通过的长度乘积，而是对于越过称量段的每一分段空皮带的整体重量一次性扣除，因而消除了因皮带长度变化以致去皮不准的后果；若增设空皮带称重单元并采用滞后扣除皮重的算法，还能实现测毛重与去皮同步，避免整条皮带线密度变化对称重的影响。
文档编号G01G11/00GK102322924SQ20111025430
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者盛伯湛 申请人:南京三埃工控股份有限公司