0引言

在各种类别的称量设备中，用户反映用得最不好的常常是皮带秤，很少听到汽车衡、轨道衡、料斗秤这些用量较大的设备达不到使用要求甚至停用的说法。究其原因，用的较好的称量设备中大部分是静态称重设备，达到使用要求相对要简单一些，且这些设备往往自成体系，与其他工简单一些，且这些设备往往自成体系，与其他工艺设备关联较少。而皮带秤通常要安装在皮带输送机上，同时还与给料机等工艺设备相关联，不像汽车衡是一台独立供货的设备，因而受工艺设备的牵连较多;另外一部分称重设备的价位较高，厂家服务到位，从土建施工、设备安装、调试到检定通过，一包到底，皮带秤厂家却很难达到这样的服务深度，因此皮带秤常常达不到使用要求甚至停用。基于此，本文列举了皮带秤应用中的常见问题并进行分析，对使用过程中用户需关注的要点和正确做法给出建议。

1皮带秤用不好最常见问题

无论皮带秤的品牌多响亮，皮带秤秤架的结构多复杂，只要以下所列问题中的一个确实存在，那么皮带秤想用好就很难，如皮带秤参数设置不准确、秤架准直性未校准、皮带张力过大或过小、安装位置未精心选择、皮带输送机状况差、未配用测速传感器、共振效应、皮带速度太快、称重传感器信号太弱、不能经常进行秤的校准或校准方法不合适等等。对于缺少经验的皮带秤用户，经常会因疏忽造成这些问题，笔者根据几十年的实践经验，列出10个最常见的问题，并引用资料对其造成的影响进行分析，尽可能地量化影响量，并给出相应的改进建议。

2皮带秤用不好常见问题分析

2．1参数设置不准确

在计算机科学中有一句谚语———garbagein，garbageout(无用输入，无用输出)，意味着输出的质量取决于输入的质量。累积器(二次仪表)是皮带秤的计算机，如果输入的信息不准确，其产生的每一项测量都不会准确。因此，在皮带秤累积器开始工作之前，需要向累积器输入关键参数，如工程单位制、托辊间距、皮带长度、称重传感器个数及量程、速度传感器的滚轮直径、用于校准的砝码质量、最大瞬时流量等等。如果托辊间距输入偏差5%或速度传感器的滚轮直径输入偏差5%，对准确度的影响都是5%，虽然经过校准可以弥补这一类输入数据的偏差，但当进行砝码、滚链校准时，这些输入偏差都会影响校准结果，所以必须仔细核实所应输入的参数，确保其正确无误。

2．2秤架准直性不好

秤架上的称量托辊安装位置太高或太低，是准确度降低最常见和最重要的原因。秤架准直性要求秤架上的称量托辊与秤架外相邻的几组托辊不存在高差，安装时用三根或六根钢丝固定在托辊上方，并用垫片的方法使秤架上的称量托辊与秤架外相邻的几组托辊的对应点成一条直线。这些对应点有几组托辊的对应点成一条直线。这些对应点有时被称为甜蜜点(sweetspot)，它们必须准直［1］。如果一个称重托辊相对于其他托辊安装得太低，张紧的皮带可能不接触这个称量托辊，而皮带上物料的重量不足以将皮带压到称重托辊上使之受力，此时皮带以跨越的方式形成“桥梁”;如果一个称重托辊相对于其他托辊安装得太高，相当大的向下作用力可能附加到称重托辊上。一般准确度的皮带秤准直性的偏差应该在一般准确度的皮带秤准直性的偏差应该在±0．8mm以内，这几乎是肉眼能分辨的极限，而高准确度的皮带秤准直性的偏差应该在±0．4mm以内。如果准直性做得不好，1．5mm的准直性误差就可能使准确度和重复性降低3%，3mm的准直性误差影响可能高达10%，6mm的准直性误差影响可能高达30%［2］。因此，虽然做到精确的准直是一个艰难的过程，但在安装时也还是要尽可能做得更准确。

2．3皮带张力过大或过小

秤架处皮带张力过大或过小，是托辊准直性之后准确度降低的第2个重要原因。如果秤架处皮带张力合适，则皮带与槽形托辊的槽形轨迹紧密贴合;如果秤架处皮带张力过大，则皮带中心处远离槽形托辊的槽形轨迹，仅大，则皮带中心处远离槽形托辊的槽形轨迹，仅在槽形托辊的两侧有接触点或完全没有接触;如果张力太小，则运行的皮带处于松弛状态，物料就会在越过称量托辊时形成“驼峰”，这会使得物料回落移动，造成重复计量。理想的皮带张力使托辊之间垂度为2%。若皮带垂度小于1%，则精度和重复性变化高达10%;若皮带垂度在2．5%以上，则影响可达2%;若皮带垂度在5%以上，则问题可能变得很严重［2］。

即使在运行之初张力设置正确，但温度波动、重力张紧装置失效、输送物料性质和数量的变化等因素也还是可能导致皮带张力过大或过小。因此应用中应重新调整好重力张紧装置，使之正常工作。

2．4皮带秤安装位置不合适

皮带秤安装位置不合适是准确度降低的另一个主要原因，确保皮带秤安装在理想位置是保证皮带秤最佳性能的关键。电子皮带秤应该安装在皮带输送机的平直部分，倾角为0°的水平型皮带输送机和固定倾角的倾斜型皮带输送机各段均为平直段，所以这一要求不难达到。但在生产现场，还有多种曲线型皮带输送机，怎样在这类皮带输送机上选择平直部分安装皮带秤就非常重要了。过大的倾角也不利于称重，如果因倾角大造成球形或颗粒状的物料在皮带上滚动下滑，对准确度的影响就非常大，甚至不可预测。采用花纹皮带可以增加物料摩擦，减少甚至消除物料的滚8~100m动下滑。

在选择皮带秤的位置时，振动是另一个需要考虑的关键问题，应该尽量远离强振动源，如磨机、振动筛、破碎机。振动造成的振幅如果肉眼就能明显观察到，则会导致称重传感器上下移动，造成错误输出高达2%;如果观察不到明显振动，一般不需要担心，但在安装秤架位置处增加动，一般不需要担心，但在安装秤架位置处增加支撑件以减小振动的影响很有必要［2］。

2．5输送机质量差

输送机质量差或状况不好都将造成准确度的较大误差，例如:设计不当、部件老化将导致机架不能充分支撑物料的重量，并导致输送机扭曲，这可能意味着精度和可重复性降低达20%;托辊磨损或旋转不灵活，将导致皮带振动，这意味着测量误差高达10%［2］;张紧装置不能对皮带因负载或温度的变化进行补偿;皮带拼接不良、有孔洞或撕裂，将导致物料泄漏;输送机托辊未能采用适合称重的平托辊或槽形托辊，而采用V型托辊、悬链托辊、钢丝绳托辊;皮带未能使用适合称重的柔性薄皮带，而采用的是加厚甚至是钢丝绳芯皮带，这些皮带刚性过强，垂度不够，不能柔性地贴合称量托辊并传递物料的重力。

2．6未使用速度传感器

累积器在进行输送物料瞬时流量Q运算时要对质量信号q和速度信号v进行乘法计算，计算公式如下:Q=3．6qv由计算公式可知，速度信号与质量信号同等重要，需要同样的关注。一些用户认为其输送机是以恒速运行的，因此不需要速度传感器。遗憾的是，实际上没有一台输送机真正恒速运行，其速度总有一些变化，例如随电源频率及电压、随输送物料的多少而变化。若不使用速度传感器，就没有可能对速度的变化进行补偿，其造成的准确度误差为0．2%～1%，特殊情况下可能还要大一点［5］。

2．7皮带速度太快和物料负荷太低

如果皮带速度太快，皮带上的物料移动就非常快，它会在输送机上“弹跳”起来，重量采样时“弹跳”起来的物料可能采集不到;当“弹跳”起来的物料降落时，又会产生紊流效应，这也会影响测量时的准确度。带速大于6m/s时可以产生准确度1%～5%的误差［2］，这样高的带速只有在超过10000t/h输送量时出现，它往往有高精度的要求，所以这可能是需要考虑的问题。同样，在秤架上被称重的物料应该有足够长的通过时间。称重传感器本质上是弹簧，需要有足够的改变力使弹簧变形并稳定下来，这样在物料离开称量区域之前才能准确采集和传送重量值。如果物料在秤架上移动过快，响应时间过短，则皮带秤秤架没有有充分的响应时间，这样物料无法被准确称重。物料在秤架上的通过时间还与秤架的结构物料在秤架上的通过时间还与秤架的结构和长度有关，当通过时间不小于1．0s时，目前使用的绝大多数皮带秤秤架的响应时间能满足要求;当通过时间为0．7～1s时，柔性连接的杠杆式皮带秤秤架或整体悬浮式多托辊电子皮带秤秤架的响应时间能满足要求;当通过时间为0．4～0．7s时，直接承重式单托辊皮带秤秤架的响应时间能满足要求;当通过时间小于0．4s时，最好采用增加秤架上称量托辊组数以加大通过时间的方法，如采用多个直接承重式串联组合式皮带秤，其秤架的响应时间才能满足要求［6－7］。

2．8共振效应

共振是指机械系统所受激励的频率与该系统固有频率相接近时，系统振幅显著增大的现象。如果秤架系统产生共振，则整个系统可能会变得不稳定。对于皮带秤，如果施加在称重托辊上的力所产生的振荡频率与秤架的称重传感器的固有频率接近，就有可能产生共振效应。当施加在称重托辊上的力所产生的振荡频率与秤架的称重传感器固有频率的动态频率比值为0．2或更低时，影响微乎其微;动态频率比值为0．3或更高时，共振问题有可能出现，对准确度的影响可达10%;动态频率比值为1时，就像桥塌了一样，称重传感器就会出现故障［2］。共振效应很少发生，而一旦发生则需要专业团队来现场进行测试，做复杂的数学分析，并找出干预办法，将动态频率比值降到0．2或更低。

2．9称重传感器信号太弱

皮带秤的称重传感器送到累积器的信号应该具有较高的分辨率，使后续运算能得到较高的运算准确度。由于直接承重式秤架越来越普及，秤架的皮重信号(如托辊重量、皮带重量、连接件重量等)占比较大，因此如果称重传感器输出信号中与物料重量相关的部分太弱，将对皮带秤的准确度影响较大。当称重传感器输出信号中与物料重量相关的信号变化范围小于2mV时，对准确度和重复性可能有1%～5%的影响;当信号变化范围为2～3mV时，对准确度和重复性可能有0．5%～2%的影响。通常信号变化范围应大于3mV(使用2mV/V型称重传感器)［2］。指导方针是整个称重传感器量程中至少应该有20%～30%的容量用于皮带上物料重量的检测。

2．10校准问题

皮带秤是动态称重设备，各种因素都可能对准确度产生影响，如物料在秤架上的堆积、皮带张力变化、托辊表面黏结物料、环境温度过高过低等等，都可能使校准好的皮带秤的零点、满值发生变化，所以需要以一定的频度进行校准。对一台高精度的皮带秤，校准频度可以一天一次，以确保准确性、重复性和线性度;对大多数皮带秤，一周一次就足够了;有些对称重精度要求不高的现场，一个月或更长时间校准一次也可以接受。关键是要有足够的校准记录并构建了清晰的预测模式，以证明用户所选择的频度能满足使用要求。校准方法也是重要的考虑因素，用户需要确保为特定应用选择正确的解决方案。用累计器本身带的精密电阻进行电子校准可省去砝码、滚链等设施，但只有在期望的准确度为2%～5%的情况下，才可以接受;砝码校准简单易行，但期望的准确度只有1%～5%;滚链设施较为复杂，期望的准确度可以达到0．5%～2%;循环链码结构最复杂，期望的准确度可以达到0．5%～1%。只有用实际的物料进行检定才是保证秤达到最高精度的方法［5］。在一些没有条件进行物料试验的现场，抛砝码、丢砂袋、刮皮带等方法也是可以采用的。

3结束语

对用户来说，在皮带秤的使用中，首先要选用具有雄厚实力厂家的品牌产品，然后在安装、调试、使用、维护过程中做好本文所列举的10项工作，可以确保皮带秤在现场得到较好的应用。

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