CN112113651A - 一种皮带秤校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种皮带秤校准装置，其特征在于，所述校准装置包括仪表箱、调速电机、链码、链码带动链条、高速摄像机、以及校准装置支承架，所述链码和高速摄像机固定在链码带动链条上，所述校准装置设置在校准装置支撑架上。该方案由于速度完全一致，所以不需要砝码计数传感器计算由于速度差引起的砝码量差值，加于皮带秤上的重量始终都是一段均匀链码，带动链条上不需要测速传感器，带动链条以光学方式跟踪皮带秤皮带速度，准确可靠。

Description

一种皮带秤校准装置

技术领域

本发明涉及一种校准装置，具体涉及一种皮带秤校准装置，属于机械结构技术领域。

背景技术

当前皮带秤主要形式为电子皮带秤，最好的校准方式就是实物校准，国家检定规程也把实物校准作为唯一认可的校准方式，其它校准方式只能作为补充。其它校准方式都可以统称为模拟校准，比如挂码校准，链码校准，电子校准等等，它们都是用一个已知物理量模拟实物压载皮带秤后产生的物理量来进行校准，测试的标准值是用公式计算出的理论值。在模拟过程中有很多干扰因素无法或者很难排除，因此在实际工作中可以发现同一台皮带秤用不同的校准方式得到的数据与理论值差异很大，而且不同的秤差异程度也不相同，为我们判断模拟校准可能存在的误差大小带来极大的困难。由于现场条件不具备或者维护人员配置不足，绝大部分皮带秤无法实现实物校准，因此需要一种较好的校准方式来代替实物校准并实现更高的校准精度。

经检索有关皮带秤检定，标定，校准方面的专利，大部分方案的目标都在于提高校准效率，实现更方便的校准，实现远程校准皮带秤等方面，以提高准确度为目标的专利内空不多。本专利通过改进链码校准方式，更真实地模拟实物通过皮带秤的方式实现更精确地校准。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种皮带秤校准装置，链码校准时链码在皮带上的滚动会带来摩擦力，虽然摩擦力的方向为水平方向，该力会产生两个不良影响，一是对皮带秤的称重传感器有一定的影响，二是对皮带秤皮带表面张力有一定影响；此外摩擦力反过来对链码有一定的影响，在此影响下，链码在皮带秤皮带表面扭曲，歪斜，链码的单位重量发生变化，因此用公式计算出来的理论值因为变量——链码单位重量不准确而产生误差。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种种皮带秤校准装置，其特征在于，所述校准装置包括仪表箱、调速电机、链码、链码带动链条以及高速摄像机、校准装置支承架，所述链码和高速摄像机固定在链码带动链条上，所述校准装置设置在校准装置支撑架上。校准装置设置为皮带秤上，所述校准装置和皮带秤一起安装在输送皮带机支架上。

作为本发明的一种改进，所述校准装置的头部和尾部分别设置有辊筒，所述头部的辊筒轴与调速电机轴连接。

作为本发明的一种改进，所述高速摄像机的数量为2-4个，均匀的设置在链码带动链条4上，摄像机采集的信息传输至仪表箱1，仪表箱输出控制电流到调速电机，

作为本发明的一种改进，所述链码带动链条4采用橡胶支座，表面是梯形的凹凸面。类似于齿轮。链码刚好能卡在链码带动链条表面凹处，安装稳固。链码固定在链码带动链条的上半圈，链码的长度一定要大于链码带动链条的长度，使链码的下半部分在重力作用下脱离

链码带动链条，自然地压在皮带秤皮带上。

作为本发明的一种改进，所述仪表箱内设置有反馈器，反馈器负责分析图像，根据图像信息输出控制电流到调速电机。反馈器的功能包括图像简化，提取特征码，在后一幅图像找出同样的特征码，对比两幅图像的位置差，根据位置差调整输出电流。

作为本发明的一种改进，所述链码带动链条的下半圈与皮带秤运动方向一致。

皮带秤校准装置的校准方法，其特征在于，所述方法如下：链码套接在一段可循环运转的带动链上，带动链由调速电动驱动，高速摄像机安装在带动链上，高速摄像机采集的信息传输至反馈器，反馈器输出控制电流到调速电机。带动链的下半圈与皮带秤皮带运行方向一致，装在带动链上的摄像头只有在带动链转到下半圈时才能起到跟踪作用，因此为了提高跟踪效果，建议在带动链上均匀地布置2到3个摄像头。摄像头轮流工作，保证校准装置可以全程跟踪皮带速度。

皮带秤校准装置开启后，其链码下半部分运行方向与皮带运行方向一致，但是速度可能不一样，通过高速摄像机和反馈器计算速度差值，然后控制调速电机最终使同步装置输送带下表面线速度与皮带秤皮带上表面线速度完全一致；

速度调整完成后，校准装置输送带上半部分与皮带秤皮带上表面的线速度大小相等，方向相反，当线速度相等以后，在同步装置上的链码输送速度一定等于皮带秤皮带上表面的速度，这时链码对于皮带秤皮带上表面是相对静止状态，链码在皮带上不转动，与皮带不产生摩擦力，所以不会有水平力作用于链码上，不会产生歪斜，扭曲等情况，校准期间链码等效单位长度重量恒定不变。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：1）该技术方案整体结构设计紧凑巧妙，该方案由于速度完全一致，所以不需要砝码计数传感器计算由于速度差引起的砝码量差值，加于皮带秤上的重量始终都是一段均匀链码，带动链条上不需要测速传感器，带动链条以光学方式跟踪皮带秤皮带速度，准确可靠；2）由于速度追踪更准确，所以链码与皮带之间的摩擦力引起的校准误差可以忽略不计，校准更为准确，3）该技术方案成本较低，便于进一步的推广应用。

附图说明

图1皮带秤校准装置结构示意图；

图2为本发明侧视图；

图中：1、仪表箱，2.调速电机 ，3.链码，4.链码带动链条，5.高速摄像机，6.皮带秤电机，7.皮带秤称重传感器，8.输送皮带，9.输送皮带机支架，10.校准装置支撑架，11.辊筒。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1，一种种皮带秤校准装置，所述校准装置包括仪表箱1、调速电机2、链码3、链码带动链条4以及高速摄像机5、校准装置支承架10，所述链码3和高速摄像机5固定在链码带动链条4上，所述校准装置设置在校准装置支撑架上。校准装置设置为皮带秤上，所述校准装置和皮带秤一起安装在输送皮带机支架上，所述校准装置的头部和尾部分别设置有辊筒11，所述头部的辊筒轴与调速电机轴连接，所述高速摄像机的数量为2-4个，均匀的设置在链码带动链条4上，摄像机采集的信息传输至仪表箱1，仪表箱输出控制电流到调速电机，所述链码带动链条4采用橡胶支座，表面是梯形的凹凸面。类似于齿轮。链码刚好能卡在链码带动链条表面凹处，安装稳固。链码固定在链码带动链条的上半圈，链码的长度一定要大于链码带动链条的长度，使链码的下半部分在重力作用下脱离链码带动链条，自然地压在皮带秤皮带上，所述仪表箱1内设置有反馈器，反馈器负责分析图像，根据图像信息输出控制电流到调速电机。反馈器的功能包括图像简化，提取特征码，在后一幅图像找出同样的特征码，对比两幅图像的位置差，根据位置差调整输出电流，所述链码带动链条4的下半圈与皮带秤运动方向一致。

该装置的布置方式是：链码以环形方式安装在链码带动链条上，以摄像机拍摄皮带秤上表面皮带，拍摄的照片送计算机处理，先简化处理照片信息，然后对比前后照片的位移距离，因为照片的拍摄间隔是一定值，所以可以算出速度差，这个速度差反馈到变频电路，变频电路控制调速电机转速，相应地链码带动链条的线速度也相应得到调整，直到链码带动链条的线速度与皮带秤皮带表面的线速度完全一致。这时候，链码的运动速度与皮带秤表面速度完全一致，真实地模拟了实物校准时被称散料与皮带秤表面皮带速度一致的场景。实际使用时，链码不存在扭曲，歪斜等情况，相比传统的链码校准消除了明显的误差来源。

皮带跟踪装置是该发明的核心内容：通过摄像头高速连续拍摄皮带表面，通过分析皮带表面的图案判断皮带速度是快于链码速度还是慢于链码速度，如果链码速度慢于皮带速度时，将调速电机运转速度加快，反之亦然。通过不断实时调整，最后链码的速度可以与皮带运行速度完全一致。

实施例2：皮带秤校准装置的校准方法，所述方法如下：链码套接在一段可循环运转的带动链上，带动链由调速电动驱动，高速摄像机安装在带动链上，高速摄像机采集的信息传输至反馈器，反馈器输出控制电流到调速电机。如图2，带动链的下半圈与皮带秤皮带运行方向一致，装在带动链上的摄像头只有在带动链转到下半圈时才能起到跟踪作用，因此为了提高跟踪效果，建议在带动链上均匀地布置2到3个摄像头。摄像头轮流工作，保证校准装置可以全程跟踪皮带速度。皮带秤校准装置开启后，其链码下半部分运行方向与皮带运行方向一致，但是速度可能不一样，通过高速摄像机和反馈器计算速度差值，然后控制调速电机最终使同步装置输送带下表面线速度与皮带秤皮带上表面线速度完全一致。

速度调整完成后，如图2中箭头所示，校准装置输送带上半部分与皮带秤皮带上表面的线速度大小相等，方向相反。当线速度相等以后，在同步装置上的链码输送速度一定等于皮带秤皮带上表面的速度，这时链码对于皮带秤皮带上表面是相对静止状态，链码在皮带上不转动，与皮带不产生摩擦力，所以不会有水平力作用于链码上，不会产生歪斜，扭曲等情况，校准期间链码等效单位长度重量恒定不变。

皮带速度差值的计算：假设摄像头以每秒20幅照片的速度拍照，也就是每50毫秒一张照片，还是以图1与图2为例，如果图1与图2是摄像头所摄相邻的两张照片，所摄皮带表面的大小为边长20cm的矩形，箭头偏移了1/4照片长度，也就是5cm，那么速度差值就等于5cm/50ms=1m/s。

工作过程：参见图1、图2，皮带秤校准之前，将链码3装好，将其固定在链码带动链条4上，然后才能开始皮带秤校准。首先将皮带秤电机6启动，皮带秤开始运转，链码上的滚轴开始跟转。将仪表箱1内的电源开关打开，由仪表箱1、调速电机2、高速摄像机5组成的同步装置开始工作，同步装置刚开始启动时，链码带动链条4速度为零，所以一定是小于皮带秤皮带8的速度。仪表箱1内反馈器根据高速摄像机5得到的图像按顺序两个一组进行比对，算出速度差，根据这个速度差调整输出到调速电机2的电流。在多种调速电机中变频调速是一种很好的调速方法，它可以实现无极变速。变频调速电机依据电机的转速公式工作：n=(1-s)*60f/p 其中：n=电机转速s=电机的转差率 f=电机电流频率 p=电机磁极对数。公式中，调速电机的s和p变量是固定的，电机速度n就与调整电机输入的电流频率成正比。电流频率越高，调速电机2转速越快，电流频率越低，调速电机2转速越慢。

随着调速电机2转动速度提升，链码带动链条4的线速度逐渐与皮带秤皮带8的线速度一致。如图高速摄像机5在链码带动链条4的下半程上才可以工作，因为链码带动链条的上半程与下半程线速度方向相反，大小相等，而链码带动链条的下半程与皮带秤皮带的运动方向一致。当高速摄像机转到链码带动链条的上半程时摄像头方向朝上，传输的图像无法进行比较，只有当高速摄像机转到

链码带动链条的下半程时，传输的图像才可以进行对比，速度可以进行调节。为了能全程跟踪，可以在链码带动链条均匀地布置2到3个摄像头。链码带动链条最终调整到与皮带秤皮带的线速度一致时，链码在皮带秤皮带表面相对静止，链码上的滚轴就不转动了，当观察到这个现象时才可以按一般的链码校准方法进行校准。

链码等效重量的计算。比如5米长链码总重量为300kg，链码参数为60kg/m。链码下垂部分压在图1单托辊皮带秤中皮带秤称重传感器上。如果皮带秤整圈长度为20米，链码校准7圈的等效重量就是60*20*7=8400kg。这个重量与皮带秤校准时得到的称重值进行比对，然后根据误差进行调整，完成皮带秤校准过程，校准完毕后拆除链码。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (7)

1.一种皮带秤校准装置，其特征在于，所述校准装置包括仪表箱、调速电机、链码、链码带动链条、高速摄像机、以及校准装置支承架，所述链码和高速摄像机固定在链码带动链条上，所述校准装置设置在校准装置支撑架上。

2.根据权利要求1所述的皮带秤校准装置，其特征在于，所述校准装置的头部和尾部分别设置有辊筒，所述头部的辊筒轴与调速电机轴连接。

3.根据权利要求2所述的皮带秤校准装置，其特征在于，所述高速摄像机的数量为2-4个，均匀的设置在链码带动链条上，摄像机采集的信息传输至仪表箱，仪表箱输出控制电流到调速电机。

4.根据权利要求1所述的皮带秤校准装置，其特征在于，所述链码带动链条采用橡胶支座，表面是梯形的凹凸面。

5.根据权利要求4所述的皮带秤校准装置，其特征在于，所述仪表箱内设置有反馈器，反馈器负责分析图像，根据图像信息输出控制电流到调速电机。

6.根据权利要求5所述的皮带秤校准装置，其特征在于，所述链码带动链条的下半圈与皮带秤运动方向一致。

7.采用权利要求1-6所述的皮带秤校准装置的校准方法，其特征在于，所述方法如下：链码套接在一段可循环运转的带动链上，带动链由调速电动驱动，高速摄像机安装在带动链上，高速摄像机采集的信息传输至反馈器，反馈器输出控制电流到调速电机，带动链的下半圈与皮带秤皮带运行方向一致，

皮带秤校准装置开启后，其链码下半部分运行方向与皮带运行方向一致，通过高速摄像机和反馈器计算速度差值，然后控制调速电机最终使同步装置输送带下表面线速度与皮带秤皮带上表面线速度完全一致；

速度调整完成后，校准装置输送带上半部分与皮带秤皮带上表面的线速度大小相等，方向相反，当线速度相等以后，在同步装置上的链码输送速度一定等于皮带秤皮带上表面的速度，这时链码对于皮带秤皮带上表面是相对静止状态，链码在皮带上不转动，与皮带不产生摩擦力，所以不会有水平力作用于链码上，不会产生歪斜，扭曲等情况，校准期间链码等效单位长度重量恒定不变。

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