CN86207515U - 微机控制双悬臂皮带秤 - Google Patents

Abstract

本实用新型由框式皮带输送机、吊挂支座、双悬臂秤体和电子计量控制***组成。它采用双悬臂结构使物料重量同时作用到二至四个传感器上，在皮带输送机和双悬臂秤体间采用双刀口吊挂支座，并采用多路采集放大检测***及微机控制连续运行、定量给料、间断称重的计量方法。计量过程不受物料冲击和分布不均及皮带输送速度变化等因素的影响，具有较高的计量精度和配比精度，自动化程度较高。适用于建材、化工、煤炭等行业生产线上的配料和计量。

Description

本实用新型是应用于建材、化工、冶金、煤炭等行业的配料及计量的皮带秤。

目前在我国工业生产中使用的皮带秤主要有二种，一种是托辊式长皮带秤，这种秤在我国已有十几个工厂生产，如上海华东电子仪器厂引进的日本大和衡器厂的多辊皮带秤，辽宁营口仪器三厂引进的美国梅立克公司的多辊皮带秤。它们存在的主要问题是：秤体结构比较庞大，价格昂贵，影响计量精度的因素较多，如皮带的松紧，安装角度的精确程度，跑偏量的大小，机械加工的质量等，因此技术要求较高，安装操作维修困难。由于这些原因使其在中小企业中很难应用。还有一种是单悬臂式皮带秤，是目前我国自行生产的较先进的电子秤，国内有代表性的产品是无锡建材设备厂生产的DCM－1型电子皮带秤。这种秤采用了单悬臂秤体连续计量的方法，这就要求皮带运行速度Vt恒定，单位时间给料量qt恒定，这样才能保持皮带有效长度上的物料均匀分布，使单位长度上物重q_L为常数。而在实际使用中以上三个参数是不可能都保持恒定的，因此就造成了一些难以解决的问题，使用中往往采用调qt的方法，使q_L×Vt＝常数，保持计量准确，而调整过程中q_L是个不稳定参数，因此在长期运行中往往由于不均匀给料引起物料重心移动，造成计量误差。同时连续给料过程中很难修正另点漂移造成的误差；几乎无法消除物料冲击造成的振动误差，灰尘累积误差；用于配料过程中由于单位时间给料量不稳定，难以保证配料比的精度；而且整机调整困难。

本实用新型的目的是提供一种体积小，造价低、精度高、自动化程度高、调整方便的计量装置。

本实用新型针对目前广泛使用的单悬臂皮带秤，及其连续计量的方法所造成的一些缺点，采用了双悬臂结构秤体，多路采集放大检测***，及微计算机控制的连续运行、定量给料、间断称重的计量方法，从原理上克服了单悬臂结构存在的缺点。本实用新型的主要特征是采用了吊挂在秤体支柱上的双悬臂结构，和将框式皮带输送机悬挂在双悬臂上，并采用二至四个荷重传感器，这种结构就保证了荷重传感器的受力不受物料分布不均的影响，所称重物料按其在皮带输送机上的不同分布，按此例反应到位于不同位置的传感器上。由荷重传感器输出的多路荷重电压信号经多路积分放大器放大并相加求和，然后通过输入接口电路将求和后的荷重电压信号变换为二进制数字信号，输入微计算机，由微计算机进行计量和比较，并根据计量、比较的结果发出指令，控制整个***完成连续运行、定量给料、间断称重的工作流程。

本实用新型具有造价低，体积小，安装调整方便，计量、配比精度高，自动化程度高等优点。

图1是双悬臂皮带秤秤体侧视图。

图2为吊挂支座〔15〕的侧视图。

图3是悬臂的俯视图。

图4是双悬臂皮带秤检测、控制方框图。

图5是双路积分放大器原理图。

图6为外设控制电路〔37〕的原理图。

图7是报警电路原理图。

现在结合附图对本实用新型加以详细描述。

在图1、图2、图3中描绘了本实用新型秤体部分的视图，图3所示双悬臂为一个框架结构，悬臂〔22〕为一曲臂，悬臂〔25〕为一直臂。悬臂〔22〕和〔25〕一端装有用于平衡自身重量用的可调平衡铊〔23〕，另一端装有压板〔16〕作用到荷重传感器〔17〕上，这一端同时装有吊挂支座〔15〕，通过吊挂支座〔15〕使双悬臂秤体和皮带输送机相联，将皮带输送机悬挂在双悬臂〔22〕、〔25〕上。双悬臂〔22〕、〔25〕，通过十字弹簧片〔21〕、吊耳〔20〕悬挂在秤体支柱〔26〕上，形成一个支点。本实用新型可以根据不同需要，采用二至四个荷重传感器〔17〕。荷重传感器〔17〕则可以装在秤体的同侧、对角线位置或四角的传感器支座〔18〕上。双悬臂可根据需要采用直臂〔22〕或曲臂〔25〕，或一直臂〔22〕，一曲臂〔25〕。图1和图2所示吊挂支座〔15〕由两个τ型支架〔31〕、〔32〕，上、下刀口〔29〕，吊环〔28〕及吊环垫〔30〕组成。τ形支架〔32〕用紧固螺栓固定在双悬臂上，τ形支架〔31〕和〔32〕各销入一个刀口〔29〕，τ形支架〔31〕刀口向下，τ形支架〔32〕刀口向上，两个τ形支架〔31〕、〔32〕通过吊挂于上、下刀口上的吊环〔28〕联接。刀口〔29〕和吊环〔28〕间装有吊环垫〔30〕。

本实用新型的电子计量控制部分的组成及连接、检测和控制方框图见图4，在称量物料重量的作用下，传感器〔17〕输出随物料重量变化的电压信号，这个信号送到多路积分放大器〔33〕。多路积分放大器〔33〕的输入端与传感器〔17〕连接，输出端与输入接口电路〔34〕的输入端连接。多路积分放大器〔33〕对传感器〔17〕输入的各路信号分别进行放大，然后相加求和，输出一路反应物料重量的模拟电压信号，输入接口电路〔34〕将这个模拟电压信号变换为二进制数字信号，然后送到微计算机〔35〕。微计算机〔35〕的输入端与输入接口电路〔34〕连接，输出端与输出接口电路〔36〕的输入端连接。输出接口电路〔36〕的输出端与外设控制电路〔37〕和报警电路〔38〕连接，外设控制电路〔37〕的输出端与振动给料器〔39〕连接。

多路积分放大器〔33〕是放大级〔40〕和加法器〔41〕所组成，图5所示为一双路积分放大器原理图，如果需要n路积分放大器，则可在图5中A点联接n个放大级〔40〕。图5所示放大级〔40〕和加法器〔41〕采用集成运放构成，也可采用分立元件构成。放大器〔40〕是由集成运放Ic₁构成的电阻电桥放大器，来自传感器〔17〕的二路信号分别加到二个放大器〔40〕的集成运放IC₁的反相输入端。电路中集成运放IC₁、IC₂、IC₃的反馈支路分别并联积分电容C₁、C₂、C₃，此电容过小时，积分效果差，对抑制振动干扰不利；过大时，则使时间常数加大，有称重滞后现象，一般采用0.1μf到1μf。电路中采用多路放大时，如n路时，则加权电阻Ra₁、Ra₂……Ran的并联值应基本等于加法器〔41〕的电阻Ri；当Ra₁、Ra₂……Ran之间的阻值均相等时，加法器〔41〕完成1：1的加法任务，改变它们之间的比值，则可改变各路信号在总输出信号中占有的比例。电路中IC₃可连接成放大器或电压跟随器。

输入接口板〔34〕和输出接口板〔36〕均采用与微计算机〔35〕相匹配通用接口板。

外设控制电路〔37〕采用如图6所示电路，也可采用其它控制电路。

图7是报警电路〔38〕的原理图，是由数字集成电路构成的间歇音频振荡器，经两级直接耦合晶体管放大器带动喇叭发声，声响报警电路的控制由晶体管BG₄的导通或截止，控制声响电路的电源实现的。

本实用新型采用了连续运行、定量给料、间断称重的自动计量方式。基本工作过程如下：当物料加到皮带输送机输送皮带〔5〕上时，物料重量通过皮带输送机长脚〔2〕及吊挂支架〔15〕，作用到双悬臂〔22〕、〔25〕上，并通过双悬臂〔22〕、〔25〕上的压板〔16〕作用到各荷重传感器〔17〕上。多路积分放大器〔33〕对各荷重传感器〔17〕输出的电压信号进行放大、相加，输出一随物料重量变化的模拟电压信号，然后将这个模拟电压信号输至输入接口电路〔34〕，由输入接口电路〔34〕将模拟电压信号变换为二进制数字信号，此数字信号送到微计算机〔35〕进行计量，并与微计算机〔35〕内预置的重量值数字信号比较。当微计算机〔35〕计量值接近预置值时，微计算机〔35〕发出指令，经输出接口电路〔36〕送给外设控制电路〔37〕控制减缓给料器〔39〕的给料速度；当微计算机〔35〕计量值达到预定值时，微计算机〔35〕发出指令经输出接口电路〔37〕送给外设控制电路〔37〕，控制给料器〔39〕停止给料，经过一段时间延迟，微计算机〔35〕计算出这次称量的实际值，完成一次称量的加载过程。同时皮带输送机仍在继续运转，运转一段时间后，进入卸载过程，传感器〔17〕受力逐渐减小，输出电压信号也不断变小，直到秤上物料重量不大于最小起动值时，微计算机〔35〕通过输出接口电路〔36〕向外设控制电路〔37〕发出加载起动信号，控制给料器〔39〕重新给料，进行下一种称重。在计量过程中，当前一秤计量值与预定值有一误差±△P时，后一秤在计量过程中则自动修正±△P值，保证后一秤和前一秤的平均值等于预定平均值。本***可通过微机同时进行多达8台秤的计量和配料。

本实用新型的一个实施例，可结合附图加以实现，图1给出了本实用新型秤体实施例的一个侧视图，图中皮带输送机的机架采用四条长脚〔2〕和四条短脚〔12〕，长脚〔2〕和吊挂支架〔15〕相联，四条短脚〔12〕和皮带输送机底板〔11〕联接，在底板〔11〕上装有电机〔6〕和减速器〔7〕，使皮带输送机重心降低，稳定运行，电机〔6〕和减速器〔7〕之间的传动是靠皮带轮〔9〕、〔10〕之间三角皮带完成。主动滚筒〔4〕通过输送皮带〔5〕联接从动滚筒〔14〕，从动滚筒〔14〕上装有自调螺栓〔13〕，用于调节输送皮带〔5〕的松紧。皮带轮〔8〕通过传动皮带和固定在主动滚筒〔4〕上的皮带轮〔3〕相联。图2是吊挂支座〔15〕的侧视图，τ形支架〔31〕和〔32〕上各消入一刀口〔29〕，支架〔31〕上刀口向下，支架〔32〕上刀口向上，上、下刀口〔29〕通过C形吊环〔28〕联接。τ形支架〔32〕通过紧固螺栓和双悬臂〔22〕、〔25〕相联，τ形支架〔31〕通过紧固螺栓和皮带输送机长脚〔2〕相联。双悬臂〔22〕和〔25〕通过四对十字弹簧片〔21〕、吊耳〔20〕和秤体支柱〔26〕相联，组成以十字弹簧片为支点的杠杆***，并使双悬臂〔22〕、〔25〕悬挂在秤体支柱〔26〕上。双悬臂〔22〕、〔25〕采用图3所示结构，一端装有二个可调平衡铊〔23〕，和螺杆〔25〕，另一端有螺孔，用于和T形支架〔32〕及压板〔16〕联接。本实施例中悬臂〔22〕为直臂，悬臂〔25〕为曲臂。采用二个荷重传感器〔17〕，装于秤体一侧的传感器支座〔18〕上。为防止积灰在秤体底座〔19〕上管有防尘罩〔27〕。

电子计量控制***采用双路积分放大器，电路原理图是图5，电路中积分电容C₁、C₂、C₃的容量均为0.68μf，加权电阻Ra₁和Ra₂的阻值均为5.1KΩ。电阻R₁、R₂、R₉、的阻值分别为2KΩ、2.2KΩ、1KΩ、电阻Ri、R₅、R₈的阻值均为2.4KΩ，电阻R₃、R₄、R₆、R₇的阻值均为5.1KΩ，电位器W₁、W₂、W₄、W₆均为10KΩ，W₃可采用10～30KΩ，W₅可采用20～51KΩ，IC₁、IC₂、IC₃均为μA741。

微计算机〔35〕采用适用于工业应用的TRS－80***。

输入接口电路〔34〕采用由ADC0809等元件构成的通用Z－80输入接口板。

输出接口板〔36〕采用由74L139、74L273等元件构成的通用光电隔离输出接口板。

外设控制电路〔37〕和报警电路〔38〕分别采用图6和图7所示电路。给料器〔39〕为生产现场使用的设备。

本实用新型具有较高的计量、配比精度和自动化程度。主要用于建材、化工、冶金、煤炭等行业生产线上的配料及计量，如水泥生产线上的配料和计量，也可用于其它行业的累加计量。

Claims (8)

1、一种由框式皮带输送机、吊挂支座、悬臂秤体、电子计量控制***组成的皮带秤，其特征在于：a.秤体部分采用了双悬臂结构，两个框架式悬壁通过四对弹簧片和吊耳吊挂在四个秤体支柱上；b.框式皮带输送机通过四个吊挂支座悬挂在秤体的双悬臂上；c.采用二个荷重传感器安装在秤体一侧或对角位置的传感器支座上，或用四个荷重传感器安装在秤体二侧的四个传感器支座上；d.电子计量控制***由传感器、多路积分放大器组成的多路采集放大检测***及微机控制电路所组成。

2、根据权利要求1所述的皮带秤，其特征在于吊挂支座〔15〕为双刀口结构，由τ形支架〔31〕、〔32〕，上、下刀口〔29〕，吊环〔28〕及吊环垫〔30〕所组成。

3、根据权利要求1所述的皮带秤，其特征在于双悬臂可采用二个直臂、二个曲臂或一直臂和一曲臂。

4、根据权利要求1或权利要求3所述的皮带秤，其特征在于悬臂框架上装有平衡铊〔23〕和平衡铊调节杆〔24〕。

5、根据权利要求1所述的皮带秤，其特征在于各路传感器〔17〕的输出端接到多路积分放大器〔33〕的反相输入端；多路积分放大器〔33〕通过输入接口电路〔34〕与微计算机〔35〕相联；微计算机〔35〕通过输出接口电路〔36〕与外设控制电路〔37〕及报警电路〔38〕相联；外设控制电路〔37〕与外设给料器〔39〕相联。

6、根据权利要求1或权利要求5所述的皮带秤，其特征在于多路积分放大器〔33〕是由集成运放电路构成的放大级〔40〕和加法器〔41〕组成；来自不同传感器〔17〕的电压信号分别加在各放大级〔40〕中IC₁的反相输入端，构成桥路信号放大级。

7、根据权利要求6所述的皮带秤，其特征在于放大级〔40〕中的IC₁，和加法器〔41〕中的IC₂、IC₃的反馈支路上分别并联有积分电容C₁、C₂、C₃。

8、根据权利要求7所述的皮带秤，其特征在于积分电容C₁、C₂、C₃的容量在0.1μf到1μf之间。

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