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1引言
受?chē)?guó)家刺激消費(fèi)的宏觀經(jīng)濟(jì)影響，國(guó)家加大了對(duì)建材、化工、電力等行業(yè)的投資力度。建材、電力、煤炭等行業(yè)以其特有粉體原料、定量給料配料的生產(chǎn)方式，使其與計(jì)量行業(yè)特別是粉體物料動(dòng)態(tài)計(jì)量有著密不可分的聯(lián)系。近年來(lái)隨著國(guó)外動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備的引進(jìn)、國(guó)內(nèi)動(dòng)態(tài)計(jì)量行業(yè)的發(fā)展以及現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相互滲透，粉體物料動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)也得到了很大發(fā)展。
2動(dòng)態(tài)計(jì)量與粉體物料
目前國(guó)際上的稱重計(jì)量方式一般分為靜態(tài)計(jì)量和動(dòng)態(tài)計(jì)量。在現(xiàn)代工業(yè)中靜態(tài)計(jì)量的方式要求有一個(gè)專門(mén)的稱重工序，使物料在處于靜態(tài)的情況下進(jìn)行稱重。但是，對(duì)于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)要求連續(xù)運(yùn)行的工藝過(guò)程來(lái)說(shuō)，固體物料的分批稱重破壞了過(guò)程的連續(xù)性，這往往是不允許的，所以動(dòng)態(tài)計(jì)量應(yīng)運(yùn)而生。
動(dòng)態(tài)計(jì)量顧名思義就是在動(dòng)態(tài)的輸送過(guò)程中進(jìn)行重量計(jì)量。一般分為動(dòng)態(tài)稱量和類似靜態(tài)稱量?jī)煞N。是與現(xiàn)代電子傳感器技術(shù)相結(jié)合的新型計(jì)量技術(shù)，可以在物料輸送過(guò)程中將輸送的傳感器信號(hào)進(jìn)行收集和處理，轉(zhuǎn)換成物料的重量和累計(jì)重量數(shù)據(jù)。
動(dòng)態(tài)計(jì)量可以適用于塊狀和粉體物料，在計(jì)量行業(yè)粉體物料一般是指物料顆粒直徑（也叫細(xì)度）不大于40目的物料。粉體物料的計(jì)量及輸送有其顯著的特殊性，主要表現(xiàn)在：1、通過(guò)研磨后的粉體物料與它在塊狀或散粒狀態(tài)下的物理特性有著很大的不同。對(duì)于防爆、環(huán)保防塵方面都有較高要求；2、在生產(chǎn)中，粉體物料常是貯存在料倉(cāng)或料庫(kù)中，粉體物料在料倉(cāng)中的貯存和卸出，都會(huì)導(dǎo)致粒子與粒子之間、粒子與倉(cāng)壁材料之間的摩擦行為，從而構(gòu)成力學(xué)現(xiàn)象。3、粉體物料作為初加工后的原材料，對(duì)于計(jì)量精度的要求更高；4、粉體物料的計(jì)量和輸送過(guò)程易產(chǎn)生揚(yáng)塵，盡可能在密閉環(huán)境下進(jìn)行；5、粉體物料的計(jì)量和輸送過(guò)程常常會(huì)有一定的壓力。因此對(duì)于粉體物料需要選用合適的動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備以及輸送設(shè)備進(jìn)行精確計(jì)量和安全輸送。
3粉體物料計(jì)量設(shè)備簡(jiǎn)介
目前用于粉體物料動(dòng)態(tài)計(jì)量的設(shè)備主要分為：常壓動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備和承壓動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備。其中常壓動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備主要以失重秤、螺旋計(jì)量秤和科里奧利秤為代表；承壓動(dòng)態(tài)計(jì)量主要以轉(zhuǎn)子秤為代表。
3.1常壓粉體動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備
3.1.1螺旋計(jì)量秤
螺旋計(jì)量秤（又叫螺旋絞刀）是一種傳統(tǒng)的粉體物料動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備，該螺旋計(jì)量秤一般有單管單層和雙管雙層兩種結(jié)構(gòu)形式，單管單層同時(shí)完成計(jì)量和輸送；雙管雙層結(jié)構(gòu)，有上層完成穩(wěn)流和輸送，下層實(shí)現(xiàn)計(jì)量和輸送。螺旋計(jì)量稱因?yàn)椴捎萌~輪輸送，不能實(shí)現(xiàn)密封，所以不能承受較大壓力，一般在常壓環(huán)境使用較多。
螺旋計(jì)量秤的工作原理是：粉體物料由進(jìn)料口經(jīng)葉輪螺旋輸送，電子稱重裝置上的稱重傳感器檢測(cè)到物料的重量并產(chǎn)生以正比于稱重載荷的電壓信號(hào)。同時(shí)，測(cè)速傳感器檢測(cè)到螺旋輸送機(jī)主軸的速度信號(hào)，重量信號(hào)與速度信號(hào)被控制器接收，經(jīng)控制器運(yùn)算后，得出瞬時(shí)流量和累計(jì)重量值。控制系統(tǒng)將實(shí)際流量信號(hào)和設(shè)定流量信號(hào)進(jìn)行比較，通過(guò)PID調(diào)節(jié)輸出控制信號(hào)給變頻器，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)喂料鉸刀的速度，從而實(shí)現(xiàn)定量給料。螺旋計(jì)量秤的最大特點(diǎn)是螺旋給料機(jī)的長(zhǎng)度可由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定?？梢詫?shí)現(xiàn)粉體物料的動(dòng)態(tài)計(jì)量，但是該控制方式和調(diào)節(jié)裝置決定了穩(wěn)料性能一般較差，往往導(dǎo)致調(diào)節(jié)時(shí)非線性；流態(tài)化較強(qiáng)的粉體物料可能出現(xiàn)調(diào)節(jié)失控現(xiàn)象。
3.1.2連續(xù)式失重喂料機(jī)
連續(xù)式失重喂料機(jī)簡(jiǎn)稱失重秤。是一種利用單位時(shí)間內(nèi)物料減少速率來(lái)計(jì)算物料流量的定量給料設(shè)備。該設(shè)備計(jì)量原理近似靜態(tài)稱重的方式，所以計(jì)量的精度較高，是對(duì)傳統(tǒng)粉體動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備的一次改進(jìn)。而且結(jié)合現(xiàn)代電子控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于失重秤的控制可以采用PLC+智能儀表控制，秤體的運(yùn)行狀態(tài)可以在儀表上實(shí)時(shí)顯示。便于操作人員的操作和監(jiān)控。
失重秤的最大特點(diǎn)是可以有效防止充料時(shí)物料沖擊，保證儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)物料流動(dòng)性。雖然對(duì)比傳統(tǒng)的粉體物料動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備，失重秤在結(jié)構(gòu)、操作和性能方面都有了較大的改進(jìn)，但是該測(cè)量模型一樣建立于杠桿原理之上，都是建立在靜力平衡的基礎(chǔ)之上，其實(shí)際上只能測(cè)量物料流的載荷密度。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，我們遇到的大多數(shù)的過(guò)程計(jì)量都是在物料運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的。采用這種以靜代動(dòng)的測(cè)量方法雖然可以解決大多工業(yè)過(guò)程計(jì)量問(wèn)題，但從根本上說(shuō)它無(wú)法解決動(dòng)摩擦、本機(jī)諧振及其他振動(dòng)問(wèn)題對(duì)于測(cè)量的影響。3.1.3科里奧利秤
科里奧利秤（簡(jiǎn)稱科氏秤）應(yīng)用了質(zhì)點(diǎn)在均勻轉(zhuǎn)動(dòng)參照系中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到科里奧利力作用的力學(xué)原理，通過(guò)測(cè)量物料受到的科里奧利力的量值大小來(lái)獲得物料的質(zhì)量流量。該設(shè)備現(xiàn)在一般以系統(tǒng)形式配合出現(xiàn)?？剖铣酉到y(tǒng)包括預(yù)給料設(shè)備、動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備、鎖風(fēng)輸送設(shè)備和控制系統(tǒng)組成。
預(yù)給料設(shè)備主要包括螺旋閘門(mén)、鋼性（或彈性）葉輪機(jī)給料機(jī)、管式螺旋給料機(jī)、穩(wěn)流給料機(jī)等。作為系統(tǒng)的預(yù)給設(shè)備，保證物料均勻的料流輸送，物料不會(huì)在倉(cāng)內(nèi)結(jié)拱，不會(huì)出現(xiàn)涌料現(xiàn)象，是后面粉體高精度動(dòng)態(tài)計(jì)量的基礎(chǔ)。計(jì)量設(shè)備采用科里奧利粉體流量計(jì)，計(jì)量原理不同于傳統(tǒng)的溜槽式和沖擊式流量計(jì)，也不同于失重秤，及皮帶秤。所以該結(jié)構(gòu)配套預(yù)給料和鎖風(fēng)輸送能夠保證穩(wěn)定給料，精確計(jì)量和連續(xù)輸送。
隨著對(duì)科氏秤系統(tǒng)的不斷完善，科氏秤系統(tǒng)的適用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到一些一定壓力環(huán)境的環(huán)境下。
3.2承壓粉體動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備
承壓粉體計(jì)量設(shè)備以轉(zhuǎn)子秤為代表。轉(zhuǎn)子秤是采用重力計(jì)量的水平轉(zhuǎn)子的操作原理。散狀物料由轉(zhuǎn)子直接從倉(cāng)內(nèi)卸出，帶入稱重區(qū)，計(jì)量后直接進(jìn)入氣力輸送管路，然后由風(fēng)機(jī)提供的輸送空氣輸送到工藝過(guò)程中去。而且稱量軸跨越物料卸出點(diǎn)，氣力管道和轉(zhuǎn)子的活絡(luò)接頭，這意味著它可以使壓力波動(dòng)造成的任何二次受力反應(yīng)充分得到補(bǔ)償，并使物料的計(jì)量結(jié)果不受影響。無(wú)論什么時(shí)候通過(guò)轉(zhuǎn)子稱重區(qū)的物料重量都由稱重裝置計(jì)量。物料重量及其所在的位置都儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)子秤的電子系統(tǒng)內(nèi)，也就是說(shuō)，在物料卸出之前即已知道轉(zhuǎn)子各部位的荷重情況。為了使預(yù)先確定的設(shè)定值和儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器內(nèi)的物料量相適應(yīng)，在卸料點(diǎn)處要求的轉(zhuǎn)子角速度也預(yù)先計(jì)算出來(lái)，并由轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)完成。通過(guò)這種先期控制原理，轉(zhuǎn)子秤可對(duì)任何波動(dòng)給予校正，給出很高的精確度。由于每次稱量所需的停頓時(shí)間很短，所以給人的感覺(jué)是此設(shè)備在連續(xù)工作，但是實(shí)際上它仍然是以類似靜態(tài)稱量的方式進(jìn)行計(jì)量的，所以稱量精度很高。目前被廣泛應(yīng)用于電力、煤炭、制藥等高精度配料給料行業(yè)。
4結(jié)論
隨著國(guó)外先進(jìn)動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)的引進(jìn)以及國(guó)內(nèi)計(jì)量設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，對(duì)粉體物料的動(dòng)態(tài)計(jì)量已經(jīng)不能單單停留在單體的研究上。通過(guò)上述對(duì)科氏秤系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)影響粉體物料計(jì)量精度的原因已不再集中在計(jì)量設(shè)備本身。粉體物料的計(jì)量控制系統(tǒng)是有機(jī)的整體，儲(chǔ)料單元、給料單元、計(jì)量單元、控制單元是密不可分的基本單元，是保證粉體物料的流量計(jì)量的充要條件。粉體物料基本單元及輸送環(huán)節(jié)中的物料的變化都會(huì)對(duì)流量產(chǎn)生影響。所以，粉體計(jì)量控制是一個(gè)系統(tǒng)工程，不僅要靠對(duì)計(jì)量系統(tǒng)本身裝置進(jìn)行改進(jìn)和對(duì)控制軟件進(jìn)行優(yōu)化，而且要對(duì)整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)才能保證整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)量品質(zhì)。由單體設(shè)計(jì)向系統(tǒng)化發(fā)展是粉體物料動(dòng)態(tài)計(jì)量的新趨勢(shì)，也必將成為動(dòng)態(tài)計(jì)量的大趨勢(shì)。
 

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