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1引言
受國家刺激消費的宏觀經(jīng)濟影響，國家加大了對建材、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，使其與計量行業(yè)特別是粉體物料動態(tài)計量有著密不可分的聯(lián)系。近年來隨著國外動態(tài)計量設(shè)備的引進、國內(nèi)動態(tài)計量行業(yè)的發(fā)展以及現(xiàn)代測量技術(shù)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相互滲透，粉體物料動態(tài)計量技術(shù)也得到了很大發(fā)展。
2動態(tài)計量與粉體物料
目前國際上的稱重計量方式一般分為靜態(tài)計量和動態(tài)計量。在現(xiàn)代工業(yè)中靜態(tài)計量的方式要求有一個專門的稱重工序，使物料在處于靜態(tài)的情況下進行稱重。但是，對于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)要求連續(xù)運行的工藝過程來說，固體物料的分批稱重破壞了過程的連續(xù)性，這往往是不允許的，所以動態(tài)計量應(yīng)運而生。
動態(tài)計量顧名思義就是在動態(tài)的輸送過程中進行重量計量。一般分為動態(tài)稱量和類似靜態(tài)稱量兩種。是與現(xiàn)代電子傳感器技術(shù)相結(jié)合的新型計量技術(shù)，可以在物料輸送過程中將輸送的傳感器信號進行收集和處理，轉(zhuǎn)換成物料的重量和累計重量數(shù)據(jù)。
動態(tài)計量可以適用于塊狀和粉體物料，在計量行業(yè)粉體物料一般是指物料顆粒直徑（也叫細度）不大于40目的物料。粉體物料的計量及輸送有其顯著的特殊性，主要表現(xiàn)在：1、通過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或料庫中，粉體物料在料倉中的貯存和卸出，都會導(dǎo)致粒子與粒子之間、粒子與倉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，對于計量精度的要求更高；4、粉體物料的計量和輸送過程易產(chǎn)生揚塵，盡可能在密閉環(huán)境下進行；5、粉體物料的計量和輸送過程常常會有一定的壓力。因此對于粉體物料需要選用合適的動態(tài)計量設(shè)備以及輸送設(shè)備進行精確計量和安全輸送。
3粉體物料計量設(shè)備簡介
目前用于粉體物料動態(tài)計量的設(shè)備主要分為：常壓動態(tài)計量設(shè)備和承壓動態(tài)計量設(shè)備。其中常壓動態(tài)計量設(shè)備主要以失重秤、螺旋計量秤和科里奧利秤為代表；承壓動態(tài)計量主要以轉(zhuǎn)子秤為代表。
3.1常壓粉體動態(tài)計量設(shè)備
3.1.1螺旋計量秤
螺旋計量秤（又叫螺旋絞刀）是一種傳統(tǒng)的粉體物料動態(tài)計量設(shè)備，該螺旋計量秤一般有單管單層和雙管雙層兩種結(jié)構(gòu)形式，單管單層同時完成計量和輸送；雙管雙層結(jié)構(gòu)，有上層完成穩(wěn)流和輸送，下層實現(xiàn)計量和輸送。螺旋計量稱因為采用葉輪輸送，不能實現(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。
螺旋計量秤的工作原理是：粉體物料由進料口經(jīng)葉輪螺旋輸送，電子稱重裝置上的稱重傳感器檢測到物料的重量并產(chǎn)生以正比于稱重載荷的電壓信號。同時，測速傳感器檢測到螺旋輸送機主軸的速度信號，重量信號與速度信號被控制器接收，經(jīng)控制器運算后，得出瞬時流量和累計重量值。控制系統(tǒng)將實際流量信號和設(shè)定流量信號進行比較，通過PID調(diào)節(jié)輸出控制信號給變頻器，動態(tài)調(diào)節(jié)喂料鉸刀的速度，從而實現(xiàn)定量給料。螺旋計量秤的最大特點是螺旋給料機的長度可由現(xiàn)場實際情況確定?？梢詫崿F(xiàn)粉體物料的動態(tài)計量，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)時非線性；流態(tài)化較強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
連續(xù)式失重喂料機簡稱失重秤。是一種利用單位時間內(nèi)物料減少速率來計算物料流量的定量給料設(shè)備。該設(shè)備計量原理近似靜態(tài)稱重的方式，所以計量的精度較高，是對傳統(tǒng)粉體動態(tài)計量設(shè)備的一次改進。而且結(jié)合現(xiàn)代電子控制技術(shù)的發(fā)展，對于失重秤的控制可以采用PLC+智能儀表控制，秤體的運行狀態(tài)可以在儀表上實時顯示。便于操作人員的操作和監(jiān)控。
失重秤的最大特點是可以有效防止充料時物料沖擊，保證儲料倉內(nèi)物料流動性。雖然對比傳統(tǒng)的粉體物料動態(tài)計量設(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，但是該測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，其實際上只能測量物料流的載荷密度。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，我們遇到的大多數(shù)的過程計量都是在物料運動過程中實現(xiàn)的。采用這種以靜代動的測量方法雖然可以解決大多工業(yè)過程計量問題，但從根本上說它無法解決動摩擦、本機諧振及其他振動問題對于測量的影響。3.1.3科里奧利秤
科里奧利秤（簡稱科氏秤）應(yīng)用了質(zhì)點在均勻轉(zhuǎn)動參照系中作相對運動時受到科里奧利力作用的力學(xué)原理，通過測量物料受到的科里奧利力的量值大小來獲得物料的質(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、動態(tài)計量設(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、鋼性（或彈性）葉輪機給料機、管式螺旋給料機、穩(wěn)流給料機等。作為系統(tǒng)的預(yù)給設(shè)備，保證物料均勻的料流輸送，物料不會在倉內(nèi)結(jié)拱，不會出現(xiàn)涌料現(xiàn)象，是后面粉體高精度動態(tài)計量的基礎(chǔ)。計量設(shè)備采用科里奧利粉體流量計，計量原理不同于傳統(tǒng)的溜槽式和沖擊式流量計，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，精確計量和連續(xù)輸送。
隨著對科氏秤系統(tǒng)的不斷完善，科氏秤系統(tǒng)的適用范圍已經(jīng)擴展到一些一定壓力環(huán)境的環(huán)境下。
3.2承壓粉體動態(tài)計量設(shè)備
承壓粉體計量設(shè)備以轉(zhuǎn)子秤為代表。轉(zhuǎn)子秤是采用重力計量的水平轉(zhuǎn)子的操作原理。散狀物料由轉(zhuǎn)子直接從倉內(nèi)卸出，帶入稱重區(qū)，計量后直接進入氣力輸送管路，然后由風(fēng)機提供的輸送空氣輸送到工藝過程中去。而且稱量軸跨越物料卸出點，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造成的任何二次受力反應(yīng)充分得到補償，并使物料的計量結(jié)果不受影響。無論什么時候通過轉(zhuǎn)子稱重區(qū)的物料重量都由稱重裝置計量。物料重量及其所在的位置都儲存在轉(zhuǎn)子秤的電子系統(tǒng)內(nèi)，也就是說，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)定值和儲存在存儲器內(nèi)的物料量相適應(yīng)，在卸料點處要求的轉(zhuǎn)子角速度也預(yù)先計算出來，并由轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置來完成。通過這種先期控制原理，轉(zhuǎn)子秤可對任何波動給予校正，給出很高的精確度。由于每次稱量所需的停頓時間很短，所以給人的感覺是此設(shè)備在連續(xù)工作，但是實際上它仍然是以類似靜態(tài)稱量的方式進行計量的，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
隨著國外先進動態(tài)計量技術(shù)的引進以及國內(nèi)計量設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，對粉體物料的動態(tài)計量已經(jīng)不能單單停留在單體的研究上。通過上述對科氏秤系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)影響粉體物料計量精度的原因已不再集中在計量設(shè)備本身。粉體物料的計量控制系統(tǒng)是有機的整體，儲料單元、給料單元、計量單元、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對流量產(chǎn)生影響。所以，粉體計量控制是一個系統(tǒng)工程，不僅要靠對計量系統(tǒng)本身裝置進行改進和對控制軟件進行優(yōu)化，而且要對整個計量系統(tǒng)進行綜合設(shè)計才能保證整個計量系統(tǒng)的計量品質(zhì)。由單體設(shè)計向系統(tǒng)化發(fā)展是粉體物料動態(tài)計量的新趨勢，也必將成為動態(tài)計量的大趨勢。
 

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