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一种解决电子皮带秤皮重跳变的新技术
本文针对计量皮带秤的皮重跳变对于电子皮带秤的计量精度的影响 出一种以分段去皮和基准点检测为核心的新方法解决由此带来的计量误差。
传统的电子皮带秤皮重计算方式普遍采用运行一定周期后计算皮带每圈 经过计量区域后的平均皮重。 该方式获得的皮重值比较准确，可是对皮带均匀 性的要求较高，不但对皮带在纵横两个方向的尺寸有一定的要求 ，而且对皮 带厚度的均匀性要求尤高。随着今年来国内企业生产线的多样化、 展，电子皮带秤计量皮带的选用在需求上也越来越多样化。
特殊化发
这些皮带由于本身
，提
固有的特性，无法保证其均匀性，存在很多皮重与平均值差异较大的”跳变 点”，当这些跳变点进入计量区时，极易发生计量误差问题。为了解决这一难 题,笔者从电子皮带秤的计量原理入手
，经过分析研究及实践的检验，采用了
分段去皮和基准点检测的性能调整技术，有效的解决了这种皮带均匀性差异 带来的计量误差。
分段去皮的原理 如图1所示，当 计量区上有物料流过 时,在称重装置上的 的重量传感器就受到 正比于负荷重量的力 Fg,经放
从
动
滚
称量区
大器信号放大，输出电压信号P,再经A/D转换
成重量码Mp,送入PC机运算；同时装于输送机交流电动机的速度编码器发送 出代表皮带速度的脉冲电压信号，经计数器变为速度脉冲 Mp（对于某些计量 称没有安装速度传感器，速度值Me为”参数设置”中的一个定值）。Mp和 Mc信号经流量运算得即时流量：q=KnX MpX Me （式一） Kn为流量系数，再经积分运算得到累计流量 W= / qdt (式二)
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电子皮带秤计算 M p时是以采样到的重量信号值减去皮重值 ，这个皮重值 在软件算法中采用的为平均皮重 , 即计算出皮带跑一圈或两圈时所采样到的 重量值 , 然后取平均值。
CPU采样到的重量码M p的计算公式： M p=[K P/(M g-M o)] X ( M p，-M o)(式三)
式中KP为重量系数；Mg为标定砝码折算到计量托辊上的等效重量码 +皮 重吗之和；Mp，为毛重码；Mo为皮重码。
当皮带的均匀性比较差是 , 皮带厚处的采样值较大 , 减去皮重为平均皮 重, 而皮带薄处的采样值较小 , 减去平均皮重后很明显就与皮带厚处的计量 值存在差异了。
如果将环形皮带进行均匀等分 , 依次划分为第 1 段至第 n 段, 各段的长度 很小，能够近似认为很均匀，这些各段处的皮重值全部被 CPU采集到，并在程 序中进行记录保存。电子皮带秤进行动态计量时 , 按照环形皮带的运行速度 , 程序自动进行时间累加，并寻找到实际经过物料时的分段 i,当第i段经过计量 托辊时，采集到的重量信号值减去该对应分段 i处的实际皮重值从而得到实际 物重, 这样得到的物重会非常接近真实值。这就是分段去皮的思想 , 即利用传 感器采样到的重量值减去刚好经过计量托辊时的这一小段皮重值 , 只要这一 段皮带划分的小段很小 , 能够认为在这样一小段上皮带的厚度相差不大。
如图2,假设采用的皮带长度约为 6000毫米，在满足CPU采样时间的要 求下，我们将皮带分为150段,大概每段的长度在40毫米左右，在此长度范围 内, 皮带的均匀性差异很小 , 能够认为是同样的厚度 , 采样出每一个小段的皮 重,过实物时，将CPU的采样重量码值减去该段处的皮重码值 ，再计算累计值 如式（4）
M P=[K P/(M g-M oi)] X ( M P-M oi)(式四)
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称■区
■ ------------
称直信号进电控柜
伯垃经故大板玻大
图2 皮带皮■分段检測示意圏
基准点检测
由式一、 式二可知，电子皮带秤所计算的流量是一个速度和重量的积分 , 因此采用上述的分段去皮技术对速度和环形皮带长度的准确度要求极高。可 是由于存在皮带运转过程中的皮带打滑和皮带受热后的长度变化 一段时间后随着误差的积累难免出现寻段不准确的问题。 进行去皮操作的电子皮带秤具有较高的精度 时后），精度会急剧下滑。
为了解决这一问题，经过多方试验和探索，笔者总结出在皮带内植入金 属检测片作为皮带周长起始基准点并采用高性能接近开关感应此基点的方法 较为适宜。当皮带运转时，有金属片处的皮带经过接近开关下方 ，CPU采集到 一个开关量信号，并对皮带的起始点进行修正。
在实际应用时，为了防止电气元器件损坏造成无法检测到皮带基准点造 成的去皮重失败，我们在程序中设置了原点检测报警 ，并在去皮时同时记录 各段皮重，计算平均皮重，如果原点无法检测到，则在生产时应用平均皮重的 方法计算物重，做到了双重保障，确保生产的顺利进行，如图3、图4所示。
，因此运行
实际测试也证明，刚
，可是随着时间的推移（0.5-1小
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團3原点检测图
1 1
圈4去皮施程圈
应用实践
分段去皮和基准点检测的方法经过实际测试表明
，达到了预期的目标。
我们选用了一组PE（聚烯烃）材质的皮带进行实验，该皮带质地轻、 柔 软、易造型、透光性好、无毒，燃烧后所产生的废物主要为水和二氧化碳
，在
食品行业应用广泛，但其缺点是：耐候性差、 保温性差、 不易粘接。首先检 测了该皮带的厚度差，如表一。
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表一 PE带检测结果表
序号 厚度士 0.15 周长 周长差 1 2 3 4 5 厚度差/mm 接头处 1.67-1.69 横 1.80-1.84 纵 1.81-1.84 接头处 1.65-1.67 横 1.80-1.84 纵 1.79-1.84 接头处 1.67-1.69 横 1.82-1.86 纵 1.81-1.85 接头处 1.65-1.68 横 1.81-1.86 纵 1.81-1.85 接头处 1.65-1.68 横 1.81-1.85 纵 1.82-1.86 V V V V V V V V V V V V V V V 从表一中能够看出，该皮带在横向、 纵向上的厚度误差很小，而与街头处 相比却有0.16的差值，实际过码我们首先使用的是未进行分段去皮的程序 测量精度差强人意，如表二。
表二 PE带首次检验数据表
次序 第一次 第二次 第三次 精度/% 0.16 0.17 ，
次序 第四次 第五次 精度/% 0.16 0.25 0.23 对程序进行修改，采用了分段去皮和基准点检测后，再次进行过码检验 精度明显提高，如表三。
表三 PE分段去皮后检验数据表
次序 第一次 第二次 第三次 精度/% 0.06 0.04 次序 第四次 第五次 精度/% 0.02 0.13 0.08
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