電子皮帶秤測速傳感器的現場應用

                      電子皮帶秤測速傳(chuan) 感器的現場應用

從(cong) 稱重原理可知，電子皮帶秤所測量物料的瞬時流量的大小取決(jue) 於(yu) 兩(liang) 個(ge) 參數，即瞬時流量等於(yu) 稱重傳(chuan) 感器測量的承載器上物料負荷值q(kg/m)和測速傳(chuan) 感器測量的皮帶速度值v(m/s)兩(liang) 個(ge) 參數相乘所得，即：w(t)=qv

由此可見，測速傳(chuan) 感器的測量度和穩定性與(yu) 稱重傳(chuan) 感器的測量度和穩定性是同等重要的。目前稱重傳(chuan) 感器的度普遍提高到萬(wan) 分之幾，而測速傳(chuan) 感器的度大多在千分之幾，所以提高測速傳(chuan) 感器度是提高電子皮帶秤係統度有效的途徑之一。

測速傳(chuan) 感器的脈衝(chong) 信號進入顯示儀(yi) 表後，通常以3種方式完成與(yu) 稱重傳(chuan) 感器信號的相乘運算。*種方式是測速脈衝(chong) 信號經整形、放大後轉換成0～10V DC模擬信號，並作為(wei) 稱重傳(chuan) 感器的供橋電壓，在稱重傳(chuan) 感器內(nei) 實現乘法運算；第二種方式是測速脈衝(chong) 信號經整形、放大後轉換成模擬(或數字)信號，與(yu) 稱重傳(chuan) 感器放大後的模擬(或數字)信號在的乘法器裏進行乘法運算；第三種方式是測速脈衝(chong) 信號整形後直接作為(wei) 顯示儀(yi) 表中累加器的觸發信號，每接受一個(ge) 測速脈衝(chong) 信號，累加器就對稱重傳(chuan) 感器的輸入信號進行一次采樣，皮帶速度越快，累加器采樣的次數越多，采樣值不斷累加，因而以數字方式實行了乘法運算。

在電子皮帶秤使用過程中，涉及測速傳(chuan) 感器的問題不少，但由於(yu) 介紹這方麵的資料極少，用戶碰到這些問題往往束手無策。作者根據自身工作中的體(ti) 會(hui) 和經驗列舉(ju) 一些解決(jue) 問題的辦法，希望能對讀者解決(jue) 這類問題有所借鑒。

二、常用的測速傳(chuan) 感器

電子皮帶秤上所用測速傳(chuan) 感器目前主要有磁阻脈衝(chong) 式、光電脈衝(chong) 式兩(liang) 類。模擬式測速發電機式測速傳(chuan) 感器早已不再使用，取而代之的是上述兩(liang) 種輸出脈衝(chong) 信號的數字式測速傳(chuan) 感器。

1. 磁阻脈衝(chong) 式測速傳(chuan) 感器

磁阻脈衝(chong) 式測速傳(chuan) 感器中，線圈和磁鐵部分都是靜止的，與(yu) 被測件連接而運動的部分是用導磁材料製成的，當轉動件轉動時，改變了磁路的磁阻，因而改變了貫通線圈的磁通，在線圈中產(chan) 生了感生電勢。磁阻脈衝(chong) 式測速傳(chuan) 感器從(cong) 結構上看有開磁路和閉磁路兩(liang) 種。

在一個(ge) П型*磁鐵上裝有兩(liang) 個(ge) 相互串聯的感應線圈，滾輪與(yu) 皮帶直接摩擦旋轉並帶動等分齒輪旋轉。當等分齒輪的凸起部分與(yu) 磁極相對時，回路磁通zui大，當等分齒輪的凹陷部分與(yu) 磁極相對時，回路磁通zui小，感應線圈上便感應隨磁通變化的感應電壓。感應電壓變化的頻率f與(yu) 皮帶速度v成正比。這種測速傳(chuan) 感器結構簡單，但輸出信號幅度小。

當皮帶運行時，通過摩擦使滾輪旋轉，並帶動轉子磁杯轉動，轉子磁杯及定子磁杯相對安裝，其圓周端麵上都均勻地銑出多個(ge) 齒槽。當兩(liang) 個(ge) 磁杯的凸齒相對時，磁通zui大，當兩(liang) 個(ge) 磁杯的凸凹齒相對時，磁通zui小，從(cong) 而在線圈中感應出隨磁通而變化的感應電壓。

閉磁路測速傳(chuan) 感器結構較複雜，但密封好，輸出信號幅值大。磁阻脈衝(chong) 式測速傳(chuan) 感器用於(yu) 高轉速測量時，因磁路磁滯影響，使線圈中感應電壓太小而不易測量。

2. 光電脈衝(chong) 式測速傳(chuan) 感器

光電脈衝(chong) 式測速傳(chuan) 感器由裝在輸入軸上的開孔圓盤、光源、光敏元件等組成。當圓盤轉到某一位置時，由光源發射的光通過開孔圓盤上的孔照身到光敏元件上，使光敏元件感光，產(chan) 生一個(ge) 電信號。圓盤上的孔可以是1個(ge) 或多個(ge) ，取決(jue) 於(yu) 設備要求的脈衝(chong) 數。

三、應用測速傳(chuan) 感器的實例

1. 停用測速傳(chuan) 感器

對不調速的皮帶輸送機來說，皮帶速度的變化量大致為(wei) ±(0.3～0.5)%，這取決(jue) 於(yu) 供電電源頻率、電源電壓及負荷率，其中，供電電源頻率影響zui大。但對於(yu) 由大電網供電的用戶來說，由於(yu) 電網電源頻率相當穩定，所以通常皮帶速度的變化率小於(yu) ±0.2%。我們(men) 在現場早、中、晚多次測量不同負載率情況下的皮帶速度，其變化均小於(yu) ±0.2%。

據美國賽摩拉姆齊公司推薦：當皮帶速度變化超過±0.2%或稱重度要求高於(yu) ±0.5%時，應該采用測速傳(chuan) 感器。反過來說，當皮帶速度變化小於(yu) ±0.2%或稱重度要求低於(yu) ±0.5%時，則可以考慮不用測速傳(chuan) 感器，那麽(me) 在電子皮帶秤整個(ge) 係統裏是用什麽(me) 樣的方式替代測速傳(chuan) 感器的信號呢？

在幾乎的電子皮帶秤的顯示儀(yi) 表裏都有這樣一個(ge) 功能，即內(nei) 脈衝(chong) 、外脈衝(chong) 選擇功能。當選擇外脈衝(chong) 時，由安裝在皮帶輸送機上的測速傳(chuan) 感器向顯示儀(yi) 表提供脈衝(chong) 信號；當選擇內(nei) 脈衝(chong) 時，則由顯示儀(yi) 表本機內(nei) 的信號脈衝(chong) 源提供脈衝(chong) 信號。

我們(men) 在一個(ge) 選礦廠參觀時看到一台關(guan) 鍵的計量皮帶秤已經停用，詢問原因才知道是測速傳(chuan) 感器損壞造成的，因購買(mai) 備品備件困難而暫時棄用。我們(men) 讓用戶給顯示儀(yi) 表供電並調用菜單，當調到“Tacho. Active?”(測速傳(chuan) 感器有效?)時，我們(men) 看到可以選擇“yes”或“no”(這裏“yes”表示由安裝在皮帶輸送機上的測速傳(chuan) 感器向顯示儀(yi) 表提供脈衝(chong) 信號，“no”則表示由顯示儀(yi) 表本機內(nei) 的信號脈衝(chong) 源提供脈衝(chong) 信號)，當我們(men) 將選擇由“yes”改為(wei) “no”以後，又在菜單的下一步“Nominal Speed”(額定速度)中設置了實際速度值，皮帶秤顯示儀(yi) 表左上方的小光點又開始旋轉運動，表示有測速信號，皮帶秤又重新開始工作了。

一兩(liang) 天以後，現場維護人員又有了煩惱，當皮帶機停止運行時，由於(yu) 皮帶上有剩餘(yu) 物料或皮帶不均勻皮重造成顯示儀(yi) 表仍在緩慢跳字，造成不運物料而積算器仍不斷累積。我們(men) 又出了兩(liang) 個(ge) 主意：一是將小信號切除值(物料瞬時流量低於(yu) 此值，積算器不再累積)適當抬高，二是將皮帶輸送機電氣運行觸點接入顯示儀(yi) 表的供電回路，當皮帶輸送機停止運行時，顯示儀(yi) 表的電源也就斷開了。當然這隻是權宜之計，長時間還是要采取可靠的方法。

2. 測速傳(chuan) 感器的元件替換

某工廠原使用由OMRON旋轉編碼器組裝的測速傳(chuan) 感器，其分辨力是1024P/r(P—脈衝(chong) )，因旋轉編碼器損壞需要換，由於(yu) 要與(yu) 原有測速滾輪相配，希望使用原有型號的旋轉編碼器，而原有型號的旋轉編碼器早已淘汰，外形尺寸一致的現有產(chan) 品分辨力不是1024P/r，而是1000P/r，用戶一直不敢買(mai) 。我們(men) 了解情況後告訴用戶可以使用1000P/r的旋轉編碼器，並讓用戶在量程標定時適當作些調整即可。因為(wei) 旋轉編碼器的分辨力雖然降低了2.4%(相當於(yu) 速度信號測量值小了2.4%)，但通過調整量程係數(如將量程係數增大2.4%)是可以補償(chang) 回來的。

3. 用國產(chan) 測速傳(chuan) 感器替代產(chan) 品

或國產(chan) 電子皮帶秤的測速傳(chuan) 感器通常都是輸出脈衝(chong) 信號的，因而有可能使用國產(chan) 測速傳(chuan) 感器替代產(chan) 品。在某工廠使用了一台公司MSI電子皮帶秤，由於(yu) 隨機帶來的MD-256軸端安裝式測速傳(chuan) 感器進水損壞，送廠家修理需3個(ge) 月才能從(cong) 返回。我們(men) 采用國產(chan) CS-40返回皮帶安裝式光電測速傳(chuan) 感器替代，此時顯示儀(yi) 表顯示速度值為(wei) 0.634m/s，正好是原先顯示速度1.268m/s的一半，我們(men) 就調出菜單，在“速度常數P015”中將原來的缺省值“100”修改為(wei) “200”(相當於(yu) 做了一次乘法運算)，顯示值即與(yu) 原來值一致。由於(yu) 原先的軸端安裝式測速傳(chuan) 感器無法固定，使用時上下搖擺，實際測速值波動幅度達±5%，而且安裝位置的上方的樓板有個(ge) 洞，工人打掃衛生時，常常將衝(chong) 洗水從(cong) 洞口流下淌到測速傳(chuan) 感器接線盒內(nei) 使之損壞。采用國產(chan) 返回皮帶安裝式測速傳(chuan) 感器後，傳(chuan) 感器運行穩定，實際測速值波動幅度僅(jin) ±(1～2)%，反而提高了電子皮帶秤的檢測度。國產(chan) 測速傳(chuan) 感器的價(jia) 格僅(jin) 為(wei) 的1/3左右，所以在大多數情況下是有可能用國產(chan) 測速傳(chuan) 感器替代測速傳(chuan) 感器。

4. 用三線製測速傳(chuan) 感器替代兩(liang) 線製測速傳(chuan) 感器

前述選礦廠的皮帶秤用測速傳(chuan) 感器已損壞，這台測速傳(chuan) 感器是兩(liang) 線製，即與(yu) 顯示儀(yi) 表隻有兩(liang) 根連接線，由於(yu) 這種測速傳(chuan) 感器售價(jia) 很貴，我們(men) 就想用國產(chan) 三線製測速傳(chuan) 感器替代，將三線製測速傳(chuan) 感器的正電源、速度信號脈衝(chong) 兩(liang) 根連線按要求仍接入顯示儀(yi) 表的正電源、速度信號脈衝(chong) 兩(liang) 輸入端，而將第三根連接線(電源地)接到稱重傳(chuan) 感器的電源地輸入端(見圖4)接好後，皮帶秤顯示儀(yi) 表左上方的小光點又開始旋轉運動，表示此時顯示儀(yi) 表可接收三線製測速傳(chuan) 感器的信號，隨後我們(men) 又在菜單的“Charact. Values”(速度傳(chuan) 輸係數)一欄中對速度顯示值作了修正，電子皮帶秤工作就恢複正常了。

5. 用變頻器的脈衝(chong) 輸出替代測速傳(chuan) 感器

在某些稱重給料機應用時，如果稱重給料機皮帶的驅動電機是由變頻器控製的，由於(yu) 變頻器通常帶FMP(脈衝(chong) 波形輸出)，在正常應用不存在皮帶打滑及測量度要求不是很高的情況下，也可以用變頻器FMP脈衝(chong) 波形輸出替代測速傳(chuan) 感器接入顯示儀(yi) 表。應該注意的是，變頻器的FMP脈衝(chong) 波形輸出並不是真正的皮帶速度測量信號，而是稱重給料機皮帶驅動電機的控製給定信號，在不存在皮帶打滑的情況下，兩(liang) 者數值是一致的。