[发明专利]一种电子皮带秤及其信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子皮带秤，尤其是指一种电子皮带秤及其信号处理方法。

背景技术

皮带秤是一种利用重力称重原理设计而成的一种连续物料流量计量设备，适用于建材、冶金、化工和粮食等行业作为粉状、颗粒状和小块料等非粘稠物料的计量和流量控制，具有可靠性高、适应范围广、安装高度要求低、可测流量范围大以及不需要专门给料设备的优点。

电子皮带秤的原理就是当被称量的物料通过皮带秤的称量段时，计量托棍上的称重传感器检测出其重量的大小(kg/m)，另外，安装在皮带上的速度检测器检测出皮带运转的线速度(m/s)，最后，将这两个信号送入演算器中相乘，即可计算出物料的瞬时流量(kg/s)及累计量。

图1为一种典型的现有电子皮带秤测量系统示意图。

如图1所示，现有的电子皮带秤测量系统包含皮带秤本体及演算器16，其中皮带秤本体包含：

秤体15，包括皮带与托辊151，秤体主杠杆和辅助杠杆以及安装支架等；图1中A，B为2个支点（分别设置在秤体主杠杆和辅助杠杆上）；C为检衡锤其作用是：电子皮带秤经实物链码标定后，在下次进行标定前，采用检衡锤替代实物链码进行相对的校验）；

称重传感器11，是物料重量的传感器，其是一种压力传感器，安装在秤体15的主要受力点上，其通过内部的电桥，产生一个代表载重皮带计量段受力大小的毫伏信号；

变换器12，与称重传感器11连接，将称重传感器11输出的代表所述皮带计量段受力大小的毫伏信号转变为代表皮带负荷的电流信号；

增幅器13（是一种信号放大器），将变换器12输出的代表皮带负荷的电流信号增幅成为皮带负荷的测量值，本实施例皮带负荷的测量值为4～20mA；

速度发生器14，产生代表载重皮带速度的脉冲信号，其安装在秤体25中皮带尾轮或者回程皮带上，速度发生器是一个依据长度编码的编码器，其产生的脉冲宽度都相同，因此皮带运行一米产生的脉冲个数是固定的常数（皮带动长一定，其产生的脉冲数也就一定，为常数），速度发生器24输出的是每秒产生的脉冲数，由于动长产生的脉冲数是已知的，因此可以计算出皮带的运转线速度；

演算器16，接收所述4～20mA信号及脉冲信号，经过演算器16计算得到被测物料的流量及累计量。

图1中皮带秤本体＋演算器是目前大多数电子皮带秤系统的标准配置，一般都是由生产厂商统一设计、制造，配套供货。不同的皮带秤配置相应的演算器，就可以产生标准的流量信号及累积量信号，这样可以使最终用户不需要了解皮带秤的技术细节，就可以实现信号处理。演算器的型号有多种多样，分别和不同的皮带秤相对应，如日本久保田KDB75、KDB85、KDB90，大和的CFC-100、CFC-200等。不同厂商的产品，甚至同一厂商的不同型号都很难相互替代，这就为设备维护、备件采购、系统升级都带来了很大的麻烦。

而PLC（可编程逻辑控制器）或DCS（集散控制系统）作为生产现场的控制器已得到普遍使用。

在演算器中实现电子皮带秤的信号处理，采用的是一种软硬件相结合的方法，其中的软件被固化在ROM中，其算法是不公开的。如果要采用PLC或DCS来直接处理电子皮带秤的信号，就要充分考虑PLC或DCS的扫描周期、系统负荷、计算精度等特性，因此，必须开发一种新的信号处理方法，以适合PLC或DCS进行电子皮带秤的信号处理。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种既能满足实际需求，又能适合PLC或DCS进行处理的电子皮带秤，以适用于各种类型的皮带秤。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电子皮带秤，其由皮带秤本体及与皮带秤本体连接的PLC或DCS组成，其中皮带秤本体包含：

秤体，包括皮带与托辊，秤体主杠杆和辅助杠杆以及安装支架；

称重传感器，是物料重量的传感器，其是一种压力传感器，安装在秤体的计量托辊上，输出代表载重皮带计量段受力大小的毫伏信号；

变换器，与所述称重传感器连接，将所述称重传感器输出的毫伏信号转变为代表所述皮带负荷的电流信号；

增幅器，是信号放大器，将所述变换器输出的电流信号增幅，成为皮带负荷测量值；

速度发生器，产生代表载重皮带速度的脉冲信号，其安装在秤体中皮带尾轮或者回程皮带上，是一个依据长度编码的编码器，其输出的是代表皮带的速度的每秒所产生的脉冲数；

所述PLC或DCS接收所述增幅器输出的电流信号及速度发生器输出的脉冲信号，经过PLC或DCS计算得到计量托辊的负荷率，皮带的速度以及物料的流量值。