[发明专利]差动应变式光纤Bragg光栅悬浮型皮带秤

说明书

技术领域

本发明涉及连续流动材料在流动时称重的装置技术领域，尤其涉及一种差动应变式光纤Bragg光栅悬浮型皮带秤。

背景技术

电子皮带秤称重桥架安装于输送机架上，当物料经过时，计量托辊检测到皮带机上的物料重量，通过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号。在皮带秤上有一个称重传感器装在称重桥架上，工作时，将检测到皮带上的物料重量送入称重仪表，同时由测速传感器皮带输送机的速度信号也送入称重仪表，仪表将速度信号与称重信号进行积分处理，得到瞬时流量及累计量。速度传感器直接连在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮带速度。称重仪表从称重传感器和速度传感器接收信号，通过积分运算得出一个瞬时流量值和累积重量值，并分别显示出来。

皮带秤主要有机械式和电子式两大类。后来出现了TTS型皮带秤，TTS系列新型电子皮带秤产品采用了模型化计量原理，皮带称多参数信息融合技术弥补了使用“单一传感器”所固有的缺陷，将多台传感器分布在皮带输送机的不同特征点上，从地域角度构成了多传感器信息感知系统；利用数据库技术从时域角度定量的反映称重系统的状态。TTS型电子皮带秤从皮带秤本身计量性能和皮带秤环境适用性两方面彻底解决了皮带秤精度、稳定性、高成本维护等长期和普遍存在的问题。由于悬浮型皮带秤的换能元件大多采用电阻应变片，测量精度受到电磁干扰的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种差动应变式光纤Bragg光栅悬浮型皮带秤，所述皮带秤可同时对温度和压力进行测量且抗电磁干扰能力强，实现了皮带秤的实时准确测量。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种差动应变式光纤Bragg光栅悬浮型皮带秤，其特征在于：包括静态梁、称重托辊、光纤Bragg光栅、等强度悬臂梁、动态梁、皮带输送机纵梁和信号处理装置，所述静态梁固定在两根皮带输送机纵梁之间，等强度悬臂梁的受力端与动态梁固定连接，等强度悬臂梁的固定端固定在输送机纵梁之间的静态梁上，动态梁与称重托辊的固定底座固定，沿等强度悬臂梁的上、下表面中心线各固定一支光纤Bragg光栅，光纤Bragg光栅通过信号线与信号处理装置连接。

优选的，所述等强度悬臂梁的前后两侧设有平行板簧，平行板簧的一端与静态梁固定连接，平行板簧的另一端与动态梁固定连接，平行板簧、静态梁和动态梁构成框架结构，所述等强度悬臂梁位于所述框架内。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述皮带秤将等强度悬臂梁的固定端和自由端分别固定在静态梁和动态梁上，光纤Bragg光栅固定在等强度悬臂梁上，通过把等强度悬臂梁的挠度变化转换成对光纤Bragg光栅的中心波长移位的测量来实现皮带秤的实时称重。利用粘贴于等强度悬臂梁上、下表面的光纤Bragg光栅对温度和压力响应的差异性，可实现对温度和压力的同时测量。由于光纤Bragg光栅是电绝缘材料，因此具有抗电磁干扰能力强的优点，光纤Bragg光栅传感器适用于电磁干扰情况下的皮带秤称重，可实现准确测量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的拆除皮带的主视结构示意图；

图2是本发明的拆除皮带和称重托辊的俯视结构示意图；

其中：1、静态梁2、称重托辊3、螺栓4、光纤Bragg光栅5、等强度悬臂梁6、动态梁7、平行板簧8、输送机纵梁9、信号处理装置。

具体实施方式

如图1-2所示，一种差动应变式光纤Bragg光栅悬浮型皮带秤，动态梁6与称重托辊2的固定底座连成一体，等强度悬臂梁5的受力端与动态梁6固定相连，等强度悬臂梁5的固定端固定在静态梁1上，沿等强度悬臂梁5的上、下表面各固定一支光纤Bragg光栅4，光纤Bragg光栅4用信号线与信号处理装置9连接。

所述等强度悬臂梁5的上、下表面固定的光纤Bragg光栅4位于中心线位置，等强度悬臂梁5两端采用螺栓连接来分别与静态梁1和动态梁6固定。输送物料时物料对皮带的压力通过称重托辊2传递给动态梁6，动态梁6又将力传递给等强度悬臂梁5，等强度悬臂梁5产生挠度（形变量）变化，从而引起光纤Bragg光栅波长位移变化。

所述皮带秤测量物料质量的原理是：物料输送时物料对皮带的压力通过称重托辊传递给动态梁，动态梁再将压力传递给等强度悬臂梁，根据力传递可知，物料输送时物料质量M与等强度悬臂梁自由端所受力F的关系为：

F=Mg  1）

其中g为重力加速度。