[发明专利]全光纤传感的皮带机称重装置及其称重方法

说明书

技术领域

本发明涉及散装物料的流量计重技术领域，具体涉及全光纤传感的皮带机称重装置及称重方法。

背景技术

皮带秤是在皮带机输送物料过程中进行物料连续自动计重的设备。其主要特点是称重过程是连续和自动进行的，不需要操作人员的干预，因此被广泛应用在与国民经济息息相关的领域，如粮食、煤炭、石化、矿山、冶金、建材、制药等领域。

皮带秤的诞生已有一百多年的历史。1908年，美国人赫尔伯特·梅里克(Herbert·Merrick)发明了一种皮带输送机使用的称重设备，这一发明开创了测量固体物料流量的方法，被称为梅里克型机械式皮带秤。

随着工业技术的发展，从最早期的机械式皮带秤，到机械电子秤，再到二十世纪90年代的微机皮带秤，丰富了皮带秤的类型，而且皮带秤在发达国家已经得到十分广泛的应用。皮带秤的传感器、秤架、二次仪表、安装、检定和试验等各方面也取得了长足的进展，并建立了针对散装物料动态称重的专门试验机构，有众多的学者和科研人员在从事这方面的开发研究。

国内从50年代开始设计、制造滚轮式机械皮带秤。到60年代后期开始使用电子仪表式皮带秤。当时国内传感器的制造工艺和电子技术水平不高，造成该类电子仪表式皮带秤同机械皮带秤一样在使用中的准确度和稳定性较差，因而没有得到用户的普遍认可。从1978年起，国内投入使用了第一台多托辊皮带秤。80年代又从美国、日本、德国等国家引入了皮带秤的设计制造和计量检测技术，使得我国皮带秤技术有了较大的发展。30余年来，走过了从模仿到有所创新的历程。

目前，我国散货物流领域装备了数万台皮带秤，仅石化行业，其散装原料（如煤粉）和散装成品（如聚乙烯料、尿素等）的输送和计量就有很大的需求。随着我国国民经济的不断发展，急需可靠和安全的皮带秤称重计量设备来满足输送和计量的需求。

但现有的皮带秤大都采用传统电阻应变片进行称重，导致有的皮带秤对环境要求比较严，只能在规定的使用环境温度下使用，高于这个温度范围其就不能正常工作。另一些皮带秤因秤架正上方悬有一强磁铁来除去输送物料中的铁质杂物，使得皮带秤称重传感器输出特性变坏，致使计量无法进行。还有一些皮带秤传感器的信号连接电缆与皮带动力电缆并排敷设在同一个桥架内，动力电缆的电磁场造成显示数据不准。尤其是在煤炭和石化现场，还存在需要对现场皮带秤的电路防爆处理等问题。

综上，现有皮带秤存在的问题是：难以满足在粉尘、潮湿、腐蚀的作业场所和/或易燃易爆作业场所的散装物料的精确称重的需要，容易出现信号零点漂移、易受电磁干扰、易受腐蚀、防爆不合格等。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是，提供一种全光纤传感的皮带机称重装置，该称重装置适用于对粉尘、潮湿、腐蚀的作业场所和/或易燃易爆作业场所的散装物料的更精确称重。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的全光纤传感的皮带机称重装置，包括：皮带机皮带、称架、皮带机滚轮，所述皮带机滚轮设在称架上，所述皮带机皮带设在皮带机滚轮上；光纤称重传感器，设在称架上；速度光纤传感器，与皮带机滚轮连接；光纤接续箱，所述光纤称重传感器、速度光纤传感器分别通过光纤连接到光纤接续箱；和控制室，所述光纤接续箱与控制室通过光纤连接，控制室对接收到的信号进行处理并显示称重重量与皮带速度。

与现有技术相比，本发明的全光纤传感的皮带机称重装置具有以下优点：该装置现场无电信号、抗干扰能力强，耐腐蚀、不受环境温度变化影响，具有长期稳定性好、可靠性高、测量准确等优点，并具有解调现场数个皮带输送带称重监测点波长信号的能力，可以在恶劣条件下长时间在线稳定工作。

在一个实施例中，所述控制室包括波长解调器、速度解调仪、数据处理终端和显示与监测端，所述光纤接续箱分别通过光纤与波长解调器和速度解调仪连接，所述波长解调器和速度解调仪均与数据处理终端连接，所述数据处理终端与显示与监测端连接。将经过光纤接续箱传递的信号传递到控制室，信号处理和显示等设备均设在控制室内以克服环境的影响，使得设备更耐用，称重更准确。

在一个优选的实施例中，所述光纤称重传感器为带有两个光纤布拉格光栅环形应变片的双孔平行梁称重传感器。光纤布喇格（Bragg）光栅（即FBG）应变片有高精度和高灵敏度、不受电磁干扰、现场无电信号、尺寸小、重量轻、耐环境温度变化、传输距离远、耐腐蚀、成本低等突出优点。采用光纤光栅应变检测技术和光纤测速技术动态制成的双孔平行梁称重传感器在线地检测皮带机的受力和速度等数据，达到准确计量散货输送重量的目的。