概述 

電子皮帶秤是皮帶輸送機(jī)輸送固體散狀物料過程中對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)稱重的一種計(jì)量設(shè)備，早期的電子皮帶秤使用了稱重傳感器、測(cè)速傳感器兩類傳感器，而傾角傳感器只是在需要測(cè)量皮帶傾角的特殊情況下才使用的。如果皮帶輸送機(jī)輸送物料過程中的傾角有較大范圍的變化（特別是在皮帶輸送機(jī)本身傾角就比較大的情況傾角再有變化），對(duì)皮帶秤的使用準(zhǔn)確度就會(huì)產(chǎn)生很大的影響。 

傾角變化對(duì)皮帶秤的使用準(zhǔn)確度的影響

當(dāng)皮帶輸送機(jī)水平安裝時(shí)，承載器上安裝的稱重傳感器所受的力如為F2，那么當(dāng)皮帶輸送機(jī)安裝有一定傾角α時(shí)（見圖1），承載器上安裝的稱重傳感器所受的力則為F1。 

F 1=F 2×cosα （1） 

COSα值的大小決定了對(duì)秤的使用準(zhǔn)確度的影響程度，可見表1。

分析一下表1，可以得到這樣幾個(gè)結(jié)論： 

1）因?yàn)閏osα值始終小于1，所以皮帶輸送機(jī)傾角變化的影響使得皮帶秤秤架的受力減少，例如，α=15°時(shí)，cosα =0.9659，如果F2=100kg，則F 1=F 2×cosα =100×0.9659=96.59（kg）如果皮帶輸送機(jī)在使用過程中傾角由0°變化到15°，則由此產(chǎn)生的誤差為3.41%，這樣大的誤差值是不允許的。 

2）當(dāng)皮帶輸送機(jī)在0°傾角（即平皮帶輸送機(jī)）或低傾角運(yùn)行時(shí)，傾角度數(shù)的稍許變化對(duì)稱量準(zhǔn)確度影響不大。例如當(dāng)傾角度數(shù)變化發(fā)生在0°到3°之間時(shí)，cosα值僅從1.0000減少到0.9986，即由角度變化引起的zui大誤差還不到0.12%；當(dāng)傾角度數(shù)變化發(fā)生在0°到8°之間時(shí)，cosα值僅從1.0000減少到0.9903，即由角度變化引起的zui大誤差還不到1%；所以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)允許誤差范圍內(nèi)，在皮帶輸送機(jī)低傾角運(yùn)行時(shí)某些小范圍的角度變化也可以忽略不計(jì)。 

3）當(dāng)皮帶輸送機(jī)在大傾角運(yùn)行時(shí)，傾角度數(shù)的變化對(duì)稱量準(zhǔn)確度影響較大。例如當(dāng)皮帶輸送機(jī)固有位置在18°傾角運(yùn)行時(shí)，如果傾角減小到17°，則由角度變化引起的誤差達(dá)到：(0.95630.9511)/0.9511=+0.55(%)如果傾角增加到19°，則由角度變化引起的誤差達(dá)到：(0.9455-0.9511)/0.9511=-0.59(%)對(duì)于某些高準(zhǔn)確度的計(jì)量皮帶秤來說，在這種情況下皮帶輸送機(jī)傾角度數(shù)的1°變化將導(dǎo)致近0.6%的誤差，這是很難被認(rèn)可的。 

由此可見，以下任何一種情況出現(xiàn)時(shí)需要設(shè)置傾角傳感器對(duì)皮帶輸送機(jī)的傾角變化進(jìn)行補(bǔ)償；皮帶輸送機(jī)傾角變化范圍大；皮帶輸送機(jī)固有位置的傾角較大且皮帶輸送機(jī)傾角有一定范圍的變化；皮帶輸送機(jī)對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度要求較高且皮帶輸送機(jī)傾角有可能發(fā)生變化。 

對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)合，需了解皮帶輸送機(jī)固有位置的傾角和傾角可能的變化范圍，然后采用上述計(jì)算方法計(jì)算出由角度變化引起的zui大誤差。作者建議，如果計(jì)算所得誤差值小于計(jì)量準(zhǔn)確度要求值的1/3，則可以不設(shè)置傾角傳感器對(duì)皮帶輸送機(jī)的傾角變化進(jìn)行補(bǔ)償。如果大于計(jì)量準(zhǔn)確度要求值的1/3或傾角可能的變化范圍難以確定，則一定要設(shè)置傾角傳感器對(duì)皮帶輸送機(jī)的傾角變化進(jìn)行補(bǔ)償。 

傾角傳感器工作原理

傾角傳感器有多種結(jié)構(gòu)形式，其工作原理也各不相同，如采用“液體擺”、重力加速度、磁阻尼等原理的電子傾角傳感器。下面以采用“液體擺”的電子傾角傳感器來介紹其工作原理（見圖2）。 

如圖所示，在玻璃殼體內(nèi)裝有導(dǎo)電液，并有A、B、C三根鉑電極和外部相連接，三根電極相互平行且間距相等。當(dāng)玻璃殼體處于水平位置時(shí)（見圖2左），三根電極插入導(dǎo)電液的深度相同。如果在兩根電極之間加上幅值相等的交流電壓時(shí)，電極之間會(huì)形成離子電流，兩根電極之間的液體相當(dāng)于兩個(gè)電阻RI和RIII。若液體擺水平時(shí)，則RI＝RIII。當(dāng)玻璃殼體處于傾斜位置時(shí)（見圖2右），電極間的導(dǎo)電液不相等，三根電極浸入液體的深度也發(fā)生變化，但中間電極B浸入深度基本保持不變，而左邊電極C浸入深度小，則導(dǎo)電液減少，導(dǎo)電的離子數(shù)減少，電阻RI增大，右邊電極A浸入深度大，則導(dǎo)電液增加，導(dǎo)電的離子數(shù)增加，電阻RIII減少，即RI＞RIII。反之，若傾斜方向相反，則RI＜RIII。這樣，通過電橋電路可將電阻值的變化量轉(zhuǎn)換為mV電信號(hào)量，由此可得到相應(yīng)傾角的變化值。還可根據(jù)液體位置變化引起應(yīng)變片的變化，從而引起輸出電信號(hào)變化而感知傾角的變化。 

傾角傳感器的安裝

圖3是一臺(tái)安裝在皮帶輸送機(jī)縱梁上的傾角傳感器，由于皮帶輸送機(jī)的縱梁zui為堅(jiān)固，其位置變化zui能反映皮帶輸送機(jī)傾角的變化，所以通常就安裝在這個(gè)位置上。安裝時(shí)，僅僅只需要用螺栓將傾角傳感器固定在縱梁上即可。 

傾角傳感器的應(yīng)用 

據(jù)系統(tǒng)設(shè)備（System Equipment）公司介紹，該公司的傾角傳感器的補(bǔ)償范圍是0~30°，補(bǔ)償?shù)男Ч强梢詫⒀a(bǔ)償前造成的誤差減少到1/50，典型的數(shù)值是可將皮帶輸送機(jī)傾角變化所造成的誤差減少到0.15%。 

美國賽默飛歇爾• 拉姆齊公司的MT2000、MT3000系列累計(jì)器可接入10-44-3型傾角傳感器（該公司稱為傾斜補(bǔ)償器），傳感器為磁阻尼原理，傾角傳感器安裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼的頂面與輸送機(jī)縱梁平行固定安裝，通常機(jī)殼安裝在皮帶秤承載器附近1.5m范圍內(nèi)。

當(dāng)輸送機(jī)傾角改變時(shí)，傾角傳感器安裝的機(jī)殼也同步改變傾角，其輸出信號(hào)也隨之改變。10-44-3型傾角傳感器的電源電壓為直流8.6V~20.0V，測(cè)量范圍為±18°，輸出信號(hào)為0~8VDC。目前傾角傳感器在皮帶秤上的應(yīng)用主要集中在原料場(chǎng)斗輪堆取料機(jī)（見圖4）及移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)上。 

山東濟(jì)寧三號(hào)煤礦煤碼頭擔(dān)負(fù)著煤炭外運(yùn)任務(wù)，由于客戶對(duì)煤炭種類需求繁多，這就需要進(jìn)行配煤，因此需要在斗輪堆取料機(jī)安裝電子皮帶秤，以提高配煤準(zhǔn)確度。皮帶秤安裝在斗輪堆取料機(jī)大臂的皮帶機(jī)上，堆取料機(jī)的大臂會(huì)根據(jù)堆取高度的不同而俯仰作業(yè)，皮帶秤的負(fù)載在垂直方向的力是一直變化的，通常這種角度的變化在-16°~+16°度之間。因此，為了修正由于斗輪堆取料機(jī)大臂角度變化帶來的影響，應(yīng)用于斗輪堆取料機(jī)的濟(jì)南金鐘ICS-L-XF4型皮帶秤上配置了傾角補(bǔ)償器，從而使計(jì)量準(zhǔn)確度度達(dá)到0.5%。 

移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)操作要求皮帶機(jī)整機(jī)移動(dòng)、機(jī)架俯仰、左右旋轉(zhuǎn)，因此皮帶輸送機(jī)的傾角在使用過程中頻繁變化，江蘇南京三埃公司為此研制成功“高精度移動(dòng)式皮帶秤”，該秤可以在上述操作條件下同時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確稱重，使用中免維護(hù)，稱重準(zhǔn)確度可長期保持在≤0.5%。(end)北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司。