電子皮帶秤測速傳感器的現(xiàn)場應用

　　一 概述  

　　從稱重原理可知，電子皮帶秤所測量物料的瞬時流量的大小取決于兩個參數(shù)，即瞬時流量等于稱重傳感器測量的承載器上物料負荷值q（kg/m）和測速傳感器測量的皮帶速度值v（m/s）兩個參數(shù)相乘所得，即：w（t）=qv  

　　由此可見，測速傳感器的測量精確度和穩(wěn)定性與稱重傳感器的測量精確度和穩(wěn)定性是同等重要的。目前稱重傳感器的精確度普遍提高到萬分之幾，而測速傳感器的精確度大多在千分之幾，所以提高測速傳感器精確度是提高電子皮帶秤系統(tǒng)精確度有效的途徑之一。  

　　測速傳感器的脈沖信號進入顯示儀表后，通常以3種方式完成與稱重傳感器信號的相乘運算。第一種方式是測速脈沖信號經(jīng)整形、放大后轉換成 0～10V DC模擬信號，并作為稱重傳感器的供橋電壓，在稱重傳感器內實現(xiàn)乘法運算；第二種方式是測速脈沖信號經(jīng)整形、放大后轉換成模擬（或數(shù)字）信號，與稱重傳感器放大后的模擬（或數(shù)字）信號在專用的乘法器里進行乘法運算；第三種方式是測速脈沖信號整形后直接作為顯示儀表中累加器的觸發(fā)信號，每接受一個測速脈沖信號，累加器就對稱重傳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(shù)越多，采樣值不斷累加，因而以數(shù)字方式實行了乘法運算。  

　　在電子皮帶秤使用過程中，涉及測速傳感器的問題不少，但由于介紹這方面的資料極少，用戶碰到這些問題往往束手無策。作者根據(jù)自身工作中的體會和經(jīng)驗列舉一些解決問題的辦法，希望能對讀者解決這類問題有所借鑒。  

　　二 常用的測速傳感器  

　　電子皮帶秤上所用測速傳感器目前主要有磁阻脈沖式、光電脈沖式兩類。模擬式測速發(fā)電機式測速傳感器早已不再使用，取而代之的是上述兩種輸出脈沖信號的數(shù)字式測速傳感器。  

　　1. 磁阻脈沖式測速傳感器  

　　磁阻脈沖式測速傳感器中，線圈和磁鐵部分都是靜止的，與被測件連接而運動的部分是用導磁材料制成的，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(chǎn)生了感生電勢。磁阻脈沖式測速傳感器從結構上看有開磁路和閉磁路兩種。  

　　在一個П型永久磁鐵上裝有兩個相互串聯(lián)的感應線圈，滾輪與皮帶直接摩擦旋轉并帶動等分齒輪旋轉。當?shù)确铸X輪的凸起部分與磁極相對時，回路磁通最大，當?shù)确铸X輪的凹陷部分與磁極相對時，回路磁通最小，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與皮帶速度v成正比。這種測速傳感器結構簡單，但輸出信號幅度小。  

　　當皮帶運行時，通過摩擦使?jié)L輪旋轉，并帶動轉子磁杯轉動，轉子磁杯及定子磁杯相對安裝，其圓周端面上都均勻地銑出多個齒槽。當兩個磁杯的凸齒相對時，磁通最大，當兩個磁杯的凸凹齒相對時，磁通最小，從而在線圈中感應出隨磁通而變化的感應電壓。  

　　閉磁路測速傳感器結構較復雜，但密封性能好，輸出信號幅值大。磁阻脈沖式測速傳感器用于高轉速測量時，因磁路磁滯影響，使線圈中感應電壓太小而不易測量。  

　　2. 光電脈沖式測速傳感器  

　　光電脈沖式測速傳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(fā)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(chǎn)生一個電信號。圓盤上的孔可以是1個或多個，取決于設備要求的脈沖數(shù)。  

　　三 應用測速傳感器的實例  

　　1. 停用測速傳感器  

　　對不調速的皮帶輸送機來說，皮帶速度的變化量大致為±（0.3～0.5）%，這取決于供電電源頻率、電源電壓及負荷率，其中，供電電源頻率影響最大。但對于由大電網(wǎng)供電的用戶來說，由于電網(wǎng)電源頻率相當穩(wěn)定，所以通常皮帶速度的變化率小于±0.2%。我們在現(xiàn)場早、中、晚多次測量不同負載率情況下的皮帶速度，其變化均小于±0.2%。  

　　據(jù)美國賽摩拉姆齊公司推薦：當皮帶速度變化超過±0.2%或稱重精確度要求高于±0.5%時，應該采用測速傳感器。反過來說，當皮帶速度變化小于±0.2%或稱重精確度要求低于±0.5%時，則可以考慮不用測速傳感器，那么在電子皮帶秤整個系統(tǒng)里是用什么樣的方式替代測速傳感器的信號呢？  

　　在幾乎所有的電子皮帶秤的顯示儀表里都有這樣一個功能，即內脈沖、外脈沖選擇功能。當選擇外脈沖時，由安裝在皮帶輸送機上的測速傳感器向顯示儀表提供脈沖信號；當選擇內脈沖時，則由顯示儀表本機內的信號脈沖源提供脈沖信號。  

　　我們在一個選礦廠參觀時看到一臺關鍵的計量皮帶秤已經(jīng)停用，詢問原因才知道是測速傳感器損壞造成的，因購買備品備件困難而暫時棄用。我們讓用戶給顯示儀表供電并調用菜單，當調到“Tacho. Active?”（測速傳感器有效?）時，我們看到可以選擇“yes”或“no”（這里“yes”表示由安裝在皮帶輸送機上的測速傳感器向顯示儀表提供脈沖信號，“no”則表示由顯示儀表本機內的信號脈沖源提供脈沖信號），當我們將選擇由“yes”改為“no” 以后，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。 

　　一兩天以后，現(xiàn)場維護人員又有了新的煩惱，當皮帶機停止運行時，由于皮帶上有剩余物料或皮帶不均勻皮重造成顯示儀表仍