1 概述

1.1阵列式皮带秤工作原理 阵列式皮带秤由 N 个称重单元组成。 煤料通过称 重单元时， 称重传感器将质量信号转换成可测量的电 信号并传送给现场信号采集单元。 现场信号采集单元 将采集的模拟信号转换成数字信号， 再发送给终端处 理器。终端处理器通过一系列复杂的运算后，得到煤料 的质量。

1.2阵列式皮带秤组成 阵列式皮带秤由以下几个部分组成：称重单元、称 重显示器（含信号采集单元和终端处理器）、测速传感 器、现场接线盒。 称重单元采用特殊的称体结构， 由一个称重传感 器单点支撑，具有承载与力传递的功能。秤体与安装在 称台上的两组称重托辊组成一个独立的称重单元。 称 重显示器具备人机交互功能， 采用嵌入式工业控制机 以提高可靠性。

 2 皮带秤自身对计量精度的影响

2.1 皮带秤自身准确度 皮带秤自身的准确度会影响对煤炭的计量精度。 皮带秤准确度是由皮带秤制造厂商决定的， 一般分为 三个等级， 即：0.5 级， 动态累计误差不大于总质量的 0.5%；1 级， 动态累计误差不大于总质量的 1%；2 级， 动态累计误差不大于总重量的 2%。 其中，最高等级为0.5 级。

每个级别分别规定了该等级对应的各项指标，如 零点误差、累计误差、短期稳定性、长期稳定性、重复性 等，这些指标必须全部在标准范围内，才能称之为是对 应等级的皮带秤。

需要特别指出的是，市面上所谓的 0.25 级皮带秤 准确度为 0.25%， 其实仅仅是指皮带秤的累计误差在 0.25%之内，其它各项指标则没有保障，基本上是不符 合标准的。 再者，现有的皮带称国家标准中，所规定的 最高等级为 0.5 级，根本就没有 0.25 级的皮带秤。事实 上， 国家规定的初次检定和后续检定时的累计误差应 不大于该等级指标的一半， 即 0.5 级皮带秤检定时的 累计误差不大于 0.25%，1 级皮带秤不大于 0.5%，2 级 皮带秤不大于 1%。

可见，在选择皮带秤时，不能单纯追求高准确度， 而是要在保证一定准确度的基础上，选择稳定性高、质 量可靠的皮带秤。

2.2 皮带秤自身误差 皮带秤的自身误差也会影响计量精度。 日常工作 中，皮带秤的自身误差主要表现为皮带负荷测量误差、 皮带速度测量误差、 仪表数模转换与计算误差这三个 方面［1］ 。

 （1） 皮带负荷测量误差。 皮带负荷测量误差主要 有称量机构误差、传感器精度等级、荷重信号的放大与 传输误差等。 称量机构误差主要由生产商采用的机构 样式、物理材质、加工水平等决定，这一误差对皮带秤 计量精度的影响较大。

（2） 皮带速度测量误差。 皮带速度测量误差主要 是测速脉冲在触发计数器和测速脉冲传输时产生的误差。 市面上的皮带秤测速装置一般采用速度传感器来 测速， 速度传感器通过读取被测轴每转一周时光电变 换器输出的脉冲信号数量来计算被测轴转速。 这一误 差 通 过 硬 、 软件 处 理 ， 可 实 现 脉 冲 计 数 误 差 小 于 0．05％。 另外一种测速方法是通过测速编码器测速，测 速编码器在可动轴旋转时会输出脉冲， 可编程序控制 器或计数器收到脉冲后， 会根据单位时间内收到的脉 冲总量计算可动轴的转速。 测速编码器的误差通常小 于 0.1%。 无论采用哪种方式来测速，皮带速度的测量 误差一般不会大于 0.1%。 即使皮带机在低速运转时， 误差也会维持在 0.3%以下。

（3） 仪表数模转换与计算误差。 仪表数模转换与 计算误差包括数字信号与模拟信号之间转换的误差、 仪表计量测算时出现的误差， 现行仪表的数模转换与 计算误差一般小于 0.01%。

3 其它因素对精度的影响

除了皮带秤自身因素对皮带秤计量精度会产生影 响外，皮带秤安装质量、皮带张力、煤料不稳定、维护保 养、标定等也都会对计量精度产生影响［2］ 。

 3.1 皮带秤安装质量 皮带秤的安装基础必须牢固， 安装地点应尽量远 离振动较大的区域，因为皮带秤是对振动相当敏感的设 备，必须与产生振动的设备隔离，以减小振动对计量精度 的影响［3］ ，提高稳定性。皮带秤的安装应尽量水平，皮带 机倾角不能大于 15°［4］ 。 皮带秤的安装地点还应尽可能考虑计量过程的流 畅，减少物料转换、位移等过程，以避免中间环节所产 生的计量误差。 当在皮带秤附近施工时， 要注意保护皮带秤的传 感器。当皮带秤安装在户外时，最好给皮带秤加装防护 罩，以减小雨、雪、大风等外部恶劣环境因素对皮带秤 的影响。

3.2 皮带张力 皮带秤在运行计量时， 煤料的重力会间接地传到 称量单元上［5］ 。 虽然皮带张力在正常状态下是水平力， 但是当皮带上有煤料时就会产生竖直的作用力， 该竖 直力会影响煤料传到皮带上的重力。此外，皮带张力还 会随着皮带与煤料的运动而变化。 理论上张力可以给 予校准和补偿，但张力的补偿难度大、效果差。 在煤炭 装船作业过程中， 通常通过调节皮带张紧开关使皮带 张力保持稳定平衡，并经常更换皮带，定期检修，尽量 减小该因素对计量精度的影响。

3.3 煤料不稳定 煤料离开给料点后，处于不稳定状态，需要经过一 段时间的缓冲才能稳定下来［6］ 。 由于煤料的不稳定，会导致煤料的计量质量不准， 因此需要在煤料离开给料 点之后预留出一段皮带，从而使煤料停止不稳定状态， 并进一步稳定下来。 煤炭输送皮带的设计带速一般为 4.7 m/s 左右，因为皮带速度越快，煤料越不稳定，所以 缓冲带的皮带长度要尽可能长， 这样才能减小煤料不 稳定对计量精度的影响［7-8］ 。

 3.4 维修保养

皮带秤后期的维修保养至关重要， 要保持煤炭皮 带秤计量精度的长期准确， 必须要做好后期的维修保 养工作［9］ 。 一要注意滚筒和托辊的润滑，以保持皮带运 行轨迹长期稳定，防止皮带跑偏。二要做好煤料防漏工 作， 漏斗衬板可以在防漏的同时均匀煤料在皮带上的 分布。三要防止皮带意外划伤或撕裂，以保证皮带张力 的稳定。 四要做好称架的清洁工作， 保证煤料荷重正 常，而不是连同黏结在称架上的煤料一起称重。五要及 时清除黏结在皮带上的煤料， 皮带内外侧应设有刮料 清扫装置。六要定期更换皮带，皮带长期运行会导致其 张力发生变化。七要在皮带附近作业时，注意保护皮带 秤传感器，以免破坏皮带秤传感器。八要定期调节皮带 秤零点，定期对皮带秤挂码标定。

3.5 标定

皮带秤的标定质量对其计量精度有重要影响，常 用的皮带秤标定方式有四种：挂码标定、链码标定、实 物标定和电子标定。 所有标定方式都是为了确保皮带 秤的计量精度，保证煤料称重的准确性。 其中，挂码标 定、 链码标定是煤料皮带秤标定的两种较常用的标定 方式［10］ 。实物标定虽然精确度相对较高，但标定投入成 本太大，涉及到实物处置问题，除非特殊要求，一般不 使用实物标定。 挂码标定时，皮带机空载运行一段时间，然后进行 调零工作。 调零结束后，再使皮带机停止运行，将砝码 放置在专用的砝码盘上进行标定。 链码标定装置包含 静态链码标定和动态链码标定两种。 在皮带秤标定过程中，有几点需要注意的事项。

 （1） 为保证皮带秤精度， 必须采用精度比较高的 静态秤来称量煤料。

 （2） 为保证皮带秤稳定性， 必须在标定前先使皮 带运行一段时间。

 （3） 为避免水汽蒸发影响皮带秤计量精度， 物料 必须要保持较干燥。

 （4） 为排除皮带质量不均匀所引起的偏差， 必须 在皮带运行整数圈的情况下取皮带质量的平均值。 以上所述事项在标定时都会对皮带秤的计量精度 产生影响，因此使用皮带秤时，需要根据实际情况，选 择合适的标定方式。

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