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失重秤是在靜態秤計量基礎上發展起來的以微處理機為核心的自動化控制裝置， 廣泛用于冶金、 建材、 化工等行業的典型生產工藝的配料， 例如粉料、顆粒料、 片料、 球料等的計量配送。它分為兩種工作方式， 一種是批次配料， 特點是間隙式喂料， 誤差控制在 0． 1%左右;另一種是用于流量控制的連續式配料， 誤差一般控制在 0． 2% ～ 0． 5% 之間， 可以控制一定的物料流速向下游裝置添加規定質量的物料， 用于連續生產過程。筆者以連續喂料方式的德國申克失重稱為例， 著重介紹失重秤的結構原理、 日常維護和故障檢修。

1 失重秤結構、 失重秤工作原理和控制流程

1．1 失重秤結構

失重秤一般由載荷傳感器、 機架、 攪拌裝置(電機)、 計量倉、 螺旋下料器(電機)、 支架鎖緊裝置 、軟連接、 稱重控制器等部分組成。如圖(1)所示:載荷傳感器是失重秤的核心部件， 多采用堅固的高分辨電阻應變片傳感器， 其構造為一標準電橋形式， 其中一個橋臂使用應變電阻片粘貼于鋼性材料上， 當受力時， 加入標準橋壓后， 電橋輸出電壓隨橋臂電阻變化成正比。該失重秤采用兩只傳感器，將載荷轉變為電壓信號傳輸給控制系統。

1． 1． 1 機 架

機架是其它組件與裝置的支撐體架， 稱重傳感器安裝在上面。

1． 1． 2 攪拌裝置( 電機)

主要用于對流動性差的物料進行輔助卸料， 一般由簡易的帶螺旋葉片或釘齒的破拱臂機驅動電機組成， 通過破拱臂的旋轉， 避免物料的架橋或粘結現象。

1． 1． 3 計量倉

計量倉是稱重物料的承載體， 材料選取要根據物料的特性而定， 其容積按照在zui大輸料流量工藝下 3 min 的喂料量選定。

1． 1． 4 螺旋下料器( 電機)

螺旋給料機比其它的封閉式出料裝置更為*， 它既能均勻地輸送物料， 也可以防止粉狀物料的飛揚與噴射， 采用變頻技術改變電機的轉速對下料速度進行連續調節。

1． 1． 5 稱重控制器

計量控制裝置由智能型稱量儀表和自動控制系統組成， 用于對各種參數的設定、 報警信息的查看以及失重稱的控制和核定等。

1． 1． 6 軟連接

失重秤的進、 出料口一般應采用氣密封軟連接，以保證儲料罐和后接設備的連接不妨礙稱重。

1． 2 失重秤工作原理和過程

失重秤通過安裝在托架底部的兩只應變電阻式稱重傳感器來測量單位時間內計量倉物料質量的損失， 將實際下料流量與設定流量進行比較， 用變頻器控制螺旋出料電機的轉速， 使下料流量與設定值相符。

失重秤工作分 2 個階段:

a)加料階段:當計量倉物料質量低于控制器設定的下限時， 控制器發出指令， 打開儲料罐下端的控制閥， 物料進入計量倉。此時無法通過傳感器測得流率， 控制器工作在容積狀態， 即開環控制狀態， 保持變頻調速電機速度和填充前一致， 由于填充過程很短， 對控制精度影響很小;

b)稱重階段:當填充到倉重上限時， 控制器輸出信號關閉控制閥， 計量倉停止加料， 進入稱重控制狀態， 即閉環控制狀態， 單位時間傳感器檢測的倉重減小量即為物料流率， 通過與流率設定值比較對電機進行變頻速度控制， 此階段控制精度較高， 當倉重低于下限值， 重復上述過程。見圖(2)所示。

2 失重秤的日常維護(以申克稱為例)

失重秤是自動化計量程度較高的配料設備， 從原理上不受秤體與給料機構的機械變化影響，兼有靜態秤和動態秤的特點。因此， 在連續生產運行一段時間(3 個月)后， 有必要進行一系列精細化維護和保養。

2． 1 靜態維護

首先檢查與失重秤相連接的軟連接， 如有破損、老化等現象更換之。根據秤體標牌的zui大量程， 準備相應砝碼， 能夠標定zui大量程的 25%、 50%、75%、 100%。

2． 1． 1 去皮重校準

a) 按功能鍵 ， 操作選擇鍵  ， 找到Calib． Functions;

b) 按 進入， 操作選擇鍵， 找到 Tw:Tare;

c) 按{C}{C}，程序自動運行， 待穩定后， 按確定， 按 取消。

2． 1． 2 靜態校準

a) 按功能鍵 ， 操作選擇鍵， 找到Calib． Functions;

b) 按進入， 操作選擇鍵， 找到 CW: Weight Check;

c) 按，程序自動運行， 待穩定后， 會有兩行顯示， 上邊顯示為校正需要的砝碼質量， 下邊顯示為現在料倉里的物料質量。將校正需要的一定質量的砝碼放置于料倉頂部;

d) 按，程序自動運行， 待穩定后， 按確定， 按取消， 校正完畢， 取下砝碼。

2． 1． 3 zui大量程調整

逐一加砝碼至滿量程， 觀察控制器校秤畫面的顯示是否和秤體所加砝碼質量一致， 然后在校秤畫面點擊校滿秤， 誤差要求小于 0． 1%。

2． 2 動態維護

2． 2． 1 用砝碼調整失重秤 4 個角

用 25 kg 的砝碼分別放在失重秤 4 個角上， 檢查誤差是否在允許范圍內， 若不在允差范圍 0． 1%內， 還需調整兩個稱重傳感器與秤體的緊固螺栓， 使誤差滿足要求。

2． 2． 2 動態校準

a) 先設定大約額定量程的 50% (不能小于30%)， 啟動加料器;

b) 按 功能鍵， 操作選擇鍵， 找到 Calib． Functions; 按 進 入，操 作 選 擇 鍵找到 Adapt Vol． Disch，按 進入;

c) 等待顯示的數值穩定小幅變化時， 按確定， 按 取消;

d) 連續帶料運行至少 10 min， 從失重秤出口排出的料用高 1 個精度等級的電子秤稱此料， 與設定值比較， 誤差小于 0． 5%。

3 故障檢修

3． 1 發現程序控制面板顯示的實際粉體質量有漂

移， 范圍為正負 3 g，失重稱在運行時， 通過記錄儀查看歷史記錄， 發現下料流量有時波動大

a) 檢查失重稱外圍是否有干擾(如線纜是否拴牢、 頂蓋是否有異物、 門窗是否打開);

b) 清理計量倉內粉體， 重新去皮、 靜態標定;

c) 對失重稱動態標定， 發現誤差率超過 1%;

d) 更換稱重傳感器， 載荷傳感器屬于精密器件， 載荷超出其zui大值， 極易*性損壞， 應在秤體周圍懸掛 “禁止攀爬” 警示牌， 放置隔離欄。經過以上步驟故障仍未消除， 則應考慮在失重稱較長時間不用時， 建議應用 4 只鎖緊裝置與計量倉托架連接， 使稱重傳感器懸空， 不受力。

3． 2 失重計量倉出料量少， 提高單管螺旋輸送機流

量仍無效， 且現象日趨嚴重

a) 檢查自檢系統控制器有*代碼;

b) 多次打開失重計量倉人孔門進行觀察、 捅料， 發現倉壁光滑、 內部無雜物、 粉體不潮濕、 流動性良好， 遂排除粉體堵料等原因;

c) 失重秤系統內部存有正壓， 經檢查確認出料口上部軟連接有正壓現象， 打開出料口管道觀察孔，竄出大量粉體。

分析原因， 下段連接設備有熱氣上串， 使軟連接潮濕， 造成粉體堆積。所以在失重稱下段設備清洗時， 應該用塑料袋把失重稱出料口密封住， 防止失重

稱粉狀物料受潮結塊。

3． 3 螺旋下料電機在失重稱連續下料過程中， 變頻器頻率由 10 Hz 變化到 35 Hz， 電機速度不穩定

a) 檢查計量倉內粉狀物料是否結塊;

b) 檢查螺旋下料器有無物料卡住;

c) 對失重稱靜態標定、 動態標定;

d) 檢查 2 只稱重傳感器， 并測量其橋臂電阻與實際值是否相符， 數值相差不大;

e) 懷疑稱重傳感器由于腐蝕而引起非線性故障， 更換新的稱重傳感器， 故障依舊;

f) 更換變頻器， 連續 3 天運行正常， 第 4 天后故障依舊;

g) 在檢查接地系統時， 發現控制柜與失重稱連接的傳感器屏蔽線在電纜槽內移動時， 電機速度有時很穩定， 更換屏蔽線故障*解決。

分析其原因， 由于失重稱傳感器屏蔽線屏蔽層損壞， 受到交流供電電源電壓波動和變頻器輸出諧波電流的干擾， 導致傳感器的電壓傳輸信號受到干擾。另外， 傳感器屏蔽線電纜線在電纜槽內布放時，應與交流電纜線分開放置或單獨穿管布放。

4 結 語

由于失重秤是帶計量的配料設備， 配料精度要求高， 自動控制系統較為復雜， 故障現象多種多樣，所以要準確地排查故障部位并非易事。筆者認為只有平時多注重設備的維護保養， 在實踐中勤于思考，遇到問題時客觀分析、 綜合判斷， 才能不斷地積累工作經驗， 才能在故障排查中做到有的放矢， 縮短排除故障的時間。

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