料斗秤的校验

料斗秤的校验

摘要：对冶金、水泥等行业几种料斗秤校验方法的优缺点进行分析，从人力、物力成本以及实用性方面做比较，供使用者选择恰当的方式及校验设备。尤其是机械法中采用的新型便携式校验仪，对传统机械法中的给力机构做出改进，并集高精度传感器、计算器、显示仪功能于一身；体积小，携带方便，不仅校验准确、直观、抗干扰能力强，还能够节省人力成本，具有较强的推广价值。

关键词：料斗秤；校验；人力成本；实用性；便携式校验仪；

一、前言

在高炉炼铁、喷煤、烧结、水泥等各种生产线上，需要进行各种物料的配料以满足工艺生产的要求。通常作法是，每种物料设置料斗秤（压式或拉式的）进行称重配比控制；为了精确控制，各料斗秤的精度及线性度很重要；由于现场环境比较恶劣，存在各种干扰，导致检测数据不准或不稳，需要对各在线称重仪表（即称重传感器）进行在线校验，以满足生产要求。

二、使用条件

以高炉炼铁为例。一般配备18个称量料斗仓，分一排或两排布置；称量范围为3000kg～8000kg，一次校验一个料斗仓，每个料仓3个称重传感器，且为满量程校验，即检验传感器的精度，也校验其线性度；存放校验仪的仓库或实验室离现场传感器平均距离1000m；校验时每次带设备去现场，离开现场即带回存放地；人工费每人每天200元，每天8h工作制，跨天不考虑加班费；一年校验两次。

三、校验方法

目前国内应用的方法较多，常用的主要有：砝码法、液压法、千斤顶法、机械法、液压在线法；针对在生产实际的应用，各做简要介绍；为决策者提供借鉴，以选择一种性价比较高的方法。

■砝码法

原理：用一块或多块砝码模拟物料，给传感器施加一个标准压力进行校验；

设备配置：8000kg的砝码（高炉料秤一般采取满量程校验的方式），每块砝码一般为25kg，需320块。

每人每次搬运2块，相当于负重50kg，搬运160人次；运行1km，时速按3km/h计算。一人搬运约需53.3h（1/3×160=53.3），按10人双向计算，约需10.67h （该时间包含从一个称量斗到另一个称量斗的搬运时间）。针对每个料斗均需搬上搬下（增量校验和减量校验），每个称量斗约需0.5h，18个需要9h，则整体校

验一遍约需20h（砝码搬运，不管几天，仅按来回搬运一次，夜间存放于现场），则需2.5天；仅计算人工费用，200×2.5×10=5000元，一年10000元。

优点：准确；

缺点：搬运工作量大，可能需要外聘人员，现场设备多、人多，则需要指挥协调。

■液压法

设备配置：液压泵、液压管路、溢流阀、校验仪（含高精度传感器），3套；每套2人则需6人；现场支架，每个现场称重传感器上方设一个。

现场支架如图1所示。用10#槽钢Q235制作，安装于每个现场传感器的正上方。其尺寸约为高300mm、宽250mm，10#槽钢的理论重量为10kg/m，3700元/吨，则材料费为300+300+250=850mm，850×3×18=45900mm=45.9 m，3700×10×45.9/1000=1698.3元；现场焊接一个按5min计算，则需5×3×18/60=4.5h，人工费为200×4.5/8=112.5元，合计约1698.3+112.5=1810.8元，即大约2000元。属于一次性投资，将其纳入设备费用中。

图1 现场支架

其工作原理如图2所示。液压设备给传感器施加一个标准压力F3模拟物料重力，进行校验。液压泵的输出力F1为定值，F2为卸掉的力，F3直接作用于支架上，反作用于现场传感器上，即是被检测的力，始终满足F1=F2+F3。在校验过程中，需要调整F2，以满足F3；如果溢流阀密封不严，则需多次调整。校验仪为单显。

图2 原理图

按往返校验一遍15个点计算，需调整溢流阀16次，每次调整按2min计算；需要2×16/60=0.53h。

每个料仓均需布液压管路，按8min计算；需要8/60=0.13h。

F3作用于现场支架，支架在受力过程中产生应变，为真实反映F3，则在调整后停留1min～2min，再计其显示的力值；按1.5min计算；需要1.5×16/60=0.4h。

由于该仪器为单显，则每次校验后需进行计算，再与操作室的一人联系、记录数据，按1min计算；需要1×16/60=0.27h。则调试一个料斗秤需要

0.53+0.13+0.4+0.27=1.33h。

搬运时间：1/3×2=0.67h。

理论总时间：1.33×18+0.67=24.61h，大于一天。由于仪器不能放现场，则需每天搬运。1.33T+0.67=8，T=5.5天，即校验一遍至少需要5天半。仅计算人工费用，200×5.5×6=6600元，一年13200元。

优点：搬运工作量较小、用人较少、校验相对准确；

缺点：每次要敷液压管路，受溢流阀的密封性的影响，压力F3不宜保持住，特别是在泄压时F3更不稳，对检测精度影响，F3变化反复冲击高精度传感器，对其稳定度也不好；需要人工计算总力，费用较高。

另外还存在以下几种可能增大校验误差的状态：1、料仓内有料（如100kg）；

2、由于现场设备多、场地狭小，为操作方便，人可能要站在料仓上，人的重量（如100kg）不精确；

3、操作室内仪表有显示（如200kg），而现场校验仪为0，二者无法保持同“零点”状态，存在误差。即仪器缺少调零点和计算功能。

■千斤顶法

原理：用千斤顶施加压力给传感器，用压力校验仪检测施加压力的大小，模拟物料重力进行校验。

设备配置：千斤顶、校验仪（含高精度传感器）、现场支架、二次仪表，3套；每套1人，计算记录1人，操作室1人共需5人。

现场支架安装于料仓上方，类似于图1，为倒“L”型支架，但它将标准传感器压在料仓上方。其缺陷是料仓上方须加装强力板，否则无法满量程校验；不加时可能被压塌；现场空间也有限制。

现场安装示意如图3所示。其原理为通过手摇千斤顶1施加力F，通过压力校验仪2测量F大小，作用于料仓3上方，传导给现场传感器4。每台仪器单独显示其所给的力值F（重力），共3套则需3人，若手松动则力消失，则需单独一人记录数据并计算再与操作室人员联系，双方记录后，再进行下一个力值的校验。

图3

优点：用人较少，设备轻便、简洁、携带方便，特别适用于单点的校验。

缺点：由于其力直接作用于料仓上部，没有借助其他物体保持力，则松动手