中材汉江水泥股份有限公司 陕西省汉中市 723000
摘要：在电子皮带秤使用过程中，涉及测速传感器的问题不少，但由于介绍这方面的资料极少，经常碰到这些问题往往束手无策。本人根据自身工作中的体会和经验列举一些解决问题的办法，希望能对同行着解决这类问题有所借鉴。
关键词：传感器 电子皮带称 变频器 脉冲
一、引言
从称重原理可知，电子皮带秤所测量物料的瞬间流量的大小取决于两个参数称重传感器测量的承载器上物料负荷值 q（kg/m）和测速传感器测量的皮带速度值 v(m/s)，即：w(t)=qv
由此可见，测速传感器、称重传感器的测量精确度和稳定非常重要。目前称重传感器的精确度普遍提高到万分之几，而测速传感器的精确度大多在千分之几，所以提高测速传感器精确度是提高电子皮带秤系统精确度有效的途径之一。
测速传感器的脉冲信号进入显示仪表后，通常以3种方式完成与称重传感器信号的相乘运算。第一种方式是测速脉冲信号经整形、放大后转换成0~10VDC模拟信号，并作为称重传感器的供桥电压，在称重传感器内实现乘法运算；第二种方式是测速脉冲信号经整形、放大后转换成模拟（或数字）信号。与称重传感器放大后的模拟（或数字）信号在专用的乘法器进行乘法运算；第三种方式是测速脉冲信号整形后直接作为显示仪表中累加器的触发信号，每接受一个测速脉冲信号，累加器就对称重传感器的输入信号进行一次采样，皮带速度越快，累加器采样的次数越多，采样值不断累加，因而以数字方式实行了乘法运算。
二、常用的测速传感器
电子皮带秤上所用测速传感器目前主要有磁阻脉冲式、光电脉冲式两类。
1.磁阻脉冲式测速传感器
磁阻脉冲式测速传感器中，线圈和磁铁部分都是静止的，与被测件连接而运动的部分是用导磁材料制成的，当转动件转动时，改变了磁路的磁阻，因而改变了贯通线圈的磁通，在线圈中产生了感生电势。感应电压变化的频率f与皮带速度v成正比。闭磁路测速传感器结构较复杂，但密封性能好，输出信号幅值大。磁阻脉冲式测速传感器用于高转速测量时，因磁路磁滞影响，使线圈中感应电压太小而不易测量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.光电脉冲式测速传感器
光电脉冲式测速传感器由装在输入轴上的开孔圆盘、光源、光敏元件等组成。当圆盘转到某一位置时，由光源发射的光通过开孔圆盘上的孔照身到光敏元件上，使光敏元件感光，产生一个电信号。圆盘上的孔可以是1个或多个，取决于设备要求的脉冲数。
三、测速传感器在我厂的应用实例
1.停用测速传感器
对不调速的皮带输送机来说，皮带速度的变化量大致为±（0.3～0.5）,据美国赛摩拉姆齐公司推荐；当皮带速度变化小于±0.2或称重精确度要求低于±0.5时，可不采用测速传感器。
2.测速传感器的元件替换
我厂原使用由OMROD旋转编码器组装的测速传感器，其分辨力是1024P/r(P—脉冲)，因旋转编码器损坏需要更换，而原有型号编码器早已淘汰，尺寸一致的现有产品分辨力不是1024 P/r，而是1000 P/r，我们了解情况后，在量程标定时作了适当调整。（将量程系数增大2.4）
3.用国产测速传感器替代进口产品
进口或国产电子皮带秤的测速传感器通常都是输出脉冲信号的，因而有可能进行替代。我厂一台西门子MIS电子皮带秤，随机带来的MD–256测速传感器损坏，送厂家维修时间较长。我们采用国产CS–40返回皮带安装式光电测速传感器替代，此时显示仪表显示速度值为0.634m/s，正好是原先显示速度1.268m/s的一半，我们对“速度常数P015”乘以2，显示值即与原来值一致。且国产测速传感器的价格较低，所以在大多数情况下是有可能用国产测速传感器替代进口测速传感器。
用三线制测速传感器替代两线制测速传感器
前述选矿厂的皮带秤用测速传感器已损坏，这台测速传感器是两线制，由于这种测速传感器国内售价很贵，我们就想用国产三线制测速传感器替代，将三线制测速传感器的正电源、速度信号脉冲两根连线按要求仍接入显示仪表的正电源、速度信号脉冲两输入端，而将第三根连接线（电源地）接到称重传感器的电源地输入端，皮带秤仪表左上方的小光点又开始旋转运动，表示此时仪表可接受三线制测速传感器的信号，随后对菜单的“Charact.Values”(速度传输系数)速度显示值作了修正，电子皮秤工作就恢复正常了。
用变频器的脉冲输出替代测速传感器
在某些称重给料机应用时，若称重给料机皮带的驱动电机是由变频器控制的，由于变频器通常带FMP（脉冲波形输出），在正常应用不存在皮带打滑及测量精确度要求不是很高的情况下，也可以用变频器FMP脉冲波输出替代测速传感器接入仪表。
综上所述，当我们较为透彻了解测速传感器的工作原理、信号类别及与显示仪表的关系后，就有可能根据现场情况灵活应用，以满足生产现场各种要求。
称重给料机皮带在水泥工业和重钙加工业的磨机的给料系统应用比较多的。介绍以下两种方案:
其一：水泥工业磨机用是工控机和模拟量输入输出模块和RE232/ RS485通信模块远程PID实时控制，荷重信号为模拟量输入0-10V，模拟量输出为0-5V，用于触发可控硅电路用来调节控制电磁电振机电流，控制电磁电振机振动幅度以达到给料量调节，用C语言开发，按磨机每小时的吨产量和几种物料配比作为基准为参数设定值进行PID调节控制。
其二：石粉加工业磨机是S7-300及模拟模块、变频器、HMI组合控制，大致是也是按HMI输入台是产量及几种物料配比，荷重传感输入到S7-300的模拟模块，经过算法再用模拟模块控制变频器，调节皮带运输机（该机在荷重测量范围内）的转速。也为PID控制。物料桶（不再荷重计量范围）的下料口较小，物料直接压在皮带运输机，皮带运输机の 运动就可来给料，该速度快慢来改变可改变各种物的给定量。
结束语：
在我们公司生产系统中，原来电子皮带秤使用的是转差离合调速电机控制，效率很低，速度稳定性难以控制，经过技术革新，对一些落后电子皮带秤进行技改，例；水泥磨粉煤灰称采用当今先进的德国申克称控制仪，再配以西门子变频器调速控制，称体采用的是压电式荷重传感器和磁阻脉冲式速度传感器，使皮带称运行速度稳定可靠，大大提高了皮带称的运转率。
参考资料：
[1]《水泥》杂志 长城重型机械制造有限公司.
[2]《工厂电气控制技术》 经济管理出版社.
[3]《变频调速应用技术》 石油工业出版 中国石油天然气总公司装备局编.
2016年5月26日
论文作者:赵成吉
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/3
标签：传感器论文; 测速论文; 脉冲论文; 称重论文; 皮带论文; 信号论文; 速度论文; 《基层建设》2016年9期论文;