摘要：干混砂浆组成材料中的外加剂，其重量往往只占砂浆重量的千分之一左右，甚至更少,但却关系着砂浆性能的优劣。不准确的计量会造成原料亏空,造成产品的成本的增加.传统的计量秤计量精度均在50g以上，无法满足应用需求，为控制产品质量采取人工计量,人工添加的方式，随着人工成本的提高，自动化的计量方式势在必行，所以计量精度±10g以内的微计量装置在干混砂浆领域应用会越来越广泛。
关键词：干混砂浆设备 微计量装置 计量精度
随着干混砂浆市场在国内进一步推进，干混砂浆生产对干混砂浆设备的要求越来越高，对砂浆生产设备的设计也提出更高的要求，以往干混砂浆生产过程中，由于传统的计量误差一般在50g以上，无法满足组分较少的外加剂的计量要求，实际生产过程中往往采用人工计量的方式，随着人工成本的提高，自动化的微计量装置在干混砂浆设备的应用会越来越广泛，下面对几种微计量装置进行分析。
1.失重式微计量装置
1.1基本原理。将秤量斗及给料机构作为整个秤体，通过仪表不停对秤体进行重量信号的采样，计算出重量在单位时间的变化比率作为瞬时流量。这个流量的获取非常重要，是失重秤能否准确计量的基础。通过程序内部算法，进行逼近目标流量的控制运算，输出调节信号去控制变频器等给料机控制器。
图1
1.2机构组成。从结构上它由过渡料斗，称量料斗，称重传感器，破拱电机，给料电机以及控制系统等部分组成。从原理上是计算重量差值，与传统动态计量手段相比，其优点是：①在于消除计量过程中料流落差对计量精度的影响，精给料采用变频电机或者伺服电机。②整机高度可以减少很多，便于整机在系统中的布置,；③无料斗残余的影响。缺点：整机及物料均压在传感器上，是必要选择较大的传感器或多个传感，传感器的增多或增大多造成称量系统的精度下降，例如料斗加上给料器有100kg，物料最大容量50kg，这就需要选择200kg或以上的传感器，按常规C3精度的传感器最小分度为1/3000，计算得出传感器的理论最小分度是超过50g，所以要选择高精度的传感器，料斗不宜做的太大，尽量减小机体重量。由于机体和仓体均在秤台上，容易受外界干扰，一般要配套设备外封罩。
1.3系统应用。在干混砂浆设备系统中可直接称量料到过渡斗，然后直接进料的搅拌机，使用过程中根据配方设定计量目标值，微计量装置计量时料掉落到过渡斗，系统给过渡斗卸料信号，将物料卸料到主机，然后执行下一批次计量，为防止过渡斗残余，过渡斗最好有振动清灰装置。
2.加重式微计量装置
2.1基本原理。通过预设的配方：计量开始后给料设备先是快速给料，计量斗的传感器反馈重量信号，当计量到设定值后给料器转入慢速给料至计量完成，同时控制系统设置提前量进行辅助落差补偿，落差自动跟踪，自动调节，确保计量精度。
图2
2.2机构组成。从结构上它由料仓，给料设备，称量料斗等构成。计量斗采用较小的单点或多点传感器，秤斗尽量做的重量较轻，传感器尽量小，以提高计量秤的最小分度，计量斗的理论最小分度常规可以做到小于5g，以20L不锈钢秤斗为例，秤斗加阀体重量约10kg，称量范围为1~10kg，可选择单点传感器30kg，只需选择C6等级即可达到最小分度5g；给料设备常采用微型螺旋给料机，带搅拌装置，保证物料的均匀性，给料速度在200~300L/h即可满足，驱动电机采用变频或伺服驱动。
加重式微计量装置的优点是：①使用精度高的传感器计量斗称量理论精度高；②原料仓可做到很大容积，一次加料可以使用较长时间；③称量单元体积较小，受外界干扰较小；④可以实现多种物料共用一把秤累加计量。缺点：精度受落差的影响，需尽量减少高差，第一批次落差补偿不准确易产生偏大的误差；整个机台高度较高，在系统中不方便布置；③系统中软连接较多，易产生精度影响，需选择合适的连接材料；④，计量斗易产生物料残余；计量斗需角度较大，且内壁需打磨光滑，最好是秤斗有振动清空装置。
3.给料设备的选择
给料设备是微计量装置的核心部件，给料设备的选择关系到整个计量系统的精度。
3.1螺旋给料机。螺旋给料机作为计量领域是最为常用的给料部件，也被常用在微计量装置中。从结构上用在微计量装置上的螺旋给料机由搅拌器，螺杆、截止阀、驱动部分、机架等构成；搅拌器是给料料仓破拱，另一方面把物料搅拌均匀，使物料均匀输送；截止阀位于螺旋出料口是计量完阀门关闭，防止物料自流或者抖动掉落；螺杆是给料机物料输送的核心部分，根据物料的特征选择合适的叶片形式，根据计量系统的计量速度，设计合适的螺杆直径，导程；驱动部分在螺旋给料机中也很关键，对于精度要求特别高的可选择伺服电机驱动，对于一般精度可选择变频电机驱动。
3.2圆盘给料机。圆盘给料机作为标准部件常用在失重式微计量装置中。在失重式微计量装置中圆盘给料机常常是两个同时使用，一个输送能力较大的作为及时补料使用，当计量完成后小圆盘给料机的料小于预设值时大圆盘给料机及时补料到设定值，一个输送能力较小的整个做在秤台上作为称量部分给料使用，小圆盘给料机是变频驱动，当计量到设定值后低频率驱动低速给料，直到计量完成，圆盘给料机结构简单，物料适用性较强，有其他给料机所不具备的优点更换配方时易于清理。相对于螺旋给料机更换配方更加方便。
4结论
随着计量技术和输送设备技术的提高，微计量理论和技术发展迅速，更多的微计量装置在食品、化工、医药等领域得到广泛的应用，本文分析介绍几种微计量装置在干混砂浆设备的应用。分析各自的特点，旨在推广微计量技术在干混砂浆行业的应用，以促使干混砂浆设备总体质量进一步提高。
参考文献
[1]许德群 盛军 刘欣 散粒（粉）料小剂量自动计量设备的设计2013年.
[2]王朝辉 微量粉末食品自动计量装置的研究与设计 2017年10月.
论文作者:董开 陈冰峰
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年2月下
论文发表时间:2018/8/9
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