失重秤的工作原理是基于受控的重量损失。当重量小于重量上限并且大于重量下限时,失重秤处于失重式配料状态。单位时间内的重量损失等于实际的排料流量,将实际的排料流量与设定流量进行比较得出差值,及时调整排料器的给料量,从而使排料量均恒。当计量斗内物料下降到重量下限时,失重秤控制器在保持排料速度不变的情况下,排料器将切换到容积式排料状态,控制器输出信号是失重式给料状态时的恒定值。启动配料系统加料设备,加料设备的物料进入计量斗内,当计量斗物料到达一定重量后,即停止加料,此时计量控制仪表精确称量,并根据设定流量开启振动排料器排料,失重秤再次进入失重式配料状态,失重式配料和容积式配料交替工作。
设失重秤的一个工作周期为T,第1次静态称量得到的重量为Gmax,第2次静态称量得到的重量为Gmin,那么可以计算出物料的瞬时流量为:q=(Gmax-Gmin)/T,以及在时间t内物料的累计流量为:q′=Ft/T,这就是失重秤的基本工作原理。
由于物料的流量是通过测量计量仓内物料失去的多少来确定的,因此叫失重秤,也称减量法计量。这种计量采用断续进料,断续出料,静态测量的工作方式。上料后一次测量,下料后一次测量,这二次测量都是静态测量,并且这两次测量是在几分钟内完成的,所以不存在传感器的零点漂移问题,因此可获得相当高的计量精度。
每完成一次上料、一次下料为一个周期,周期长短是根据工艺要求的物料流量的大小来确定的,一般为几分钟。通常上料电磁振动给料机选得大,下料电磁振动给料机选得小,这样上料时间较下料时间就会小得多。如图3所示,T=t1+t2+2.Δt,其中上料(下料)间隔Δt是一定的,上料时间t1越小,则下料时间t2就越接近周期T,相邻二次下料的时间间隔就越小,下料就越接近于连续。而下料的连续性对生产是有利的。
优缺点
优点
①基于失重秤的工作原理,既象其它动态给料秤那样,能够连续、自动地显示物料的瞬时流量和累计流量以及定量控制;又能采用料仓秤那样的静态称重原理,从而工作稳定、可靠。
②由于它采用减量法计量,以静态称重方式为基础,所以计量准确度不受零点和皮重变化的影响,可以有较高的计量精度,尤其是用于小流量物料时,容易获得较高的计量精度。
③设备系统全部为钢质,适用环境条件较差的场合,并且坚固耐用,维护量小,不怕物料高温等。
④它不仅可以进行实物标定,而且可以在生产运行中进行在线标定。即根据计量仓内物料的上、下限重量之差和失重秤流量显示值比较计算准确度,这种标定简单、方便易行,不需要增加辅助标定设备,省钱省力。
缺点
①系统较为复杂,失重称设备需要根据物料特性和现场环境进行针对性选型,对生产商的技术要求比较高。
②传感器的吊装方法、设备安装高度等也是需要进一步改进和完善的问题。