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中图分类号：TQ 72.4 文献标识码：B 文章编号： 008-0473(20 6)06-00 0-03 DOI 编码： 0. 6008/ki. 008-0473.20 6.06.004科里奥利粉体定量给料秤计量系统的研发与应用李维美河南丰博自动化有限公司，河南 郑州 450001摘 要 从科里奥利粉体定量给料秤测量原理及特点出发，研发出FB-CRC型入窑煤粉计量控制系统、FB-CRM型入窑生料粉计量控制系统、FB-CCM（水泥）散装秤计量控制系统等，实现对粉体物料的精准计量。
关键词 粉体物料 科里奥利 测量原理 计量技术0 引言在现代水泥工业中，物料的计量贯穿着整个生产过程，从各种原材料、燃料等物料入厂到水泥产品出厂，都离不开计量。
根据其工艺特点，粉状物料的计量准确性和控制稳定性在整个计量过程中至关重要，直接影响着生产和产品质量，那么针对不同的粉体物料选择适合的计量设备可以为提高水泥产品质量、降低消耗提供可靠的保障。
水泥生产中，煤粉、生料粉、粉煤灰、矿粉、水泥等粉体物料计量长期以来面临计量不准的问题，这成为了水泥企业降本增效的主要障碍之一。
其原因主要是：粉体物料一般都具有容重小、流动性好、易吸潮等特性，容易发生冲料和结拱。
河南丰博自动化有限公司（以下简称丰博公司）针对粉体物料的特性，运用多项核心粉体技术专利，成功推出科里奥利粉体定量给料秤，成功应用于多家水泥厂粉体物料的计量与控制。
1 科里奥利粉体定量给料秤测量原理及特点1.1 科里奥利计量原理质点在均匀转动参照系中作相对径向运动时，受到的真实力由三部分组成，即惯性离心力、向心摩擦力和科里奥利力，见图1。
科里奥利力是沿切向的。
科里奥利力的矢量表达式为：F c =-2mω×v ′式中：ω—转动角速度；v ′—相对速度； m —质量。
由于质点是在均匀转动参照系中作径向运动，角速度ω不变，质点在任意一位置上的相对速度v ′为确定值（且不受质量影响）。
动态粉状物料称重技术研究的开题报告一、选题背景和意义随着现代工业的发展，粉状物料在生产中的应用越来越广泛。
例如，在食品工业中，面粉、糖粉等粉状物料的称重是关键环节；在建材工业中，水泥、石灰等粉状物料的称重也非常重要。
因此，如何准确、快速地进行粉状物料的称重已经成为了工业生产中的一个关键问题。
目前，传统的秤重方式往往存在许多问题，例如称量不准确、速度慢等。
为了解决这些问题，人们开展了许多研究，其中动态粉状物料称重技术是一种新兴的测量方法，具有高精度、高速度等优点，在现代工业生产中已经得到广泛应用。
因此，本次开题报告选取了“动态粉状物料称重技术研究”作为研究方向，旨在探究该技术的原理、应用和发展趋势，为现代工业生产提供更为精准、高效的秤重方法，推动工业智能化水平的提升。
二、研究目的本次研究的主要目的为：1.掌握动态粉状物料称重技术的原理和基本方法；2.研究该技术的应用现状和发展趋势；3.从实验数据以及调研结果中，分析该技术的优缺点和存在的问题，并提出针对性的改进措施；4.为现代工业生产提供更为精准、高效的秤重方法，推动工业智能化水平的提升。
三、研究内容和方法本研究的主要内容和方法包括：1.文献研究法：通过调研国内外相关领域的学术研究论文和实践经验，了解动态粉状物料称重技术的研究现状、发展趋势和存在的问题；2.实验方法：通过对各种不同情况下的粉状物料进行实验，测量动态粉状物料称重的精度、速度以及稳定性等指标，并分析实验数据；3.统计学分析法：通过对实验数据进行统计学分析，从中发现影响称重精度和速度的因素，并提出改进措施；4.模拟模型法：通过建立模拟模型，模拟动态粉状物料称重的流程，预测出粉状物料称重的误差和异常情况，提出解决方案。
四、研究进度安排第一阶段（2022年9月-12月）：1.文献研究和调研工作；2.了解动态粉状物料称重技术的基本原理和方法；3.分析该技术的应用现状和发展趋势。
第二阶段（2023年1月-4月）：1.实验设计和实验方案编制；2.选择不同类型的物料进行实验，测试动态称重技术的精度和稳定性；3.收集并处理实验数据，进行数据分析，提出改进措施。
ＶｅｒｐａｃｋｕｎｇｓｍａｓｃｈｉｎｅｎＧｍｂＨ、日本的ＴｏｙｏＭａｃｎｕｆａｃｈｉｎｇ等公司；另一类是衡器制造企业，如我国的金钟电子衡器股份有限公司、大和衡器有限公司，瑞士的Ｍｅｔｔｅｒ－Ｔｏｌｅｄｏ、德国的Ｐｆｒｅｕｎｄｔ等公司。
国内企业生产的定量称重包装设备大约速度为１５—３０包，分，精度为Ｏ．５％Ｆ·Ｓ，价格大约在１０—３０万元／厶；国外企业生产的定量称重包装设备的速度为３０包一７０包／分，精度为０．４Ⅲ．５％Ｆ·Ｓ，价格约为５０—１９０万元，台。
仅从纯包装机械的包装速度看，国内生产的包装机的包装速度与国外生产的包装机的包装速度相比，几乎没有什么差别．国内的多家公司（如仅一公司、上海安可公司等）生产的包装机包装速度可达９０—１２０包／分，国外企业生产的包装机大体上也是这个水平。
可以这么说，目前国内的定量称重包装设，、ｉ丐西丽三瑟＾童露崩弱Ｅ臣眄臣１而黍磊丽ｉｉ丕亚妻；再面买谪趸ｊ五～备的速度上不去的关键是在动态称重的速度上，即在保证一定精度要求的前提７泰砀丽磊两霸蕊董—而吾西芷趸酉际上一些对定量称重包装颇有研究的著名高校（如美国的ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｓｈｉｎｇｔｏｎ、加拿大的ＭｃＧｉｌｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、芬兰的ＨｅｌｓｉｎｋｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）正在追逐的方向”Ｊ。
随着科学技术的不断发展以及一些新技术的应用，人们为了解决因动态定量称重而带来的精度问题相应的定量称重设备也在不断地研究改进中口Ｊ。
目前市场上典型的定量称重设备按工作原理分主要有电子皮带秤、失重秤、电脑组合秤、定量自动秤，下面我们将对这四种类型作具体介绍：，①电子皮带秤电子皮带秤的大体结构如图１—１所示，主要是由传送带、电辊筒、重力传感器、料斗等设备组成。
为了提高称重配料的精度，电子皮带秤一般采用全悬浮式结构，以消除皮带张力变化的影响。
作为动力的电辊筒采用变频调速，具有调速平滑、体积小、重量轻、易调整易保养的特点。
![粉体物料计量控制装置[实用新型专利]](https://uimg.taocdn.com/680dc6f8a216147916112818.webp)
专利名称：粉体物料计量控制装置
专利类型：实用新型专利
发明人：王明生,甘爱均,甘露,姬海军,闫青申请号：CN201420266685.X
申请日：20140523
公开号：CN203877541U
公开日：
20141015
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提出了一种粉体物料计量控制装置，包括料体仓，计量装置，在料体仓的出料口设闸板阀，在闸板阀出口处设同步稳料器，在同步稳料器下设螺旋给粉机，同步稳料器、螺旋给粉机由电机驱动，螺旋给粉机的出料口通过软连接与计量装置连接，在计量装置上设传感器，计量装置由计量电机驱动，传感器、电机分别与控制器连接。
本实用新型彻底避免粉体物料自流、不易控制的问题，起到很好稳流效果，且结构简单，易维护，密闭性强。
申请人：河南中联节能工程有限公司
地址：474250 河南省南阳市镇平县工业园区北部河南中联节能工程有限公司
国籍：CN
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![粉状物料密度测量装置[实用新型专利]](https://uimg.taocdn.com/25846ac7b4daa58da1114a8a.webp)
专利名称：粉状物料密度测量装置专利类型：实用新型专利
发明人：朱玉吾
申请号：CN200420039688.6申请日：20040406
公开号：CN2692657Y
公开日：
20050413
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种粉状物料，尤其是煤粉的密度测量装置，称重料斗有进料口和出料口，称重料斗中置有称重传感器，其称重料斗置于由隔料板隔离成的测量空腔中，称重料斗的进料口上设置一筒状集料器，集料器的上口连接缓冲接料板，集料器的下口有底板，集料器的底部侧面上设有下料口，下料口与称重料斗的进料口相对应。
结构合理，避免了物料输送流动速度和冲击力的影响，测量准确，便于煤粉物料的准确控制，利于工业生产，广泛用于电厂煤粉锅炉给粉系统和建材行业等的给煤系统的煤粉密度的测量，也可应用于其它的近似领域。
申请人：朱玉吾
地址：255000 山东省淄博市张店区西四路壹世界数码广场5E03
国籍：CN
代理机构：淄博科信专利商标代理有限公司
代理人：马俊荣
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2010年第卷第期3911[文章编号]1003-5729（2010）11-0037-021引言受国家刺激消费的宏观经济影响，国家加大了对建材、化工、电力等行业的投资力度。
建材、电力、煤炭等行业以其特有粉体原料、定量给料配料的生产方式，使其与计量行业特别是粉体物料动态计量有着密不可分的联系。
近年来随着国外动态计量设备的引进、国内动态计量行业的发展以及现代测量技术与现代科学技术相互渗透，粉体物料动态计量技术也得到了很大发展。
2动态计量与粉体物料目前国际上的称重计量方式一般分为静态计量和动态计量。
在现代工业中静态计量的方式要求有一个专门的称重工序，使物料在处于静态的情况下进行称重。
但是，对于大规模连续生产要求连续运行的工艺过程来说，固体物料的分批称重破坏了过程的连续性，这往往是不允许的，所以动态计量应运而生。
动态计量顾名思义就是在动态的输送过程中进行重量计量。
一般分为动态称量和类似静态称量两种。
是与现代电子传感器技术相结合的新型计量技术，可以在物料输送过程中将输送的传感器信号进行收集和处理，转换成物料的重量和累计重量数据。
动态计量可以适用于块状和粉体物料，在计量行业粉体物料一般是指物料颗粒直径（也叫细度）不大于40目的物料。
粉体物料的计量及输送有其显著的特殊性，主要表现在：1、通过研磨后的粉体物料与它在块状或散粒状态下的物理特性有着很大的不同。
对于防爆、环保防尘方面都有较高要求；2、在生产中，粉体物料常是贮存在料仓或料库中，粉体物料在料仓中的贮存和卸出，都会导致粒子与粒子之间、粒子与仓壁材料之间的摩擦行为，从而构成力学现象。
3、粉体物料作为初加工后的原材料，对于计量精度的要求更高；4、粉体物料的计量和输送过程易产生扬尘，尽可能在密闭环境下进行；5、粉体物料的计量和输送过程常常会有一定的压力。
因此对于粉体物料需要选用合适的动态计量设备以及输送设备进行精确计量和安全输送。
3粉体物料计量设备简介目前用于粉体物料动态计量的设备主要分为：常压动态计量设备和承压动态计量设备。
其中常压动态计量设备主要以失重秤、螺旋计量秤和科里奥利秤为代表；承压动态计量主要以转子秤为代表。
3.1常压粉体动态计量设备3.1.1螺旋计量秤螺旋计量秤（又叫螺旋绞刀）是一种传统的粉体物料动态计量设备，该螺旋计量秤一般有单粉体物料动态计量设备浅析河南丰博自动化有限公司杨瑞姣[摘要]现代建材、电力和煤炭行业的原材料主要以粉体物料形态为主。
对于粉体物料的精确计量输送直接影响到产品的配比和能源的利用率。
本文针对粉状物料的主要特点，从使用工况是否耐压角度汇总了目前粉体物料计量输送的主要设备。
对各设备的性能和特点进行对比介绍。
对于不同工况下生产设备选型提供了一些参考。
[关键词]粉体物料；动态计量；常压；承压[中图分类号]TH715.1[文献标识码]B技术交流Te c hnology Exc ha nge372010年第卷第期3911（下转51页）管单层和双管双层两种结构形式，单管单层同时完成计量和输送；双管双层结构，有上层完成稳流和输送，下层实现计量和输送。
螺旋计量称因为采用叶轮输送，不能实现密封，所以不能承受较大压力，一般在常压环境使用较多。
螺旋计量秤的工作原理是：粉体物料由进料口经叶轮螺旋输送，电子称重装置上的称重传感器检测到物料的重量并产生以正比于称重载荷的电压信号。
同时，测速传感器检测到螺旋输送机主轴的速度信号，重量信号与速度信号被控制器接收，经控制器运算后，得出瞬时流量和累计重量值。
控制系统将实际流量信号和设定流量信号进行比较，通过PID 调节输出控制信号给变频器，动态调节喂料铰刀的速度，从而实现定量给料。
螺旋计量秤的最大特点是螺旋给料机的长度可由现场实际情况确定。
可以实现粉体物料的动态计量，但是该控制方式和调节装置决定了稳料性能一般较差，往往导致调节时非线性；流态化较强的粉体物料可能出现调节失控现象。
3.1.2连续式失重喂料机连续式失重喂料机简称失重秤。
是一种利用单位时间内物料减少速率来计算物料流量的定量给料设备。
该设备计量原理近似静态称重的方式，所以计量的精度较高，是对传统粉体动态计量设备的一次改进。
而且结合现代电子控制技术的发展，对于失重秤的控制可以采用PLC+智能仪表控制，秤体的运行状态可以在仪表上实时显示。
便于操作人员的操作和监控。
失重秤的最大特点是可以有效防止充料时物料冲击，保证储料仓内物料流动性。
虽然对比传统的粉体物料动态计量设备，失重秤在结构、操作和性能方面都有了较大的改进，但是该测量模型一样建立于杠杆原理之上，都是建立在静力平衡的基础之上，其实际上只能测量物料流的载荷密度。
在实际工业生产中，我们遇到的大多数的过程计量都是在物料运动过程中实现的。
采用这种以静代动的测量方法虽然可以解决大多工业过程计量问题，但从根本上说它无法解决动摩擦、本机谐振及其他振动问题对于测量的影响。
3.1.3科里奥利秤科里奥利秤（简称科氏秤）应用了质点在均匀转动参照系中作相对运动时受到科里奥利力作用的力学原理，通过测量物料受到的科里奥利力的量值大小来获得物料的质量流量。
该设备现在一般以系统形式配合出现。
科氏秤系统包括预给料设备、动态计量设备、锁风输送设备和控制系统组成。
预给料设备主要包括螺旋闸门、钢性（或弹性）叶轮机给料机、管式螺旋给料机、稳流给料机等。
作为系统的预给设备，保证物料均匀的料流输送，物料不会在仓内结拱，不会出现涌料现象，是后面粉体高精度动态计量的基础。
计量设备采用科里奥利粉体流量计，计量原理不同于传统的溜槽式和冲击式流量计，也不同于失重秤，及皮带秤。
所以该结构配套预给料和锁风输送能够保证稳定给料，精确计量和连续输送。
随着对科氏秤系统的不断完善，科氏秤系统的适用范围已经扩展到一些一定压力环境的环境下。
3.2承压粉体动态计量设备承压粉体计量设备以转子秤为代表。
转子秤是采用重力计量的水平转子的操作原理。
散状物料由转子直接从仓内卸出，带入称重区，计量后直接进入气力输送管路，然后由风机提供的输送空气输送到工艺过程中去。
而且称量轴跨越物料卸出点，气力管道和转子的活络接头，这意味着它可以使压力波动造成的任何二次受力反应充分得到补偿，并使物料的计量结果不受影响。
无论什么时候通过转子称重区的物料重量都由称重装置计量。
物料重量及其所在的位置都储存在转子秤的电子系统内，也就是说，在物料卸出之前即已知道转子各部位的荷重情况。
为了使预先确定的设定值和储存在存储器内的物料量相适应，在卸料点处要求的转子角速度也预先计算出来，并由转子驱动装置来完成。
通过这种先期控制原理，转子秤可对任何波动给予校正，给出很高的精确度。
由于每次称量所需的停顿时间很短，所以给人的感觉是此设备在连续工作，但是实际上它仍然是以类似静态称量的方式进行计量的，所以称量精度很高。
目前被广泛应用于电力、煤炭、制药等高精度配料给料行业。
4结论随着国外先进动态计量技术的引进以及国内计量设备技术的发展，对粉体物料的动态计量已技术交流Te c hnology Exc ha nge382010年第卷第期3911（上接48页）≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤[2]C ．C ．Perry and H ．R ．Lissner.The strain gage primer[M].1955．[3]刘九卿.应变式称重传感器技术的现状和发展趋势[EB].中国衡器网,2008-4-18.[4]刘九卿.应变式称重传感器技术动向和发展趋势[C].第五屑全国称重技术研讨会论文集,2005.4.[5]Leon J ．Weymouth.manufactures seminaron new devel-opmentS in strain gages Part 2[J].Proceedings of WesternR egional Strain Gage Committee,1972．[6]R einhard Kaufmann.Me B wertaufnehmer auf DMS-basisund ihr temperaturverhalten [J].messen+prufen/automatik,Dezember,1983.（作者通讯地址：北京市丰台区东高地万源东里87栋1单元3号邮政编码：100076收稿日期：2009-07-30）≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤（上接38页）经不能单单停留在单体的研究上。
通过上述对科氏秤系统的分析，发现影响粉体物料计量精度的原因已不再集中在计量设备本身。
粉体物料的计量控制系统是有机的整体，储料单元、给料单元、计量单元、控制单元是密不可分的基本单元，是保证粉体物料的流量计量的充要条件。
粉体物料基本单元及输送环节中的物料的变化都会对流量产生影响。
所以，粉体计量控制是一个系统工程，不仅要靠对计量系统本身装置进行改进和对控制软件进行优化，而且要对整个计量系统进行综合设计才能保证整个计量系统的计量品质。
由单体设计向系统化发展是粉体物料动态计量的新趋势，也必将成为动态计量的大趋势。
参考文献：[1]方原柏.电子皮带秤[M].冶金工业出版社.2007.[2]林又红,但斌斌,周鼎.粉状物料动态计量的研究[J].武汉科技大学学报.2000年9月.作者简介：杨瑞姣，女，生于1981年7月10日，2006年毕业于郑州大学，机械工程学院，机械工程自动化专业。
现工作于河南丰博自动化有限公司研发中心工程师，从事设备自动化、计量技术工作。
（作者通讯地址：郑州市经济技术开发区高科技工业园邮政编码：450016收稿日期：2010-06-28）三、技术经济指标整体式机械称量台面传统轨道衡可以有单台面、双台面和多组台面组合等形式，基础有无基坑、浅基坑、深基坑三种形式，其缺点是结构复杂，安装费用高，施工周期长，受现场安装条件限制多等多种不利因素。
不断轨塞销式无基坑轨道衡虽然安装费用低、可以在线施工，周期短，但由于采用模拟传感器，存在抗干扰能力差、防作弊能力差、精度低等多种缺陷。
铁路、煤炭、冶金、电力、石油、化工、港口等行业用户对电子轨道衡的需求也越来越高，尤其煤炭、冶金行业，GCS-200无基坑轨垫式数字轨道衡采用无基坑，平面承载剪切桥式结构的数字传感器和钢轨组作为承载体的轨垫式设计，以及采用独立立学结构的断轨结构设计，在计量精度、设备造价、安装、施工、现场条件要求等方面都大大改善了传统轨道衡的以上缺陷。
其性价比高，适应范围广、性能可靠等优点成为电子轨道衡新的发展趋势。
（作者通讯地址：济南市英雄路147号邮政编码：250002收稿日期：2010-05-06）产品介绍Produc t Introduc ing51。
