专利名称：一种核子秤实物标定系统及其自动标定方法
技术领域：
本发明一种计量秤，尤其涉及一种核子秤实物标定系统及其自动标定方法。
背景技术：
目前核子秤准确度的确定和在使用中对准确度的检验，都是用实物标定方法完成。所谓实物标定方法，就是用一台标准秤称出一定量的物料重量Wo，再由输送机将它送至核子秤进行计量，得到物料重量Wi，此后，用Wo和Wi去修正核子秤的物料标定标定系数K，即K新＝(Wo/Wi)K原，这一过程反复进行数次，直至准确度误差σ＝(Wo-Wi)/Wo≤秤所要求的准确度时为止，标定工作结束。这种标定方法称作实物标定方法，一般要进行十几次。这种实物标定法目前均由工人完成并且只能在停产的情况下进行，耗费大量的人力和时间，非常不经济。由于再次标定检验要求停产，且又很麻烦，故而常常是时隔一年多才进行标定，致使核子秤在使用中的计量准确度得不到及时校准，因而所测数据误差较大，影响用户的生产和管理。为此，广大用户迫切需要在不停产的情况下，能对核子秤的准确度随时进行自动标定、检验、修正系数，以确保秤的使用准确度，为生产和管理提供可靠的数据，满足用户的要求。
此外，核子秤工作时按F＝ln(Ui/Uo)公式进行计量，其中Uo-无物料时探测器输出电压，Ui-有物料时探测器输出电压，F-皮带上物料负荷，K-物料标定系数。由于物料负荷变化以及物料堆积形状和所处位置不同使其K≠常数，因而被测物料负荷变化、所处的位置不同及其堆积形状的不同对核子秤计量准确度影响较大，一般核子秤的准确度仅能达到1～3％。人们普遍希望能进一步提高核子秤的精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实物自动标定、物料整形、负荷控制系统及其自动标定方法，可自动完成对核子秤的实物标定，确定其计量准确度和物料标定系数K并可随时检验与校正核子秤的准确度。
本发明还有一个目的，是提供一种核子秤自动标定系统及其标定方法，可对物料进行整形和对物料负荷进行控制，致使物料堆积形状和负荷均处于比较稳定的状态，从而可提高秤的准确度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种核子秤实物标定系统，包括核子秤、输送装置、标定装置和控制装置，输送装置连接所述标定装置和核子秤；其特点在于所述标定装置进一步包括安装在支承底座上的料仓升降装置、称重器、和随所述料仓升降装置升降的料仓、料位计，所述料位计设置在料仓的上部，料仓下部设有一受控出料口，所述出料口对应的下方是输送装置，所述控制装置分别与所述料位计、料仓升降装置和称重器电接连。
上述的标定系统，其特点在于所述料仓升降装置为一电动偏心凸轮升降装置。
上述的标定系统，其特点在于所述料仓升降装置为一电动葫芦降升降装置。
上述的标定系统，其特点在于所述出料口进一步包括下料抽板和出料闸门，所述下料抽板可水平方向移动，用于控制从料仓中排出物料到所述输送装置上，所述出料闸门可上下移动，用于控制排出的物料在所述输送装置上的堆积形状。
上述的标定系统，其特点在于所述称重器进一步包括称重器顶板、压力传感器、传感器支架、称重器底板，所述传感器支架设置在所述称重底板上，所述压力传感器设置在所述称重器顶板与称重器底板之间。
上述的标定系统，其特点在于所述料仓一侧还设置有一电磁震动器。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种核子秤自动标定方法，包括如下步骤步骤A，核子秤系统加电并自动校零点；步骤B，利用一可自动升降、称重并判断装料量和控制出料的料仓，将标定物料置于其中，并称出装入物料的料仓的重量；步骤C，将标定物料从料仓出料口排出，输送装置将这些物料连续输送到核子秤，由核子秤自动计量并记录标定物料的重量；步骤D，利用所述称重器称出料仓皮重；步骤E，将步骤B、C、D中的得出的重量输入计算机系统，修正物料标定系数K，并计算出计量误差σ；步骤F，重复步骤B、C、D，直至计量误差σ≤核子秤要求的准确度。
上述的标定方法，其特点在于所述步骤B还包括控制所述料仓自动装料的步骤。
上述的标定方法，其特点在于所述步骤C还包括控制一料仓振动器振动料仓清空物料的步骤；上述的标定方法，其特点在于所述步骤C还进一步包括控制从所述料仓排出物料的多少和物料堆积形状的步骤。
采用上述系统和方法，可以在不停产的情况下，能对核子秤的准确度随时进行自动标定、检验、修正系数，以确保秤的使用准确度，为生产和管理提供可靠的数据，满足用户的要求。
此外，上述系统和方法，由于采用对物料进行整形并对物料负荷进行控制，使物料形状和负荷处于较稳定的形态，从而又可达到提高核子秤计量准确度的效果。
下面结合附图进一步说明本发明的具体实施例
图1是本发明所示的一种计量秤的自动实物标定系统示意1a是图1中所述系统中料仓的结构示意1b是图1a的侧视2a、图2b和图2c是一种对物料进行整形并对物料负荷进行控制的料仓示意3是图1所示系统的称重器的结构示意4a、图4b是图1所示系统的支承底座示意5是一种利用电动葫芦作为料仓升降装置的结构示意6是本发明一种核子秤实物自动标定方法的工作过程流程图
具体实施例方式
在图1、图1a、图1b、图4a和图4b中，本发明所示的一种核子秤的自动实物标定系统，包括光电料位计1、电磁振动器2、自动喂入料仓3、称重器4、料仓升降装置5、支承底座6、电动滑轮抽板7、下料口8、传送皮带9、核子秤10、皮带输送装置11、物料12、液压油缸13及控制装置等。其中，光电料位计包括上料位计发生器1，料位计接收器1’。料仓升降装置5及称重器4均固定在支承底座6上，料仓3可置于料仓升降装置5上，也可置于称重器4上，这要视料仓升降装置5的工作状态而定。支承底座6跨装在皮带传送装置11上。自动喂入料仓3，在料仓底部开有长方形下料口8，在该下料口8上装有电动控制的滑轮插板7，用以打开或关闭料口。在图2a、图2b、图2c中，本发明还设计了一种可调物料多少和物料形状的料仓，料仓3正面开有电动控制的出料闸门，其上装有行程开关14，用以控制物料负荷的大小。在料仓3上端装有上料位计，在下端设置下料位计，在侧面装有电磁振动器2。
在图3中，称重器4由重器顶板41、压力传感器42、传感器支架43和称重器底板44组成。
在本发明中，料仓升降装置5用于支撑料仓或使料仓置于称重器上，本装置还可能有多种的构成方式例如，在图1a图1b中，该料仓升降装置5由支架和偏心凸轮组成，由电动机带动偏心凸轮转动，使料仓升降。
此外，一种也可是由支架和丝杠组成，由电动机带动丝杠旋转，使料仓升降；当然，更可由支架和电动葫芦组成，由电葫芦使料仓升降。参见图5。
在图4中，本发明的支承底座6是由四根支柱和平板构成。
在本发明中，通过控制装置来接收来自料位计1、电磁振动器2、称重器4、电动滑动插板7、出料闸门15、料仓升降装置5等部分的信号，并进行计算、显示与控制。其中，料位计1、称重器4、电磁振动器2、电动滑动插板7、出料闸门15及料仓升降装置5的控制电信号通过电缆线与控制装置相连，该控制装置的输出端与核子秤控制系统相连。当然，该控制装置也可由核子秤控制系统代替完成其功能。
在图2a、图2b、图2c中，本发明的最佳实施例，料仓3是对实物标定时用于盛装物料，在平时作为料斗用于下料；通过在料仓3上端设置上料位计，在实物标定时用于监测料仓是否满料，当料满时，发出信号停止装料；在核子秤计量物料时，用于对物料负荷进行控制；在料仓3下端设置下料位计，在核子秤计量时，监测料仓是否缺料，如缺料，控制出料闸门15下移，以减少物料负荷；在料仓3一侧设置一电磁振动器2，用于振动下料，以防堵料和剩料；下面进一步说明本发明的核子秤实物自动标定、物料整形、负荷控制系统工作过程。
(1)实物自动标定工作过程核子秤加电预热30分钟，开始自动校正零点，并设置系数K＝K原，料仓开始装料，待满后即停止，称重器称出料仓总重量W1；选定料仓闸门位置，启动滑动插板，即开始下料，此时核子秤开始计量物料重量，待物料全部经过核子秤后，核子秤停止计量，获得物料重量WH，与此同时，称重器称出空料仓重量W2，而后计算机利用K原、W1、W2、WH对系数K进行修正，K新＝[(W1-W2)/WH]K原，这一过程反复多次，直至计量误差δ＝[(W1-W2)-WH]/(W1-W2)≤秤的计量准确度为止。参见，图6的实物标定工作流程图。
(2)物料整形及物料负荷控制工作过程无论进入料仓里的物料形状如何和负荷的多少，但流出料仓物料的形状和负荷的大小，均由料仓的闸门的形状和开启的大小决定，当闸门启动位置不变时，则经过闸门的物料形状和负荷大小均处于比较稳定的状态。
上、下料位计是用来控制物料负荷的。根据来料负荷大、小选择出料闸门15启动位置。如选中间位置(即使料仓3里的物料位置处于上、下料位计中间)，则从料仓3里流出的物料负荷就由出料闸门15中间位置来决定，而且比较稳定。当进入料仓3的物料大于流出料仓3的物料时，料仓3里的料位即上升，待上升到上料位计位置时，上料位计即发出启动出料闸门15的信号，使其向上移动，此时流出的物料负荷增大，从而使料仓3里的料位迅速下降，当达到上料位计位置时，上料位计即发出启动闸门信号，使其恢复到原有位置；当料仓3里的物料位置下降到下料位计位置时，下料位计即发出控制出料闸门15信号，使其向下移动，此时流出物料负荷减少，从而使料仓3里的料位迅速上升，当料位达到下料位计位置时，下料位计即发出控制出料闸门15信号，使其恢复到原有位置。
综上所述，在上、下料位计控制下，使出料闸门15处于中间位置，皮带9上物料负荷始终处于稳定状态，以提高核子秤的计量准确度。
在本发明的具体实施实例中，料仓3为长方体，下料口8用电动滑插板7打开和关闭；选用电动行程开关14控制出料闸门15位置；上、下料位计可选用光电料位计；料仓振动器2选用电磁振动器；料仓升降装置5选用电动偏心轮结构或选用丝杠顶推结构或选用电动葫芦升降结构，称重器4可选用压力传感器；支承底座6采用四根支承柱支撑的铁板结构；控制装置可选用PLC可编程控制器或工业控制机，或是将该系统的信号直接输入到核子秤的控制系统，由该系统完成计量与控制功能。
该系统社会需求大，初步估计我国现有在线服役的核子秤约万台，其实物标定均是人工所为，如有20％的秤需要技术改造，则该系统的需求量就会上千台以上，再加上新安装的核子秤的需求，其市场是较大的，产品生产批量上去了，那么产品生产企业的经济效益是显而易见的。在役的秤配上该系统花钱不多，就可节约不少工时，且勿需停产就可进行自动标定，从而为用户创造更多的经济效益。总之，该系统的自身的经济效益和社会效益是很可观的。
权利要求
1.一种计量秤实物标定系统，包括计量秤、输送装置、标定装置和控制装置，输送装置连接所述标定装置和核子秤；其特征在于所述标定装置进一步包括安装在支承底座上的料仓升降装置、称重器、和随所述料仓升降装置升降的料仓、料位计；所述料位计设置在料仓的上部，料仓下部设有一受控出料口，所述出料口对应的下方是输送装置，所述控制装置分别与所述料位计、料仓升降装置和称重器电接连。
2.根据权利要求1所述的标定系统，其特征在于所述料仓升降装置为一电动偏心凸轮升降装置。
3.根据权利要求1所述的标定系统，其特征在于所述料仓升降装置为一电动葫芦降升降装置。
4.根据权利要求1、2或3所述的标定系统，其特征在于所述料仓出料口进一步包括下料抽板和出料闸门，所述下料抽板可水平方向移动，用于控制从料仓中排出物料到所述输送装置上，所述出料闸门可上下移动，用于控制排出物料的多少及在所述输送装置上的堆积形状。
5.根据权利要求1所述的标定系统，其特征在于所述称重器进一步包括称重器顶板、压力传感器、传感器支架、称重器底板，所述传感器支架设置在所述称重底板上，所述压力传感器设置在所述称重器顶板与称重器底板之间。
6.根据权利要求1、2、3或5所述的标定系统，其特征在于所述料仓一侧还设置有一电磁振动器。
7.一种权利要求1所述系统进行的标定方法，包括如下步骤步骤A，核子秤系统加电并自动校零点；步骤B，利用可自动升降、称重并判断装料量和控制出料的料仓，将标定物料置于其中，并称出装入物料的料仓的重量；步骤C，将标定物料从料仓出料口排出，输送装置将所述物料连续输送到核子秤，由核子秤自动计量并记录标定物料的重量；步骤D，利用所述称重器称出料仓皮重；步骤E，将步骤B、C、D中的得出的重量输入计算机系统，修正物料标定系数K，并计算出计量误差σ；步骤F，重复步骤B、C、D，直至计量误差σ≤核子秤计量的准确度。
8.根据要求7所述的标定方法，其特征在于所述步骤B还包括控制所述料仓自动装料的步骤。
9.根据要求7所述的标定方法，其特征在于所述步骤C还包括控制一料仓振动器振动料仓清空物料的步骤；
10.根据要求7、8或9所述的标定方法，其特征在于所述步骤C还进一步包括控制从所述料仓排出物料的多少和物料输出形状的步骤。
全文摘要
本发明提供了一种核子秤实物标定系统及其自动标定方法，包括核子秤、输送装置、标定装置和控制装置，输送装置连接所述标定装置和核子秤；标定装置进一步包括安装在支承底座上的料仓升降装置和随料仓升降装置升降的料仓，称重器、料位计；料位计设置在料仓的上部，料仓下部设有一受控出料口，出料口对应的下方是输送装置；控制装置分别与料位计、料仓升降装置和称重器电接连。利用该系统和方法对计量秤的准确度随时进行自动标定、检验、修正物料标定系数，以确保秤的使用准确度，为生产和管理提供可靠的数据，满足用户的要求。
文档编号G01G9/00GK1637396SQ03105329
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月24日 优先权日2003年2月24日
发明者邸生才 申请人:北京中乾机电设备有限责任公司