计量秤故障检测设备、方法、系统及工程机械的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计量领域，具体地，涉及一种计量秤故障检测设备、方法、系统及工程 机械。
【背景技术】
[0002] 例如搅拌设备的工程机械通常需要称重设备，例如计量秤。计量秤的成体一般具 有若干支称重传感器，称重传感器输出的模拟信号经过传感器接线盒进行并联后输出总的 称量模拟信号，再经过信号放大和A/D转换从而生成数字信号输入PLC等控制器，从而完成 了计量过程。作为替换的实施方式，可以省略接线盒而直接将称重传感器输出的模拟信号 进行并联。
[0003] 由于现有技术中将称重传感器输出的模拟信号并联，因此控制器只能处理并联后 的信号，即使在某些称重传感器不能正常工作的情况下，也会输出并联后的总电压信号，导 致无法判断出称重传感器异常，使得计量结果不准确，严重影响混凝土配料的准确性，导致 成品混凝土质量事故。
[0004] 此外，即使现场工作人员根据经验判断出称重传感器发生异常，也无法通过现有 的计量秤信号处理架构来定位发生异常的称重传感器，需要现场工作人员逐一地排查，增 大了设备检修或者后期维护的难度及成本。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种计量秤故障检测设备、方法、系统及工程机械，以准确定 位发生故障的称重传感器。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供一种计量秤故障检测设备，该设备包括：称重传感 器，用于输出重量感应信号；信号处理装置，用于根据重量感应信号检测所述称重传感器是 否发生故障；其中所述重量感应信号通过独立的通道发送至信号处理装置。
[0007] 本发明提供了一种计量秤故障检测方法，该方法包括：检测重量，并输出重量感应 信号；根据重量感应信号检测所述称重传感器是否发生故障；其中所述重量感应信号通过 独立的通道发送。
[0008] 本发明提供了一种计量秤故障检测系统，该系统包括所述的计量秤故障检测设 备；该系统还包括：放大器，用于放大重量感应信号；模数转换器，用于对放大后的重量感 应信号进行模数转换。
[0009] 本发明提供了一种工程机械，该工程机械包括所述的计量秤故障检测系统。
[0010] 本发明可以实现计量秤中称重传感器的故障实时检测，并可精确的定位到具体的 故障传感器位置，弥补了现有电子衡器无法判断传感器故障的不足，从而能够降低计量秤 故障排除及维护的难度，提高故障处理的效率。
[0011] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0012] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0013] 图1是本发明提供的计量秤故障检测设备示意图；
[0014] 图2是本发明提供的计量秤故障检测方法流程图；
[0015] 图3是本发明提供的计量秤故障检测系统示意图。
[0016] 附图标记说明
[0017] 100称重传感器200信号处理装置
[0018] 300放大器 400 A/D转换器
【具体实施方式】
[0019] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0020] 为了克服现有技术中的缺陷，准确发现及定位故障的称重传感器，本发明提供了 如图1所示的计量秤故障检测设备。该计量秤故障检测设备包括：称重传感器100,用于输 出重量感应信号；信号处理装置200,用于根据重量感应信号检测所述称重传感器是否发 生故障；其中所述重量感应信号通过独立的通道发送至信号处理装置。如【背景技术】部分所 述，现有技术中由于将称重传感器并联后输出一个总的感应信号，从而导致无法判断计量 秤是否能够正常工作，更不能定位发生故障的称重传感器1〇〇。本发明中，为了克服现有技 术中的缺陷，通过独立的通道将每个称重传感器100的感应信号独立地发送至信号处理单 元，从而可以利用不同称重传感器100之间的线性关系来判定称重传感器100是否发生故 障，以及定位发生故障的称重传感器100。
[0021] 为了通过称重传感器100之间的线性关系来判断是否发生故障，需要预先知道在 计量秤的称重传感器没有故障时的线性关系。预先知道的线性关系可以在确定计量秤无故 障且校准前提下获得，例如新买到的商品或者用已知重量的物体（例如砝码）放在计量秤 上来确认计量秤无故障，然后可以将重物放在计量秤上，例如将若干个重量相同的砝码均 匀地放置在计量秤上，但要保证放在计量秤上的重量F不超过计量秤的额定称量值。此时 可以记录各个称重传感器之间的线性关系。例如，计量秤的数量为Π ，可以存在cn2个线性 关系，
其中 i 弇 j，i = 1，2,......, n, j = I, 2,......, n, D2i、D2j 分别为加载已 知重量的重物时第i个和第j个称重传感器输出的重量感应信号。重量感应信号可为电流 或者电压模拟信号，亦可为将电流或者电压模拟信号按照一定转换比例关系转换为的数字 信号。
[0022] 在将未知重量的重物放在计量秤上称重时，可以得到当前各称重传感器100之间 的线性关系，
，其中i弇j，i = 1，2,......, n, j = I, 2,......, n, D3i、D3j分别为 加载未知重量的重物第i个和第j个称重传感器输出的重量感应信号。
[0023] 在得到当前各称重传感器之间的线性关系以后，可以通过下式来计算线性关系的 变化量：
[0024]
其中 i 弇 j，i = 1，2,......, n, j = I, 2,......, η, η 为称重传 感器的数量，
为第i个称重传感器输出信号和第j个称重传感器输出信号之间已知的 线性关系，
为第i个称重传感器输出信号和第j个称重传感器输出信号之间当前的线 性关系。
[0025] 如果A1,大于或等于阈值，则信号处理装置可以判定称重传感器输出的重量感应 信号之间当前的线性关系相对于已知的线性关系发生变化。
[0026] 进一步地，在Alj组成的集合中，Alj的值等同于A jl的值，在具有相同i或j的 子集中的至少两个元素大于阈值的情况下，则第i个称重传感器或第j个称重传感器发生 故障，或者与该至少两个元素有关的称重传感器中除第i个称重传感器或第j个称重传感 器之外的称重传感器均发生故障。
[0027] 下面以计量秤具有3个称重传感器为例进行说明，三个称重传感器分别为第一称 重传感器、第二称重传感器和第三称重传感器。
[0028] 在计量秤上未加载重物的情况下，记录计量秤空秤状态下各个称重传感器的重量 感应信号D n、D12和D13 ;在计量秤体上加载总重量为F的若干砝码，记录各个重量感应信号 D21、D22和D23。优选地，F均匀地分布在计量秤上。优选地，F为计量秤额定计量值的80 %。 将未知重量的物体加载到计量秤上后，各个称重传感器的重量感应信号为D31、D32和D 33。通 过下式来计算线性关系的变化量：
[0030] 在A12彡ε或者A23彡ε或者A13彡ε的情况下，则信号处理装置可以判断秤 体传感器的线性已经发生了变化，信号处理装置可以停止计量或者生产流程，并通过报警 灯或者人机界面进行报警。其中ε为设定的阈值。
[0031] 进一步地，信号处理装置可以通过以下方式来定位故障：
[0032] 若A12彡ε且A23彡ε，则可判定第二称重传感器的线性发生了变化，或者第一 称重传感器和第三称重传感器的线性同时发生了变化；
[0033] 若A23彡ε且A13彡ε，则可判定第三称重传感器的线性发生了变化，或者第一 称重传感器和第二称重传感器的线性同时发生了变化；
[0034] 若A12彡ε且A13彡ε，则可判定第一称重传感器的线性发生了变化，或者第二 称重传感器和第三称重传感器的线性同时发生了变化。
[0035] 此外，信号处理装置可以通过下式得到当前加载的物体的重量W :
[0037] 尽管上式是针对3个称重传感器的情况下，秤得物体重量的公式，但是该公式可 以推广到η个称重传感器的情形。
[0038] 对于具有η个称重传感器的计量秤而言，可以通过以下公式得到当前记载的物体 重量：
[0040] 其中D11为计量秤未加载重物时第i个称重传感器的重量感应信号，D21为计量秤 加载重量F时第i个称重传感器的重