1 概述
皮帶秤是一種連續工作的動態稱重設備，皮帶秤實際使用的效果，如精度、穩定性等指標需經生產實踐檢驗。對作為計量設備的皮帶秤來說，檢驗的過程稱之為檢定或試驗，但在生產現場用實物進行檢定或試驗常常是很困難的。皮帶秤的生產廠家和研究單位都希望能有一套試驗裝置能夠不依賴人力完成實物檢定或試驗的工作，在這樣的試驗裝置裏，料鬥裏的物料通過裝有皮帶秤的皮帶輸送機，由皮帶秤進行計量，而在這條皮帶輸送機的前麵或後麵，又有料鬥秤之類的裝置可以進行被輸送物料的精確計量，隨後物料又可以通過一些輸送設備重新回到皮帶秤之前的料鬥中，以便進行下一次試驗，這樣的裝置我們通常稱之為係統試驗裝置。
一般來說，規模較大的皮帶秤生產廠家都建有自己的係統試驗裝置，上世紀六十年代飛利浦（PHILIPS） 德國子公司就建成了一套係統試驗裝置，而英國沃倫斯普林實驗室（Warren SpringLaboratory） 的係統試驗裝置是由英國國家工業部和幾家皮帶秤生產廠聯合投資20 萬英鎊建成的。
就國內的情況來說，剛進入皮帶秤行業的衡陽運輸機械總廠想在皮帶秤行業大幹一場，1981年就參照英國沃倫斯普林實驗室的係統試驗裝置結構形式建成了國內最先進的係統試驗裝置；1985 年年底，當時居國內皮帶秤行業領先地位的成都科學儀器廠也建成了一套係統試驗裝置；上世紀八十年代末期，在中國計量科學研究院等單位的支持下，安徽銅陵無線電廠按高標準建成了一套係統試驗裝置，隨後成為安徽省電子皮帶秤測試中心，1995 年起曾由國家級機構授權可出示鑒定中心證書。後因為銅陵無線電廠產權變動，電子皮帶秤測試中心停止工作，2002 年被拆除。
2008 年7 月30 日，南京三埃公司投資500 萬建設的“動態稱重工程技術研究中心”的“QPS皮帶秤全性能測試係統” （即係統試驗裝置） 通過了由南京市科技局主持的驗收評審。
此外，國內一些皮帶秤生產企業也根據自身的要求和條件，建立了一些簡易型係統試驗裝置，其投資很少，占地麵積也少，可能效率和功能比上麵提到的完善型係統試驗裝置要差一些，但這些裝置非常實用，對於一個企業來說，這也許是個不錯的選擇。
2 典型係統試驗裝置介紹
2.1 簡易型係統試驗裝置1
國內某皮帶秤生產廠家利用現有的廠房建成的一套簡易型係統試驗裝置，在裝置的最高處裝有一台料鬥，從料鬥中卸出的物料通過試驗用的皮帶輸送機輸送並由試驗皮帶秤計量，計量後的物料由移動儲料鬥貯存，每次試驗結束後，移動儲料鬥可橫向移動到樓板外側，再利用現有的吊車將移動儲料鬥中的物料卸到料鬥中，以便進行下一次試驗。
2.2 簡易型係統試驗裝置2
國內某皮帶秤生產廠利用廠房外空地建成了一套簡易型係統試驗裝置，在稱量料鬥的下方裝有一台定量給料機，可以通過定量給料機很方便的調整物料K8凯发登录入口的多少，物料通過試驗用的皮帶輸送機輸送並由試驗皮帶秤計量，計量後的物料由儲料鬥貯存。每次試驗結束後，儲料鬥可通過輸送物料用的皮帶輸送機將物料卸到稱量料鬥中進行計量，以便進行下一次試驗。
2.3 英國沃倫斯普林試驗室的係統試驗裝置
英國沃倫斯普林試驗室具有測試設備較齊全的皮帶秤係統試驗裝置，試驗裝置裏共有3 條試驗皮帶輸送機，但其運行參數各不相同(如皮帶速度從1.1~4.2m/s， 皮帶寬度分別為650、800、1200mm，皮帶傾角有0°、7°、14°，最大輸送量從240t/h~720t/h)，以便進行不同運行條件的試驗。除了可在3 條試驗皮帶輸送機上同時安裝3台秤進行試驗以外，有的試驗皮帶輸送機還可以安裝幾台秤進行試驗。在所有的試驗皮帶輸送機上均裝有可變速電機，所有托輥組的槽形角均可在0°～55°範圍內變動。稱量料鬥有2 個，可操作氣動閘閥進行快速切換，這樣可以輪換進行裝料、稱重、卸料，以保證稱重過程連續進行。2 個稱量料鬥的優點是料鬥容量小，所占空間小，可降低試驗裝置廠房的高度，以節省投資[1]。
2.4 衡陽運輸機械總廠的係統試驗裝置
衡陽運輸機械總廠的係統試驗裝置是國內第一套按皮帶秤研製要求設計的，當時該廠剛接手多托輥雙杠杆式皮帶秤的製作，為了摸索最佳的秤架結構形式，了解影響皮帶秤精確度的各種因素，方便皮帶秤的定型鑒定及向用戶展示新型秤架的優點，利用該廠製造皮帶輸送機及機械設備的優勢，在很短的時間建成了這套裝置。
係統試驗裝置由5 條物料輸送皮帶機、2 條試驗皮帶機、儲料鬥、稱量料鬥、分料漏鬥等組成。1# 試驗皮帶機為帶寬1000mm 的水平皮帶輸送機，2# 試驗皮帶機為帶寬800mm 的可變傾角（0°~18°）皮帶輸送機。因考慮將2# 試驗皮帶機作為主試驗皮帶機，所以按上世紀八十年代通用的方式設計了皮帶速度分檔可調（0.51m/s、1.1m/s、1.91m/s、3.3m/s） 的變速裝置。
2.5 銅陵無線電廠的係統試驗裝置
銅陵無線電廠的係統試驗裝置是在總結了國內外係統試驗裝置成功經驗的基礎上設計的，其設計方案曾經過國內專家評審，作者也曾參加這次評審會，所以相對來說，其布局合理，試驗功能齊全。係統試驗裝置由4 條皮帶輸送機、2 台稱量料鬥、一個快速自動切換氣動閘門及多個不同功能的儲料鬥等組成。4 條皮帶輸送機都是試驗皮帶機，都可以安裝皮帶秤進行物料試驗。其中1#~3# 試驗皮帶機的皮帶寬度、皮帶速度、皮帶輸送機傾角都不相同，但均為固定值。4#試驗皮帶機裝有皮帶張力檢測裝置，皮帶速度、皮帶輸送機傾角及托輥槽形角均可根據試驗要求變動。4 條試驗皮帶機最大瞬時輸送量均為1000t/h。2 台稱量料鬥的容量均為10t，可用快速自動切換氣動閘門切換使用，由於稱量料鬥自身配有吊掛秤盤和10t 重的標準砝碼，因而可隨時進行稱量料鬥的檢定，使稱量料鬥的靜態滿量程相對誤差控製在0.03%以內[2]。
2.6 南京三埃工控股份有限公司的係統試驗
裝置南京三埃公司新建的係統試驗裝置裝有L=30~50m、B=650~1200mm、皮帶輸送機傾角0°、6°皮帶機4 條，用於計量皮帶秤的試驗；裝有
B=650mm 大傾角皮帶機一條，用於試驗物料的轉運；裝有可供B＝800、1200mm“整機式皮帶秤”、“定量皮帶秤”進行試驗的場所；裝有容量40t 的稱量料鬥1 個、儲料鬥2 個，用於試驗物料的稱量和儲存。
係統試驗可選擇以下條件：皮帶速度可用變頻器在0.3～4m/s 範圍內連續調速；最大試驗物料K8凯发登录入口：Qmax＝1000t/h，試驗物料K8凯发登录入口由計算機在線控製，在5%～100％Qmax 範圍內連續可調；一次測試物料量：T≥40t；試驗皮帶機槽角30°、35°可調；可選擇螺旋張緊、重錘張緊等幾種皮帶張力控製模式，皮帶張力30％～120％連續可調、可測；可進行皮帶跑偏、物料偏載試驗；可進行稱重托輥模擬粘料試驗；可進行拖出式整機型“定量皮帶秤”稱重及控製精度試驗；可進行雙PID 控製模式整機型定量皮帶秤稱重及控製精度試驗；可進行物料濕度影響試驗；配備標準砝碼及稱量料鬥自動校準裝置，可方便地進行量值傳遞。
係統試驗裝置設有集中控製室，控製室內安裝有整套PLC 計算機係統，可編製和執行各種試驗程序及量傳校準程序，計算機對測量數據進行實時監控、采集、傳輸、處理、統計和分析等操作。係統畫麵可顯示設定的試驗程序及各設備的即時信息，其中包括：各皮帶機的運行狀態；試驗皮帶秤的運行狀態；稱量料鬥、儲料鬥中的物料的模擬料位；各下料閥門的狀態等。係統中所有試驗數據均可在計算機上實時顯示，供試驗人員觀察和分析，這些數據包括：皮帶秤的瞬時量和累計量、各皮帶機的帶速、皮帶張力的數值、稱量料鬥的動態數據等。係統設置有方便的人機界麵，可對各設備進行手動、自動、連鎖操作。係統配有視頻設備，可對現場設備運行狀況及檢測過程實時觀察、監視，使係統具有較強的開放性，為今後技術交流、產品測試、型式試驗提供一個開放、公正的平台[3]。
3 係統試驗裝置的功能
據介紹，飛利浦（PHILIPS）德國子公司的在上世紀六十年代建成的係統試驗裝置上對各種秤架結構和不同的輸送條件進行了大量的試驗工作，得出的結論是雙杠杆多托輥式秤架優於各種單托輥式秤架，從而作出了發展雙杠杆多托輥式秤架的決策。
英國沃倫斯普林試驗室的係統試驗裝置曾計劃提供皮帶秤運行規程和貿易計量用0.1%級精確度的電子皮帶秤設計方案，為此對影響皮帶秤稱重的各種因素進行係統研究，如皮帶張力、皮帶速度、皮帶輸送機傾角、托輥槽形角、物料性質、料層厚度、測速傳感器的性能等等。但我們始終沒有見到沃倫斯普林試驗室的貿易計量用0.1%級精確度電子皮帶秤設計方案，隻知道他們提出要達到這樣的精確度，必須保證測速係統測量的高精確度，並為此推薦了測速係統的設計方案和安裝位置。
衡陽運輸機械總廠在皮帶秤研製過程中發現，由於受生產現場條件的限製，當新型秤架結構試驗時、鑒定時或麵對用戶演示時，很多試驗項目無法進行，所以以非常快的速度建成了皮帶秤係統試驗裝置。作者曾先後兩次參加了在這套係統試驗裝置上進行的兩個產品性能鑒定測試工作，隻用了短短的幾天時間，就完成了近百次的實物試驗，以1983 年12 月對配微處理機的傾斜皮帶機用雙杠杆多托輥式秤架（鑒定精確度0.5%） 的試驗為例，在4 天的時間內就完成了以下11 個項目的測試：
不同瞬時輸送量（30%、60%、100%滿量程）；
不同傾角（7°、13°55′）；
不同皮帶速度（0.51m/s、1.1m/s、1.91m/s、3.3m/s）；
不同電壓（350V、380V、420V 三相電壓）；
不同皮帶張力（拉緊裝置的重錘重量分別為225kg、300kg、375kg）；
皮帶跑偏8% （800mm寬皮帶跑偏64mm）；
不均勻K8凯发登录入口；
斷續K8凯发登录入口；
超載（110%滿量程）；
低載（10%滿量程）；
皮帶秤穩定周期（在24 小時內不調零、不調滿值的情況下進行多次實物試驗）。
銅陵無線電廠的係統試驗裝置曾完成了很多皮帶秤的性能試驗，如從上世紀九十年代年中期起，電力部門為了搞好電子皮帶秤的入網管理，組織製定了以往頒發的《使用認可證》複查程序、質保體係審核細則和現場測試大綱。現場測試工作就是在這套裝置上進行的，如1996 年對申請入網檢測的9 個廠家進行了質量檢測，僅有兩個廠家產品達到測試大綱要求，這項工作一直持續到2002 年。為了對北京市春海技術公司研製的DCX型模擬載荷檢驗裝置（即循環鏈碼）進行考核，檢定其準確度、穩定性，1999 年11 月電力部熱工計量測試中心在這套裝置上進行了模擬載荷檢驗裝置與實物檢定的比對試驗。
南京三埃公司的係統試驗裝置是作為該公司“動態稱重工程技術研究中心”的一個重要組成部分，據介紹，三埃公司已在這套裝置上進行了皮帶秤產品性能測試和新品開發，例如該公司近期推出的陣列式皮帶稱重係統正在進行反複地測試。在測試驗證各種幹擾因素對係統精度影響的試驗時，測試並量化分析各種影響因素，建立誤差的數學模型並予以修正。比如對由8 個單元（每個單元為一個雙托輥直接承重式秤架） 組成的陣列式皮帶稱重係統來說，可通過對各單元測試值的計算和比較，利用數學模型對測量值進行修正，可以將90%以上的皮帶張力的影響消除。
4 結束語
係統試驗裝置對一些以生產、開發皮帶秤為主導產品的企業來說的確很重要，但也沒有必要每個企業都建一套大型且設施先進的係統試驗裝置，也許本文最前麵介紹的兩套簡易型係統試驗裝置就能適用於一些企業。而作為中國計量科學研究院等行業歸口單位也應該考慮在銅陵無線電廠的係統試驗裝置被拆除後是否可在現有的係統試驗裝置上挑選一套加以改造完善或另建一套作為國家級皮帶秤係統試驗裝置，以便統籌規劃全國皮帶秤產品性能測試、新產品研製、新型校驗方法的驗證等項工作。

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