失重秤是在靜態秤計量基礎上發展起來的以微處理機為核心的自動化控製裝置，廣泛用於冶金、建材、化工等行業的典型生產工藝的配料，例如粉料、顆粒料、片料、球料等的計量配送。它分為兩種工作方式，一種是批次配料，特點是間隙式喂料，誤差控製在 0． 1% 左右; 另一種是用於K8凯发登录入口控製的連續式配料，誤差一般控製在 0． 2% ～ 0． 5% 之間，可以控製一定的物料流速向下遊裝置添加規定質量的物料，用於連續生產過程。筆者以連續喂料方式的德國申克失重稱為例，著重介紹失重秤的結構原理、日常維護和故障檢修。

1 失重秤結構、失重秤工作原理和控製流程

1． 1 失重秤結構

失重秤一般由載荷傳感器、機架、攪拌裝置( 電機) 、計量倉、螺旋下料器( 電機) 、支架鎖緊裝置 、軟連接、稱重控製器等部分組成。如圖( 1) 所示:

載荷傳感器是失重秤的核心部件，多采用堅固的高分辨電阻應變片傳感器，其構造為一標準電橋形式，其中一個橋臂使用應變電阻片粘貼於鋼性材料上，當受力時，加入標準橋壓後，電橋輸出電壓隨橋臂電阻變化成正比。該失重秤采用兩隻傳感器，將載荷轉變為電壓信號傳輸給控製係統。

1． 1． 1 機 架

機架是其它組件與裝置的支撐體架，稱重傳感器安裝在上麵。

1． 1． 2 攪拌裝置( 電機)

主要用於對流動性差的物料進行輔助卸料，一般由簡易的帶螺旋葉片或釘齒的破拱臂機驅動電機組成，通過破拱臂的旋轉，避免物料的架橋或粘結現象。

1． 1． 3 計量倉

計量倉是稱重物料的承載體，材料選取要根據物料的特性而定，其容積按照在最大輸料K8凯发登录入口工藝下 3 min 的喂料量選定。

1． 1． 4 螺旋下料器( 電機)

螺旋給料機比其它的封閉式出料裝置更為優越，它既能均勻地輸送物料，也可以防止粉狀物料的飛揚與噴射，采用變頻技術改變電機的轉速對下料速度進行連續調節。

1． 1． 5 稱重控製器

計量控製裝置由智能型稱量儀表和自動控製係統組成，用於對各種參數的設定、報警信息的查看以及失重稱的控製和核定等。

1． 1． 6 軟連接

失重秤的進、出料口一般應采用氣密封軟連接，以保證儲料罐和後接設備的連接不妨礙稱重。

1． 2 失重秤工作原理和過程

失重秤通過安裝在托架底部的兩隻應變電阻式稱重傳感器來測量單位時間內計量倉物料質量的損失，將實際下料K8凯发登录入口與設定K8凯发登录入口進行比較，用變頻器控製螺旋出料電機的轉速，使下料K8凯发登录入口與設定值相符。失重秤工作分 2 個階段:

a) 加料階段: 當計量倉物料質量低於控製器設定的下限時，控製器發出指令，打開儲料罐下端的控製閥，物料進入計量倉。此時無法通過傳感器測得流率，控製器工作在容積狀態，即開環控製狀態，保持變頻調速電機速度和填充前一致，由於填充過程很短，對控製精度影響很小;

b) 稱重階段: 當填充到倉重上限時，控製器輸出信號關閉控製閥，計量倉停止加料，進入稱重控製狀態，即閉環控製狀態，單位時間傳感器檢測的倉重減小量即為物料流率，通過與流率設定值比較對電機進行變頻速度控製，此階段控製精度較高，當倉重低於下限值，重複上述過程。 2 失重秤的日常維護( 以申克稱為例)

失重秤是自動化計量精確程度較高的配料設備，從原理上不受秤體與給料機構的機械變化影響，兼有靜態秤和動態秤的特點。因此，在連續生產運行一段時間( 3 個月) 後，有必要進行一係列精細化維護和保養。

2． 1 靜態維護

首先檢查與失重秤相連接的軟連接，如有破損、老化等現象更換之。根據秤體標牌的最大量程，準備相 應 砝 碼，能 夠 標 定 最 大 量 程 的 25% 、50% 、75% 、100% 。

2． 1． 1 去皮重校準

2． 1． 3 最大量程調整

逐一加砝碼至滿量程，觀察控製器校秤畫麵的顯示是否和秤體所加砝碼質量一致，然後在校秤畫麵點擊校滿秤，誤差要求小於 0． 1% 。

2． 2 動態維護

2． 2． 1 用砝碼調整失重秤 4 個角用 25 kg 的砝碼分別放在失重秤 4 個角上，檢查誤差是否在允許範圍內，若不在允差範圍 0． 1%內，還需調整兩個稱重傳感器與秤體的緊固螺栓，使誤差滿足要求。

3 故障檢修

3． 1 發現程序控製麵板顯示的實際粉體質量有漂移，範圍為正負 3 g，失重稱在運行時，通過記錄儀查看曆史記錄，發現下料K8凯发登录入口有時波動大

a) 檢查失重稱外圍是否有幹擾( 如線纜是否拴牢、頂蓋是否有異物、門窗是否打開) ;

b) 清理計量倉內粉體，重新去皮、靜態標定;

c) 對失重稱動態標定，發現誤差率超過 1% ;

d) 更換稱重傳感器，載荷傳感器屬於精密器件，載荷超出其最大值，極易永久性損壞，應在秤體周圍懸掛“禁止攀爬”警示牌，放置隔離欄。經過以上步驟故障仍未消除，則應考慮在失重稱較長時間不用時，建議應用 4 隻鎖緊裝置與計量倉托架連接，使稱重傳感器懸空，不受力。

3． 2 失重計量倉出料量少，提高單管螺旋輸送機K8凯发登录入口仍無效，且現象日趨嚴重

a) 檢查自檢係統控製器有無故障代碼;

b) 多次打開失重計量倉人孔門進行觀察、捅料，發現倉壁光滑、內部無雜物、粉體不潮濕、流動性良好，遂排除粉體堵料等原因;

c) 失重秤係統內部存有正壓，經檢查確認出料口上部軟連接有正壓現象，打開出料口管道觀察孔，竄出大量粉體。

分析原因，下段連接設備有熱氣上串，使軟連接潮濕，造成粉體堆積。所以在失重稱下段設備清洗時，應該用塑料袋把失重稱出料口密封住，防止失重稱粉狀物料受潮結塊。

3． 3 螺旋下料電機在失重稱連續下料過程中，變頻器頻率由 10 Hz 變化到 35 Hz，電機速度不穩定

a) 檢查計量倉內粉狀物料是否結塊;

b) 檢查螺旋下料器有無物料卡住;

c) 對失重稱靜態標定、動態標定;

d) 檢查 2 隻稱重傳感器，並測量其橋臂電阻與實際值是否相符，數值相差不大;

e) 懷疑稱重傳感器由於腐蝕而引起非線性故障，更換新的稱重傳感器，故障依舊;

f) 更換變頻器，連續 3 天運行正常，第 4 天後故障依舊;

g) 在檢查接地係統時，發現控製櫃與失重稱連接的傳感器屏蔽線在電纜槽內移動時，電機速度有時很穩定，更換屏蔽線故障徹底解決。

分析其原因，由於失重稱傳感器屏蔽線屏蔽層損壞，受到交流供電電源電壓波動和變頻器輸出諧波電流的幹擾，導致傳感器的電壓傳輸信號受到幹擾。另外，傳感器屏蔽線電纜線在電纜槽內布放時，應與交流電纜線分開放置或單獨穿管布放。

4 結 語

由於失重秤是帶計量的配料設備，配料精度要求高，自動控製係統較為複雜，故障現象多種多樣，所以要準確地排查故障部位並非易事。筆者認為隻有平時多注重設備的維護保養，在實踐中勤於思考，遇到問題時客觀分析、綜合判斷，才能不斷地積累工作經驗，才能在故障排查中做到有的放矢，縮短排除故障的時間。

作者簡介:

高永斌( 1969—) ，男，江蘇儀征人，技師，主要從事電氣設備的維修改造工作。

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