專(zhuān)利名稱(chēng)：：動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置可以用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也可以用于實(shí)驗(yàn)研究或者其它領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，常常需要在生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行中正常作業(yè)的同時(shí)測(cè)量出物料的重量，在這種情況下，重量往往是一個(gè)隨時(shí)間變化的變量。物料動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重的過(guò)程為啟動(dòng)進(jìn)料裝置；物料在自身重力的作用下進(jìn)入稱(chēng)量斗；裝在料斗上的稱(chēng)重傳感器將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)放大器放大后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定值時(shí)，停止進(jìn)料，完成一次定量稱(chēng)重。造成定量稱(chēng)重誤差的原因有多個(gè)方面，其主要因素如下(1)稱(chēng)重測(cè)量環(huán)節(jié)的測(cè)量誤差的影響；(2)給料裝置的動(dòng)作滯后及其慣性作用；(3)物料空中落差的影響；(4)給料驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(交流電機(jī))的非線性和強(qiáng)藕合性；(5)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)物料的攪拌；(6)物料混合過(guò)程中的加熱因素影響。在動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重問(wèn)題中，有兩個(gè)關(guān)鍵因素一是稱(chēng)重準(zhǔn)確度，二是稱(chēng)重速度，這兩方面要綜合考慮且同時(shí)兼顧。動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重過(guò)程中含有振蕩、非線性、時(shí)變以及隨機(jī)干擾等因素。當(dāng)稱(chēng)重速度加快時(shí)，稱(chēng)重傳感器的欠阻尼震蕩，物料沖擊力變化引起的振動(dòng)和不確定的空中飛料等干擾因素都將影響稱(chēng)重準(zhǔn)確度，因此有時(shí)就不得不降低稱(chēng)重速度。同時(shí)實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重高準(zhǔn)確度和高速的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重是計(jì)量領(lǐng)域的難題之一。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于模擬實(shí)際設(shè)備設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)裝置，為研究動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重提供一個(gè)物理平臺(tái)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案設(shè)計(jì)一種動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，包括結(jié)構(gòu)框架、安裝在結(jié)構(gòu)框架中的稱(chēng)量裝置、壓力傳感器。其中稱(chēng)量裝置包括可連續(xù)進(jìn)料的固態(tài)料進(jìn)料箱和液態(tài)料進(jìn)料箱、懸掛在壓力傳感器上的接收固態(tài)料進(jìn)料箱和液態(tài)料進(jìn)料箱物料的混合物料罐，并且混合物料罐下部設(shè)有出料閥，并在出料閥下面設(shè)置有與混合物料罐分離的混料箱；本裝置還設(shè)有將壓力傳感器信號(hào)接至外部的接線端子組。所述固態(tài)料進(jìn)料箱可以為振動(dòng)式進(jìn)料箱，通過(guò)振動(dòng)將顆粒狀的固態(tài)料進(jìn)行出料。在箱體上安裝振動(dòng)電機(jī)，箱體通過(guò)彈簧安裝在結(jié)構(gòu)框架上，其振動(dòng)控制端(振動(dòng)電機(jī)引線)接至接線端子組。所述固態(tài)料進(jìn)料箱也可以通過(guò)螺旋給料裝置進(jìn)行出料，該螺旋給料裝置安裝在進(jìn)料箱底部，由圓管及在圓管中設(shè)置的由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的螺旋推料器構(gòu)成，其中電機(jī)的控制端接至接線端子組。所述液態(tài)料進(jìn)料箱由進(jìn)液閥控制出料。該進(jìn)液閥可以采用可調(diào)電磁閥。可以在所述的混合物料罐中設(shè)置攪拌器，攪拌器由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其葉片將物料攪拌混合物料混合過(guò)程中可對(duì)物料進(jìn)行攪拌混合，以模擬真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)。該攪拌器安裝在結(jié)構(gòu)框架上，與混合物料罐1非接觸，攪拌器電動(dòng)機(jī)控制端接至接線端子組。還可以在所述混合物料罐中設(shè)置電加熱器和溫度傳感器，物料混合過(guò)程中可對(duì)物料進(jìn)行加溫及定溫度控制，來(lái)進(jìn)一步模擬真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)。電加熱器和溫度傳感器信號(hào)接至接線端子組。所述混合物料罐1下部的出料閥接有出料斗，出料斗下部設(shè)有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)下面設(shè)置混料箱；所述液態(tài)料進(jìn)料箱由上水電機(jī)從混料箱中供水，且液態(tài)料進(jìn)料箱中設(shè)置液位傳感器，液位傳感器接至接線端子組，且與上水電機(jī)連接，并控制上水電機(jī)的啟停。所述出料閥可以采用電磁閥，其控制端接至接線端子組。所述混合物料罐可以通過(guò)在混合物料罐腰部360°圓周上均勻設(shè)置的三只“耳”懸掛在結(jié)構(gòu)框架的支撐面上，且三只“耳”下面各設(shè)一個(gè)壓力傳感器。本發(fā)明的積極效果提供了一種研究動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重的仿真物理平臺(tái)，該平臺(tái)反映了實(shí)際生產(chǎn)中相關(guān)物理量的基本特性，體現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工藝特點(diǎn)；提供了電氣接口，可方便地與計(jì)算機(jī)等信號(hào)采集器和控制器連接，為開(kāi)展提高稱(chēng)重準(zhǔn)確度與速度的控制算法的研究提供了物質(zhì)條件，也為解決動(dòng)態(tài)稱(chēng)重準(zhǔn)確度與速度的矛盾開(kāi)辟了新的思路。圖1為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置的一優(yōu)先實(shí)施例的示意圖；圖2為圖1所示動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)施例的接線端子組1；圖3為圖1所示動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)施例的接線端子組2。圖中1、混合物料罐，2、固態(tài)料進(jìn)料箱，3、液態(tài)料進(jìn)料箱，4、螺旋給料裝置，5、攪拌器，6、溫度傳感器，7、液位傳感器，8、“耳”，9、電加熱器，10、螺旋加料電動(dòng)機(jī)，11、攪拌電動(dòng)機(jī)，12、上水電機(jī)，13、出料閥，14、進(jìn)液閥，15、出料斗，16、篩網(wǎng)，17、混料箱，18、壓力傳感器。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明中的一優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施方式中的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置主要由混合物料罐1、螺旋給料裝置4、固態(tài)料進(jìn)料箱2和液態(tài)料進(jìn)料箱3組成，其上配置壓力傳感器18、溫度傳感器6、液位傳感器7。實(shí)驗(yàn)裝置組成原理示意如圖1所示?；旌衔锪瞎?由有機(jī)玻璃粘接而成。罐頂部有兩個(gè)進(jìn)口分別為顆粒狀物料進(jìn)口和液體物料入口，罐底部有一個(gè)混合物料出口，由出料閥13控制，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)可密封防水。罐體三分之二處圓周上分布3個(gè)”耳”8，其下部分安裝三個(gè)微量壓力傳感器18。并且混合物料罐1中設(shè)置電加熱器和溫度傳感器6。螺旋給料裝置4用10毫米厚有機(jī)玻璃圓管材料，制作成物料螺旋傳動(dòng)管道結(jié)構(gòu)。由單相微型可逆減速永磁同步電機(jī)作為螺旋加料電動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)螺旋葉片。將固態(tài)料進(jìn)料箱2中的物料以螺旋傳動(dòng)方式輸送到混合物料罐1。攪拌器5采用不銹鋼長(zhǎng)軸上安裝攪拌器葉片，使用減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)作為攪拌電動(dòng)機(jī)11。固態(tài)料進(jìn)料箱2存放顆粒狀物料，由人工手動(dòng)加料。液態(tài)料進(jìn)料箱3做為液態(tài)物料儲(chǔ)罐，以水替代液態(tài)物料存放在液態(tài)料進(jìn)料箱3中。液態(tài)料進(jìn)料箱3中的水通過(guò)進(jìn)液閥14送入混合物料罐1，進(jìn)液閥14采用電磁閥或可調(diào)電磁閥。混合物料罐1的出料由出料閥13控制，下部裝有具有篩網(wǎng)16的出料斗15，以便將混合后的顆粒狀物料與水分離。分離后的顆粒狀物料留在出料斗15中，水流入下面的混料箱17中。出料斗和出料閥門(mén)可手動(dòng)裝配、拆除。另外，液態(tài)料進(jìn)料箱3由上水電機(jī)12從混料箱17中供水，且液態(tài)料進(jìn)料箱3中設(shè)置液位傳感器7，通過(guò)液位傳感器控制上水電機(jī)12的啟停。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置固定在鋁合金框架上，700(寬)X1400(長(zhǎng))X1800(高)，底部四角有腳輪。顆粒狀物料采用聚氯乙烯顆粒，比重略大于水。便于與水分離，可重復(fù)使用，潔凈衛(wèi)生。本實(shí)施方式中的電氣部分主要包括傳感器及數(shù)顯表和電機(jī)1.傳感器及數(shù)顯表實(shí)驗(yàn)裝置上安裝有壓力傳感器、液位傳感器和溫度傳感器。傳感器數(shù)量及作用如表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2.電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)裝置上配有攪拌電動(dòng)機(jī)、螺旋加料電動(dòng)機(jī)及電加熱器，還有一些電磁閥，具體如表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，包括結(jié)構(gòu)框架、安裝在結(jié)構(gòu)框架中的稱(chēng)量裝置、壓力傳感器(18)，其特征在于所述稱(chēng)量裝置包括可連續(xù)進(jìn)料的固態(tài)料進(jìn)料箱(2)、液態(tài)料進(jìn)料箱(3)、置于壓力傳感器(18)上的接收固態(tài)料進(jìn)料箱(2)和液態(tài)料進(jìn)料箱(3)物料的混合物料罐(1)，并且混合物料罐(1)下部設(shè)有出料閥(13)，并在出料閥(13)下面設(shè)置有與混合物料罐(1)分離的混料箱(17)；本裝置還設(shè)有將壓力傳感器信號(hào)接至外部的接線端子組。2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述固態(tài)料進(jìn)料箱(2)為振動(dòng)式進(jìn)料箱，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制引線接至接線端子組。3.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述固態(tài)料進(jìn)料箱(2)通過(guò)螺旋給料裝置(4)出料，該螺旋給料裝置安裝在進(jìn)料箱底部，由圓管及在圓管中設(shè)置的由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的螺旋推料器構(gòu)成，其中電機(jī)的控制引線接至接線端子組。4.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述液態(tài)料進(jìn)料箱(3)由進(jìn)液閥(14)控制出料。5.如權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述進(jìn)液閥(14)為可調(diào)電磁閥，其控制端接至接線端子組。6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述混合物料罐(1)設(shè)有攪拌器(5)，該攪拌器安裝在結(jié)構(gòu)框架上，與混合物料罐(1)非接觸，攪拌器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制引線接至接線端子組。7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述混合物料罐(1)中設(shè)置有電加熱器(9)和溫度傳感器(6)，電加熱器(9)和溫度傳感器(6)的引線接至接線端子組。8.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述混合物料罐⑴下部的出料閥(13)接有出料斗(15)，出料斗(15)下部設(shè)有篩網(wǎng)(16)，篩網(wǎng)(16)下面設(shè)置混料箱(17)；所述液態(tài)料進(jìn)料箱(3)由上水電機(jī)(12)從混料箱(17)中供水，且液態(tài)料進(jìn)料箱(3)中設(shè)置液位傳感器(7)，所述液位傳感器的引線接至接線端子組，且與上水電機(jī)(12)連接，并控制上水電機(jī)(12)的啟停。9.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述出料閥(13)為電磁閥，其控制引線接至接線端子組。10.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述混合物料罐(1)通過(guò)在混合物料罐(1)腰部在360°圓周上均勻設(shè)置的三只“耳”(8)懸掛在結(jié)構(gòu)框架的支撐面上，且三只“耳”(8)下面各設(shè)一個(gè)壓力傳感器(18)。全文摘要本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)裝置，屬于實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器。本發(fā)明包括稱(chēng)量裝置、壓力傳感器(18)，其中稱(chēng)量裝置包括可連續(xù)進(jìn)料的固態(tài)料進(jìn)料箱(2)和液態(tài)料進(jìn)料箱(3)、置于壓力傳感器(18)上的接收來(lái)自固態(tài)料進(jìn)料箱(2)和液態(tài)料進(jìn)料箱(3)物料的混合物料罐(1)，并且混合物料罐(1)下部設(shè)有出料閥(13)，并在出料閥(13)下面設(shè)置與混合物料罐(1)分離的混料箱(17)；本裝置還設(shè)有將壓力傳感器信號(hào)接至外部的接線端子組。本發(fā)明提供了一個(gè)研究動(dòng)態(tài)定量稱(chēng)重的仿真物理平臺(tái)，該平臺(tái)反映了實(shí)際生產(chǎn)中相關(guān)物理量的基本特性，體現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工藝特點(diǎn)；提供了電氣接口，可方便地與計(jì)算機(jī)等信號(hào)采集器和控制器連接，為開(kāi)展提高稱(chēng)重準(zhǔn)確度與速度的控制算法的研究提供了物質(zhì)條件。文檔編號(hào)G09B23/10GK101833885SQ20091023716公開(kāi)日2010年9月15日申請(qǐng)日期2009年11月13日優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日發(fā)明者朱棟升,梁嵐珍申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)