电子皮带秤在贸易计量中的应用
铜陵市三爱思电子有限公司徐厚胜
针对电子皮带秤在用于贸易计量中存在的一些问题，本文提出了一些观点和解决方案供读者更进一步讨论和参考。
电子皮带秤贸易计量耐久性集成系统
1电子皮带秤用于贸易计量的现状
煤、矿石等大宗连续散料交易计量的公正、准确、高效性与否，将直接影响企业经济效益及单位间的成本核算，是港口码头、大型火力发电、冶金、煤炭、建材、化工等企业十分关注的问题。目前，大宗连续散料的交易结算计量，普遍采用“吃水线”法和安装在皮带运输机上的电子皮带秤来实现，尽管有较高精度等级的电子皮带秤产品，但在现场实际运行中，普遍不能长期、稳定地达到生产厂家所承诺的准确度，给交易双方带来苦恼，并时常导致计量纠纷的发生。
2电子皮带秤用于贸易计量存在的主要问题
电子皮带秤用于贸易计量是一个复杂的系统，它不能等同于高精度皮带秤，然而,到目前为止还缺少该“系统”的相关标准，该“系统”不仅涉及到制造商，同时它与用户、设计（选型）部门、检定部门密切相关。
2.1选购之前
2.1.1采购商：大多数会选择品质较好的皮带秤，通常价格要求要低，或者只选择“世界品牌”即使用不好也不担心会承担责任。同时要求所采购的皮带秤要满足现场的工艺条件和准确度的要求。显然这种“采购”没有对现场的工艺条件是否能满足皮带秤的安装条件引起足够的重视，更谈不上在“满足贸易计量皮带秤的安装条件”上增加必要的工艺投资，如果皮带秤用不好，其责任将交给制造商来承担。
2.1.2制造商：由于提供的是高准确度电子皮带秤，所以制造商会尽一切可能提供品质较好的产品（这一点当然是必要的），但为了响应用户的“采购惯例”，对“现场的工艺条件是否能满足皮带秤的安装条件”只能是采取“无奈”的态度，更谈不上在设计制造时增加工艺成本来解决“现场应用”问题。
2.1.3设计部门：由于电子皮带秤的国家标准和检定规程中对皮带输送机的工艺及现场环境等没有明确规定满足皮带秤应用条件,因此没有设计依据，仅仅根据制造商提供的型号等非常简单的参数来配置皮带秤，更谈不上对皮带输送机作出能满足皮带秤应用条件的工艺设计和工艺要求。
2.2电子皮带秤的耐久性
在经过规定的使用周期后能否保持其性能特征，在法制计量中没有强制性的要求，尽管电子皮带秤的制造商在设计和制造等方面做了很大的努力，但其准确度不能长期保持已成为国际性问题，现已引起普遍关注。
2.3检验方法
尽管实物校验是置信度最高的方法，但实物校验投资较大，并存在校验时间长，费力、物料多次被转运等诸多问题，特别是大多数现场无法满足实物校验的工艺条件。而通常的模拟载荷校验都是在空皮带的状况下进行，只能模拟皮带机整个输送面上某一段实物输送状态，产生不了实际生产过程中皮带机整个输送面上布满物料时那么大的皮带张力和张力的变化，因此模拟载荷校验与实物校验相比较，仍存在一定的误差，特别是每条皮带输送机的运行状况各有不同，无法求出与实物校验之间的固定关系。
2.4安装条件
国内皮带输送机标准的制定没有考虑到满足计量的技术要求，电子皮带秤的国家标准和检定规程中对皮带输送机的工艺以及现场环境等没有详细明确,如输送面的凹凸、称重段及其前后的托辊组的运行状况、皮带的张力变化、秤架安装点的工艺环境等。
2.5准直度
无论是采购商还是制造商对电子皮带秤在安装时的“准直度”均重视不够，很少有增加投资在“准直度”上。由国际法制计量委员会(OIML)委员、德国物理技术研究院(PTB)M•柯西克教授主编,由33位称重计量专家和衡器制造专家联合撰写的称重专著“称重手册”中,就准直性校准不好时皮带张力所产生的附加力作了详细的分析，并阐述了承载器在安装过程中进行准直性校准是一项非常关键的工作。
2.6振动的影响
无论是国际建议还是国家标准，对“振动对皮带秤的影响”均未作出相应的技术要求，而由于皮带机在输送的过程中（特别是托辊的偏心或径向跳动）所产生的振动，对不同结构的承载器和称重传感器会产生不同的频率共振，显然这种共振会对计量产生严重的影响，其共振频率目前仅靠简单的加固来吸收是没有依据的。
3解决方案
3.1应用理念
到目前为止在非发达国家作为国际贸易计量的皮带秤几乎没有被认可，只有美国、加拿大、澳大利亚等少数国家的解决方案和产品已获得批准。在我国用皮带秤作为国内贸易结算还仅仅停留在买卖双方“协议认可”或对“吃水线”的“核查”的阶段，其主要原因之一还是“应用理念”问题。
3.1.1不能将用于贸易计量的皮带秤系统等同于高精度皮带秤，该“系统”不仅涉及到制造商，同时它与用户、设计（选型）部门、检定部门密切相关。
3.1.2要让现场条件符合高精度皮带秤的应用要求，而不是要皮带秤满足现场条件，特别是将皮带输送机也要纳入“系统”来考虑。
3.1.3不能完全只注重“世界品牌”的皮带秤，而是要更加注重计量系统的应用效果。即使是安装了“世界品牌”的皮带秤，在我国能满足贸易计量的案例非常少见。
3.1.4皮带秤的耐久性问题不解决，皮带秤的应用将无法进步，但要对皮带秤进行耐久性评价，到目前为还没有行之有效的方案，因此是否能换一种思路来解决皮带秤的长期稳定性的问题。
3.2寻求一种方案来解决皮带秤耐久性问题
3.2.1电子皮带秤耐久性试验的定义是：“为验证被测衡器在经过规定的使用周期后能否保持其性能特征的一种试验”。2009年2月4日-5日在伦敦举办的OIMLTC/SC2会议上对皮带秤耐久性试验进行了讨论，并设立了由美国、澳大利亚（主席）、瑞典组成的“耐久性”工作组，大多数OIML成员国对一些耐久性测试的形式表示在原则上是可取的，但一部分OIML成员国表示耐久性试验很难做到或无法实现，可见，如将来要投票表决通过还是有困难的。但皮带秤的耐久性问题不解决，不仅仅是不能满足贸易计量的要求，即使是用于非贸易计量也同样存在问题，因此无论是制造商，还是用户、设计（选型）部门、检定部门，对解决皮带秤的耐久性问题都迫切的期待和关注。
3.2.2由于用经典的电子皮带秤试验模式在试验室重复和使用耐久性试验不具有操作性或不太可能实现，在用户现场做该项试验尽管有可能延长“试验时间”，但又存在试验条件、法律状态等问题，因此不得不寻求其它方案来解决耐久性问题。
3.2.3采用“集成系统”的解决方案。该方案主要内容是：无论什么原因（系统中零部件损坏或运行故障除外）造成皮带秤超过允差，可在皮带运行整数圈时间内告警，在不停产的情况下，启动在线校验功能并恢复到首次检定的准确度，可长期、随时通过“耐久性”的符合性评价。
在输送大宗散料的皮带机上安装两台性能相同的高精度电子皮带秤，并将两台秤的误差（误差值和误差方向）调整在相同的误差范围，当连续散料正常输送并称重计量时，将一标准载荷（P1）加在其中一台秤体上，运行N个整数圈后将两台秤的称重结果相减（ΔP），并与标准载荷的累计计算值（）比较，得到校验系数K=/ΔP，用同样的K值调整两台秤，系统建立完成。
在系统正常运行时,如皮带秤超过允差，系统可按设定的时间(整数圈)告警，系统告警后，重复上述过程即可恢复首次检定的准确度。
3.3采用“集成系统”的在线校验方法
3.3.1“集成系统”的组成
两套高精度电子皮带秤、一套含有标准棒码的远程加载系统、一台PC机及系统软件等。
3.3.2“集成系统”的试验方法
3.3.2.1在通过首次检定合格后的正常运行期间，PC机实时对两台秤的整数圈（推荐30分钟）累计量进行比对，如果连续3个30分钟的比对结果超过允差，系统发出告警，需对系统进行以下试验验，
3.3.2.2如果在运行中两台秤的相对误差在允许范围内，而系统确实已超过允差，PC机又无法监测到，在这种情况下可对系统进行以下方法进行周期检验（如24小时）。
3.4“在线检验”方法的合法性探讨
本“集成系统”的首次检定所采用的溯源依然是实物.使用中检验所采用的“物料+棒码”模拟载荷装置，完全符合国家计量检定规程JJG195－2002《连续累计自动衡器（皮带秤）》对0.5级秤使用中检验所使用的“模拟载荷装置”的要求：“通常可用循环链码等重复性达到0.1%的模拟载荷装”、“模拟载荷试验应使用模拟载荷装置模拟物料通过皮带秤的效果”，“物料+棒码”更优于循环链码，这是因为：“物料称重过程有以下6个特点：1）物料对秤架施加了实际荷重；2）物料加在皮带上方，物料的重力通过皮带作用在秤架上；3）不仅称量段有物料，邻近称量段的区域也有物料；4）物料是施加在整条皮带的承载段上；5）物料在皮带上是连续的；6）物料是随皮带同步移动的”，循环链码只符合上述5个特点，而“集成系统”的“物料+棒码”的模拟载荷装置全部符合上述6个特点。在实际使用中也体现了用“物料+棒码”的模拟载荷装置非常接近“物料实验”的效果。不仅如此，本“集成系统”的“物料+棒码”的在线检验方法将进一步通过大量的试验，寻求替代实物的法律途径。
3.5制定对皮带输送机的最低技术要求
序号0．2级0.5级
1输送距离建议在50m—100m范围内输送距离建议在50m—300m范围内
2
整个输送面的形状只允许：
整个输送面的形状只允许：
3给料流量：35%Qmax—100%Qmax
建议配制一套定量给料装置给料流量：20%Qmax—100%Qmax
4应有皮带自动张紧装置（首推重锤式）
5只允许1个受料点
6皮带不允许有破损且接头应采用45O胶接
7在计量区域应有不少于50m的防风雨措施
8在计量区域需排除、避开承载器、称重传感器会发生共振的关键频率
如《集成系统》中XF3系列的关键频率为55Hz、420Hz、890Hz；
9在计量区域不得安放如皮带纠偏等直接或间接影响称重的装置
3.6适当增加投资，解决准直度问题
序号0．2级0.5级
1称重托辊及其前后不少于三组托辊组所组成的输送面应在同一平面内
共面误差不大于0.5mm
《集成系统》是采用激光准直仪校准共面误差不大于1.0mm
《集成系统》是采用激光准直仪或拉线校准
2上述中的所有托辊架的中、边支座应采用精加工，且分别可调整；
不得使用皮带输送机上的托辊架，所有托辊架全部由《集成系统》提供
3上述的所有托辊的轴向窜动和径向跳动分别不大于0.5mm、0.2mm。
不得使用皮带输送机上的输送托辊，所有托辊全部由《集成系统》提供
4上述的所有托辊组调整好后其中、边支座以及与输送机中间架的连接处必须焊牢
3.7现场工艺方案
3.8求出共振频率解决振动的影响
皮带输送机在运行过程中没有振动是不可能的，通常是靠简单的加固来吸收振动显然是没有依据的，本系统认为首先要根据制造商提供的承载器来求出其结构会发生共振的频率（如三爱思的悬浮式承载器会发生共振的频率为55Hz、
420Hz、890Hz）然后再用加固的方法避开共振频率。
4结束语
电子皮带秤的准确度不能长期保持已成为国际性问题，除了制造商的因素以外，更重要的因素是对耐久性的评价还没有可操作的方法，而耐久性问题不解决，皮带秤的应用将无法进步，特别是电子皮带秤用于贸易计量还有很多工作要做，还需要制造商、用户、设计（选型）部门、检定部门的共同努力。
方原柏《电子皮带秤》冶金工业出版社2007年
TC9_SC_Working_Group_Durability_Paper_for_R_50_Mar_2009
徐厚胜浅谈电子皮带秤的贸易计量及检验《工业计量》2007年第5期
徐厚胜对电子皮带秤的误差进行实时监测、在线校验的探讨《衡器》2009年第6期
方原柏电子皮带秤运行检验装置性能的理论分析法《衡器》2007年第3期