國家安監(jiān)總局2017年第19號(hào)文件淘汰落后《定量斗式主井箕斗裝載設(shè)備》代替的技術(shù)裝備名稱：給煤機(jī)式主井箕斗定重裝載自動(dòng)化系統(tǒng)為我公司專利產(chǎn)品
專利名稱： ZL 2019 2 0611551.X

一、概述
定量斗式主井箕斗定重裝載系統(tǒng)是目前我國礦山主立井箕斗裝載應(yīng)用最廣泛的一種形式。它是一種靜態(tài)計(jì)量設(shè)備，計(jì)量精度高，最高精確度可以達(dá)到±0.125%，系統(tǒng)最為穩(wěn)定。在箕斗提升過程中進(jìn)行定量斗裝載，額定噸位裝載完畢，等待箕斗到位后經(jīng)PLC控制自動(dòng)打開閘門進(jìn)行對應(yīng)的箕斗裝載。它采取的裝載理論為實(shí)物校驗(yàn)型，工藝相對復(fù)雜，相當(dāng)于模擬裝載過程。
二、安裝方式
定量斗式主井箕斗定量裝載系統(tǒng)中的定量斗的安裝方式主要有兩種，在噸位小的情況下通常采用底座式安裝（如圖1），定量斗噸位較大的情況下通常懸臂式安裝（如圖2）。
 
底座式安裝圖1
現(xiàn)場使用照片
 
懸臂式安裝圖2
 
現(xiàn)場使用照片
 
三、稱重傳感器技術(shù)發(fā)展
第一代：壓磁式稱重傳感器
壓磁式稱重傳感器原理是采用鐵磁材料的壓磁效應(yīng)進(jìn)行力的測量：當(dāng)鐵磁材料在受到外力拉、壓作用而在內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，其導(dǎo)磁率會(huì)隨應(yīng)力的大小和方向而變化；受拉力時(shí)，沿力作用方向的導(dǎo)磁率增大，而在垂直于作用力的方向上導(dǎo)磁率略有減小；受壓力作用時(shí)則導(dǎo)磁率的變化正好相反。壓磁式力傳感器的輸出電勢比較大，通常不必再放大，只要經(jīng)過濾波整流后就可直接輸出，但對激磁電源的要求非常苛刻。壓磁式力傳感器可測量很大的力，抗過載能力強(qiáng)，能在惡劣條件下工作。其主要缺點(diǎn)如下：
1、受周圍環(huán)境磁場影響嚴(yán)重；
2、磁力線容易漂浮不規(guī)則，撲捉難度大；
3、頻率響應(yīng)不高（1～10kHz），精度低，測量精度一般在1％左右。
第二代：液壓式稱重傳感器
液壓式稱重傳感器工作原理是在受被測物重力P作用時(shí)，液壓油的壓力增大，增大的程度和重力P成正比。測出壓力的增大值，即可確定被測物的重量。液壓式稱重傳感器結(jié)構(gòu)簡單而牢固，測量范圍大。其主要缺點(diǎn)如下：
1、反應(yīng)速度滯后，抗安全過載能力低；瞬間力作用大的情況下壓力傳感器過載,彈性體被打 壞,容易出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。
2、液壓式壓力傳感器輸出信號(hào)為MV，溫度對傳感器的影響超過溫度補(bǔ)償范圍后會(huì)有較大的 溫飄。
3、輸出特性是非線性的，雖采用差分型來改善，但不可能完全消除；因此其精度一般不超 過1/100。
4、液壓油受靈敏度溫度偏移影響大，主要原因是由溫度變化引起的壓力傳感器靈敏度變   化，溫度變化將引起傳感器輸出曲線的斜率變化。
第三代：礦用數(shù)字式稱重傳感器
數(shù)字式稱重傳感器是模擬式稱重傳感器與數(shù)字電路的有機(jī)結(jié)合，因此即具有模擬稱重傳感器的特點(diǎn)又具有數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢，是稱重傳感器的一項(xiàng)大的變革。數(shù)字式稱重傳感器是將電阻應(yīng)變片粘貼在彈性體上，當(dāng)彈性體受外力（拉力或壓力）作用產(chǎn)生形變時(shí)，電阻應(yīng)變片將該形變轉(zhuǎn)化成電量輸出，通過相應(yīng)的測量儀器檢測出這個(gè)與外加重量成一定比例關(guān)系的電量，從而測出重量。原理圖如下：
 
其主要優(yōu)點(diǎn)如下：
1、作用力方向上無位移，不存在靜平衡問題以及彈性應(yīng)變中的儲(chǔ)能和恢復(fù)問題，因而無滯 后，剛性大，線性好，響應(yīng)快，分辨率高，穩(wěn)定性好，抗干擾能里強(qiáng)。
2、由于是直接數(shù)字輸出，沒有數(shù)模轉(zhuǎn)換問題；結(jié)構(gòu)比較簡單，技術(shù)成熟，穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確度高，測量精度一般在±0.1%。
3、使用壽命長，使用次數(shù)達(dá)100萬次。
4、全封閉設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，不受外界環(huán)境影響，適用在惡劣環(huán)境下工作。
5、數(shù)字化技術(shù)通過稱重顯示器實(shí)現(xiàn)傳感器的非線性、溫度性能等參數(shù)的自補(bǔ)償，并將參數(shù)存貯在傳感器內(nèi)部的存貯器內(nèi)，克服了采用模擬量補(bǔ)償?shù)碾S機(jī)性，消除了人為因素的影響，同時(shí)大大提高了傳感器的精度和可靠性。

6、數(shù)字通訊技術(shù)采用是RS485總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)稱重信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，傳輸距離不小于1200m，增加抗射頻電磁場輻射等干擾能力，同時(shí)提高了系統(tǒng)的防雷擊能力。
7、記憶功能利用數(shù)字傳感器內(nèi)的數(shù)據(jù)存貯和記憶功能，每只數(shù)字傳感器均具有唯一的身份標(biāo)記和特征參數(shù)，因此具有自適應(yīng)、自校準(zhǔn)和自診斷功能。
8、高輸出信號(hào)分辨率高，一般為20bit，可用計(jì)數(shù)高達(dá)1000000。
9、由于采用數(shù)字雙向、多接的串行通訊，使數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)控制在現(xiàn)場得以實(shí)現(xiàn)，只要輸入數(shù)字式稱重傳感器的地址、秤量和靈敏度即可自動(dòng)進(jìn)行偏載平衡的調(diào)整，并可進(jìn)行無砝碼校準(zhǔn)。
10、數(shù)字式稱重傳感器與顯示器之間的數(shù)字信號(hào)是通過RS485總線傳遞，而數(shù)字信號(hào)的傳遞是根據(jù)通訊協(xié)議進(jìn)行的，由我們公司自行選用特征值(測量信號(hào)、測 量速率、專用特性值、標(biāo)準(zhǔn)特性值、特性線性的多項(xiàng)參數(shù)、輸出格式等)。如要在數(shù)字通信中作弊，只有破譯這些參數(shù)，難度相當(dāng)大。因此比較模擬稱重傳感器，數(shù)字式稱重傳感器的防作弊技術(shù)是相當(dāng)完善的。
 
四、工作原理
 
定量斗式主井定重裝載系統(tǒng)的工作原理是當(dāng)給煤機(jī)上的物料輸送進(jìn)入定量斗，支撐定量斗的四只稱重傳感器（底座式為1只），將產(chǎn)生與物料重量值成正比的電信號(hào)輸出，該輸出信號(hào)進(jìn)入微處理器控制的稱重顯示儀表，稱重顯示儀表將信號(hào)進(jìn)行放大、處理，顯示出實(shí)際原煤重量數(shù)。當(dāng)定量斗達(dá)到額定噸位后，稱重顯示儀表輸出一個(gè)脈沖，經(jīng)PLC處理后給控制上位給煤機(jī)的電機(jī)一個(gè)開關(guān)量，給煤機(jī)停止給煤。待箕斗到位后原煤通過液壓閘門、分煤裝置、導(dǎo)料槽設(shè)備裝載到對應(yīng)的箕斗內(nèi)；從而實(shí)現(xiàn)了主井箕斗定量裝載功能。
      為了保證實(shí)物檢測裝置的準(zhǔn)確性，該裝置可以配有標(biāo)準(zhǔn)砝碼，用于自身精度的核準(zhǔn)。通常在檢測前，通過安裝在稱重料倉上站碼提升機(jī)，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼提起，稱重儀表將顯示提起砝碼的重量。顯示值應(yīng)與砝碼值相同，否則將對稱重顯示儀表進(jìn)行修正。砝碼提升機(jī)是通過可編程控制器進(jìn)行程序控制升降，也可通過操作臺(tái)進(jìn)行手動(dòng)控制升降。 
      為了提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，可選用計(jì)算機(jī)對稱重儀表、可編程控制器進(jìn)行雙向通訊，對其進(jìn)行管理，使其稱重、校準(zhǔn)自動(dòng)進(jìn)行，該系統(tǒng)還可以通過軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
五、系統(tǒng)特點(diǎn)
1.     定量斗式主井箕斗定重裝載系統(tǒng)可以提升信號(hào)及電控系統(tǒng)相連，從而實(shí)現(xiàn)主井提升系統(tǒng)的自動(dòng)化。
2.     采用PLC控制技術(shù)，操作控制集中，校準(zhǔn)簡捷方便。
3.     系統(tǒng)的自檢、進(jìn)產(chǎn)、料量控制可以實(shí)現(xiàn)程序自動(dòng)化。
4.     本系統(tǒng)根據(jù)用戶需要，并入相關(guān)設(shè)備聯(lián)鎖接點(diǎn)以便系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。
5.     可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境條件，進(jìn)行非標(biāo)定量斗設(shè)計(jì)，定量斗可為方形、圓形、或者異形。
6.     可選采用整體式砝碼用于定重裝置的校核，噸位可根據(jù)需要設(shè)計(jì)，砝碼的升降采用電動(dòng)砝碼提升機(jī)，操作方便。
7.     系統(tǒng)采用全懸浮四點(diǎn)結(jié)構(gòu)，保證定重準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。
8.     可與上位機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通訊實(shí)現(xiàn)上機(jī)對系統(tǒng)的設(shè)備啟停、儀表的遠(yuǎn)程調(diào)零及其它遠(yuǎn)方操作。
六、系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)
系統(tǒng)綜合精度：　　 ±0.25％
有效稱量范圍：　　 5~100t
傳感器綜合精度：　 0.02％
稱重傳感器原理：   電子應(yīng)變片
稱重傳感器型號(hào)：   GZD0.25 
稱重顯示儀精度：　 0.01％
標(biāo)準(zhǔn)砝碼規(guī)格：     1t/只或2t/只（可選）
過載能力：　　　   ≤130％F.S
七、機(jī)械部分主要技術(shù)特點(diǎn)
1、 所提供的設(shè)備功能完整，技術(shù)先進(jìn)，環(huán)保節(jié)能，并能滿足人身安全和勞動(dòng)保護(hù)條件。
2、 設(shè)備均正確設(shè)計(jì)和制造，采用先進(jìn)、可靠的零部件，在所有正常工況下均能安全持續(xù)運(yùn)行，沒有過度的應(yīng)力、振動(dòng)、溫升、磨損、腐蝕、老化等問題。
3、 自動(dòng)置零、去皮；零位跟蹤及累加；稱量結(jié)果數(shù)值顯示；過載顯示；自動(dòng)打印；負(fù)秤功能。
4、 機(jī)電設(shè)備等高頻電源干擾下能正常工作。
5、 控制系統(tǒng)具有手動(dòng)控制和程序控制功能。
6、 斗體有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在允許的過載范圍內(nèi)，斗體無變型或振動(dòng)搖晃現(xiàn)象，。
7、 全部斗體用鋼材進(jìn)行預(yù)處理，去除軋制氧化、銹及異物，焊接表面光滑平整，無氣孔夾渣和裂紋等缺陷的存在，主要焊縫進(jìn)行探傷檢查。并提供報(bào)告。
8、 定量斗內(nèi)壁光滑，兩側(cè)壁交線與水平夾角應(yīng)大于等于45°。兩壁相交處采用圓弧過渡。料斗側(cè)壁外側(cè)安裝振動(dòng)器，以免結(jié)料。
9、 為防止煤塵飛揚(yáng)，所有法蘭聯(lián)接處均密封，料斗上口設(shè)防塵罩密封，并設(shè)兩個(gè)觀察孔。
10、 料斗門的開啟、閉合操作靈活、準(zhǔn)確，其開閉信號(hào)能與系統(tǒng)內(nèi)箕斗、液壓翻板、皮帶機(jī)、給煤機(jī)閉鎖。
11、 為防止下料及振動(dòng)等外力作用引起的料斗位移，在料斗支撐框架上設(shè)限位裝置，限位間隙可調(diào)。從而確保外力消失后，料斗自動(dòng)復(fù)位。
12、 定量斗的箱體設(shè)計(jì)進(jìn)行有限元分析，采用分節(jié)制造，確保下井安全與方便，主要受力部件及各節(jié)之間均采用高強(qiáng)度螺栓連接。
13、 定量斗的斗體與分煤溜槽均采用面板和襯板的雙層結(jié)構(gòu)。
14、 定量斗分煤溜槽下口均設(shè)活動(dòng)舌板，結(jié)構(gòu)為分體式，做到每一拆分件都可由裝載巷道或箕斗乘人間運(yùn)送到安裝位置。
15、 各部件加工完畢在生產(chǎn)車間內(nèi)進(jìn)行防腐處理，如遇焊接部分破壞防腐層的進(jìn)行二次防腐處理。
16、定量斗、分煤翻板、扇形閘門本體與襯板的材質(zhì)均嚴(yán)格按招標(biāo)文件內(nèi)容采購國標(biāo)原材料。重要受力部件在出廠前進(jìn)行超聲波探傷，確保加工質(zhì)量，符合招標(biāo)方的要求。
17、 設(shè)備生產(chǎn)圖紙必須經(jīng)設(shè)計(jì)院、使用單位審核同意后方可生產(chǎn)。