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[align=center][b]一种光电式皮带张力计的校准方法[/b][/align][font=微软雅黑, Helvetica, Arial, sans-serif][color=#808080]作者:姚明 金涛[/color][/font][font=微软雅黑, Helvetica, Arial, sans-serif][size=12px][color=#333333] [/color][/size][/font][font=微软雅黑, Helvetica, Arial, sans-serif][color=#808080]来源:中国计量[/color][/font][align=left][size=15px] 本文就光电式皮带张力计提出一种计量校准方法。[/size][/align][align=left][color=#d92142][b]一、工作原理[/b][/color][/align][align=left][size=15px] 光电式皮带张力计是以光学测振原理测量皮带张力的非接触式测力仪,其工作原理是通过光电传感器采集被测物体的频率信号,由微电脑软件进行数据处理,并通过公式计算得到皮带张力。[/size][/align][align=left][size=15px] 光电式皮带张力计主要由光学发射器、接收器、频率测量分析单元、控制单元、显示单元和计算软件等部分构成。[/size][size=15px]光电式皮带张力计根据测得的频率,按式(1)计算皮带张力。[/size][/align][align=left][size=15px]T[/size][size=15px]=4×[/size][i]M×W×S×f[/i]2[size=15px] (1)[/size][/align][align=left][size=15px] 式中:[/size][i]T[/i][size=15px]——皮带张力,N;[/size][i]M[/i][size=15px]——皮带单位长度单位宽度的质量,kg/m[/size]2[size=15px];[/size][i]W[/i][size=15px]——皮带宽度,m;[/size][size=15px] [/size][i]S[/i][size=15px]——两皮带轮跨距,m;[/size][i]f[/i][size=15px]——振动固有频率(基频), Hz。[/size][/align][color=#d92142][b]二、校准用标准器[/b][/color][align=left][size=15px] 转速标准装置,准确度等级0.01级,应配备相应的转盘。[/size][size=15px]标准器和转盘如图1所示。[/size][/align][align=left][img]http://www.chinajl.com.cn/Uploads/image/20220210/20220210093522_83798.jpg[/img][/align][size=15px][color=#797baa] 图1 标准器和反光转盘[/color][/size][color=#d92142][b]三、校准项目及方法[/b][/color][align=left][size=15px]1.频率示值误差[/size][/align][align=left][size=15px] 光电式皮带张力计的工作频率主要集中在10Hz~600Hz,对应大多数光电式皮带张力计的固有频率范围。[/size][size=15px]校准方法为:[/size][/align][align=left][size=15px](1)转速标准装置需经预热并稳定运行。[/size][/align][align=left][size=15px](2)将光电式皮带张力计的光学探测头垂直[/size][size=15px]靠近转盘并对准贴在其上面的反光纸面,与转盘的距离应与使用说明书的要求保持一致,测量过程中探测头避免与转盘面发生接触或碰撞。[/size][/align][align=left][size=15px] (3)调取[/size][size=15px]光电式皮带张力计频率测量界面,在其工作频率范围内,均匀地选取不少于6个频率点进行测量,推荐如下频率点:10Hz、30Hz、50Hz、70Hz、100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、500Hz和600Hz(对应转速分别为600r/min、1800r/min、3000r/min、4200r/min、6000r/min、12000r/min、18000r/min、24000r/min、30000r/min、36000r/min)。[/size][size=15px]在每一频率点上重复测量3次,记录各校准点的频率示值。[/size][size=15px]同时,在10Hz、50Hz、100Hz和500Hz频率点处,记录张力测量值显示界面的张力显示值。[/size][/align][align=left][size=15px](4)按式(2)计算频率示值误差,每一频率点3次测量结果中的示值误差绝对值最大值点对应的示值误差即为该点频率示值误差。[/size][/align][align=left][size=15px] 示值误差计算公式:[/size][/align][align=left][size=15px]δ[/size]m[size=15px]=[/size][i]f[/i]m[size=15px]-[/size][i]f[/i]2[size=15px] (2)[/size][/align][align=left][size=15px] 式中:[/size][i]δ[/i]m[size=15px]——光电式皮带张力计的频率示值误差,Hz;[/size][i]f[/i]m[size=15px]——光电式皮带张力计的测量值,Hz;[/size][i]f[/i]2[size=15px]——转速标准装置的转动频率标准值,Hz。[/size][/align][align=left][size=15px]2.张力测量值与张力理论值的相对误差[/size][/align][align=left][size=15px] 在10Hz、5[/size][size=15px]0Hz、100Hz和500Hz频率点处,由式(1)计算得到张力理论值和上述频率示值误差测量过程中记录的张力测量值,根据式(3)计算各频率点处张力测量值与张力理论值的相对误差(根据皮带常用种类和安装状态,建议设置光电式皮带张力计的参数为:[/size][i]M[/i][size=15px]=5kg/m[/size]2[size=15px],[/size][i]W[/i][size=15px]=10mm,[/size][i]S[/i][size=15px]=1000mm)。[/size][/align][align=left][img]http://www.chinajl.com.cn/Uploads/image/20220210/20220210093522_79344.jpg[/img][/align][align=left][size=15px] 式中:[/size][i]δ[/i]T[size=15px]——张力测量值与张力理论值的相对误差,%;[/size][i]T[/i]m[size=15px]——张力测量值,N;[/size][i]T[/i]s[size=15px]——张力理论值,N。[/size][/align][align=left][color=#d92142][b]四、总结[/b][/color][/align][align=left][size=15px] 光电式[/size][size=15px]皮带张力计以其在测量皮带张紧力方面具有较多优势的特点,目前应用企业和领域较广。[/size][size=15px]由于光电式皮带张力计还没有相应的国家计量检定规程或者校[/size][size=15px]准规范作为量值溯源与传递的工作指导,本文仅根据笔者多年重复的实验操作以及大量实验数据的分析统计整理,同时参考了JJF1216-2009《音波式皮带张力计校准规范》等相关校准规范内容。[/size][/align][align=left][color=#888888]本文刊发于《中国计量》杂志2019年第5期[/color][/align][align=left][color=#888888]作者:江苏省苏州市计量测试院 姚明 金涛[/color][/align]
更换安捷伦[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质联用[/color][/url]皮带。直接上图。因为最多只能上五张,所以凑合着看吧?[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008072010195724_887_5012370_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008072010198221_5846_5012370_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008072010198368_3812_5012370_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008072010199266_5191_5012370_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008072010200213_28_5012370_3.png[/img]
一台优利特200A型尿液分析仪,由于使用时间长、维护不好,试纸条传送皮带被溢出的尿液长期浸蚀及使用消毒液擦拭,齿牙及带基变质断裂剥落,无法工作。该仪器是经典机型但较老,原装皮带不易采购且价格奇高。测量皮带轮机构数据后,花30多元网购一条橡胶同步皮带,稍加改造后进行更换,恢复正常工作。下面介绍过程。[b]一、故障情况[/b] 仪器外观见图1,最多可以检测尿液11项指标。该仪器工作原理是:试纸条浸过尿液后,试纸条上的每一个试剂块与尿液中相应的成分发生反应,呈现出不同颜色变化。尿液中的成分浓度越高,颜色变化越深。在步进电机驱动下,传送皮带将试纸条送到仪器光积分球检测器窗口,测定每一试剂块对单色光(550nm、620nm、720nm三组)的反射率,从而得出尿液中每一成分的浓度值。传送皮带损坏后,仪器不能工作。[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091438274682_7214_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]卸下机器后背两颗及底部两颗固定螺丝(图2、图3):[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091439222492_6100_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091439230022_2195_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]从仪器后方揭开仪器上盖(图4):[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091440220602_2262_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]看见试纸条传送皮带位于光积分球检测器下面,已经崩溃,只剩下筋线和一些残体(图5):[img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909092255378371_9484_1807987_3.jpg!w690x920.jpg[/img][b]二、采购代用皮带[/b]该机器原装皮带是下面这个形状(图6),中间是搁放试纸条通道,两边是挡板,属于非标专用聚氨酯梯形同步带。[img=,690,436]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091442061982_1731_1807987_3.jpg!w690x436.jpg[/img] 网上销售该原装皮带的商家很少,且价格混乱,200~500元一条。网上销售标准橡胶同步皮带的商家却不少,可以从中选择一款接近参数的皮带来使用。 测量原皮带参数:节距3mm,节线长(周长)670mm,梯形齿,带厚1.7mm,带宽15mm。查询资料,XXL型(超轻型)同步带最接近其参数,但网上许多商家都没有货。只好选择稍接近的S3M型橡胶同步带,型号660 S3M 15,其节距3mm、节线长(周长)660mm、修正圆弧齿(接近梯形齿)、宽度15mm,包邮才30多元一条。实物见下图(图7),它没有试纸条挡板,需要自己加工一下。[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091445234322_6483_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b]三、更换皮带[/b]松开皮带张紧轮支架侧面的两颗固定螺丝(图8):[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091446060932_6265_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]松开皮带张紧轮支架端头的一颗固定螺丝(图9):[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091446490222_7045_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]松开皮带张紧机构后,除去原皮带残骸(图10):[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091447436352_1718_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]清理两只带轮上的齿牙残骸,用乙醇洗净(图11、图12、图13):[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091448411372_4937_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091448432590_8077_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091449254402_4424_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]安装新购的皮带(图14):[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091450059422_175_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]调节张紧轮支架的三颗固定螺丝,使皮带松紧距离合适。图15是安装好皮带的情况:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091451339571_8588_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b]四、给皮带加装试纸条传送带底层及挡板[/b] 用黑色EVA单面自粘泡棉胶带(厚0.5~1.0mm,不能用太厚的),网上1~3元多一卷,制作试纸条传送带底层及挡板。这个网购的自粘泡棉胶带厚1mm,宽15mm,长10米,单面粘胶(可选购3M胶,粘贴效果更好),见图16:[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091452199707_9086_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img] 先裁剪670mm长的泡棉胶带1根,粘牢在同步带表面作为底层,接口处剪成尖三角形对接,涂一点软性的强力鞋胶。这样做的目的,一是抬高试纸条搁放基础,使光路信号距离合适;二是给橡胶同步皮带增加一层耐尿液防护层(这个成本极低,以后可以轻松更换)。(图17):[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091453191762_2396_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]再裁剪4.5mm宽、675mm长的泡棉胶带2根,粘牢在皮带两边沿,留出中间通道搁放试纸条(图18),对接口处涂一点软性的强力鞋胶:[img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091453595417_7040_1807987_3.jpg!w690x920.jpg[/img]装还原,试机,自检通过,皮带传送工作正常(图19)。仪器校验后,就可用于项目检测。[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909091454428520_7898_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b]结束语:[/b]一些仪器的非标皮带,不好配。偶尔找到了原厂件,价格太贵,对于老仪器没有必要,找替代品是一个较好的办法。更换前,需要根据皮带负荷性质来选用替代品(分析是否必须采用完全相同的型号或可以允许稍有不同),有些皮带张紧机构有一定的调节距离范围,可以选择略短一点或长一点的皮带。总的来说,选择代用皮带,更换难度不大,花工时不多,成本低,效果不错。