简易污泥称重仪的制作及误差分析

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齐鲁石化乙烯污水处理场是齐鲁石化公司的主要污水处理装置，它担负着来自公司内部各生产厂以及多家公司外部企业的污水处理任务。

在污水处理过程中有-个重要的单元为污泥脱水单元，它把经过污水处理装置处理后含水率为95%～98%的浓缩污水利用带式压滤机进行脱水，产出含水率为50%～70%的污泥。该污泥的特点是粘度大、易附着、易结块。为提高污水处理嘲污泥脱水单元的运行管理水平，必须对污泥脱水单元产出的污泥进行称重测量。

2存在的问题现在用于对粉状、颗粒状和虚状等松散物料称重的专用设备主要有螺旋秤和皮带秤。但是，由于污泥具有粘度大、易附着、易结块的特点，以上两类设备都不适用于污泥的称重测量。因此，制作-种能对该污泥进行称重测量的设备显得尤为重要。

3简易污泥称重仪的制作3.1污泥称重仪的基本要求由于脱水单元所产生的污泥的重量只是用来评估污水处理惩污泥脱水单元生产运行的-般参数，不是用来进行贸易结算的重要参数，因此污泥称重仪的测量精度不需要很高。

污泥脱水单元所处的环境-般非常差，潮湿、腐蚀是该环境的基本特点。因此，污泥称重仪必需要防水、耐腐蚀，能在恶劣环境中长期连续稳定运行。

3.2污泥称重仪的构成污泥称重仪主要由污泥称重单元和控制计量单元组成。

3-2.1污泥称重单元污泥称重单元的工作原理是利用杠杆原理实现称重的。它包括-个中间有支点的平衡底座，在平衡底座的左边是称量配重，右边是称量斗。

称量斗是- 方体容器，它的底板是可滑动的，滑动过程依靠控制气缸来实现。在底板滑动过程中，称量斗内的污泥在重力的作用下可自由落下。污泥称重单元的结构如下图。

①称量配重；②控制气缸；③平衡支点；④滑动底板；⑤称量斗；⑥位置开关当污泥脱水单元正常运行时，皮带输送机将污泥不断输送到称量斗中，此时称量斗的底板是关闭的。随着污泥数量的不断增多，当右侧称量斗的重量超过左侧称量配重的重量时，平衡底座向右侧倾斜，碰触位置开关使位置开关触点闭合。

当位置开关触点闭合时，表示-次称量的开始。在控制单元的控制下，称量斗的底板打开，污泥由于重力的作用而自然下落。由于污泥下落，左侧称量配重的重量又超过了右侧称量斗的重量，因此平衡底座向左侧倾斜，位置开关触点断开。称重斗的底板在控制气缸的作用下关闭，到此为止已经完成了-次完整的称重过程。

通过调整称量配重的重量来调整每次称重的污泥重量，-般每次称重的重量在50公斤比较合适。

3.2.2控制计量单元控制计量单元可分为继电器型和PLC型。

(1)继电器型控制计量单元继电器型控制计量单元结构简单、制作成本低。主要部件包括位置开关、自锁继电器、计时继电器、电磁阀、计数器各-个。继电器型控制计量单元可实现污泥称重仪的基本控制计量功能，计数器显示的是污泥称重仪称量的次数，需人工换算出污泥的总重量。该方法不能精确修正称量斗- 130-底板抽出期间的污泥重量。

继电器型控制计量单元的电路简单、易懂。当位置开关触点闭合时，触发自锁继电器得电，然后计时继电器开始计时，电磁阀得电，计数器增加1。当计时继电器达到设定的时间后，自锁继电器、电磁阀失电，完成- 次称量控制和计量过程。计时继电器的设定时间为称量斗底板由全关到全开的行程时间。

(e)eLc型控制计量单元PLC型控制计量单元制作成本较高、可靠生高。主要部件包括位置开关、PLC控制器、电磁阀各-个。PLC型控制计量单元不但可实现污泥称重仪的基本控制计量功能，还能直搠 算出所称量污泥的总重量。再就是能精确修正称量斗底板抽出期间污泥的重量，从而提高称量精度。

PLC型控制计量单元需要对PLC进行功能组态。当位置开关触点闭合时，由PLC的DI输入拈采集开关的状态，然后触发计时拈(t )开始计时，将DO控制拈置1并通过DO输出拈将信号输出到电磁阀，计数器累加拈增加1。当计时拈(t )达到设定的时间后，将DO控制模块置0，同时将计时拈(tp开始计时，直到 DI输入拈采集的位置开关触点状态再次闭合时停止计时。计时拈(t )的设定时间为称量斗底板由全关到全开的行程时间，计时拈(t：)所测量的时间为称量斗底板全关时所经历的时间。

4污泥称重仪的误差分析可将污泥称重仪的误差分为随机误差和系统误差来分析。

4.1随机误差4.1.1称量斗中污泥的分布影响。由于该污泥称重仪采用的是杠杆平衡原理，在达到平衡时实际为力矩平衡，即平衡条件不仅与污泥的重量有关，还与污泥在称量斗中的分布有关。这就要求尽量将称量斗的底面制作成长方形，以减少称量斗底面在力矩方向上的长度。

尽量保证皮带输送机的位置固定不变，使落下的污泥保持分布-致。

在皮带输送机或污泥称重仪在维修后要按照原位回装，也可对污泥称重仪进行重新标定。

41.2平衡克 的影响。平衡克 的转动阻力影响平衡底座的平衡过程，可采用滚动轴承来减少平衡支点阻力的影响。

4.1.3位置开关的影响。位置开关的灵敏度对平衡底座的平衡过程有影响，可选择动作灵敏的微动开关用作位置开关。

4.1.4称量斗内污泥粘附的影响。在经过多次称量后，由于污泥的粘度大、易附着、易结块的特点，称量斗的内壁常有少量污泥粘附在上面，在连续称量过程中要定期清理粘附在称量斗内壁的污泥。

4.2系统误差污泥称重仪的系统昃差主要来自称量斗底板打开期间，经称量斗落下而没有进行称重计量的污泥量。下面以PLC型控制计量单元为例分析该系统误差的修正过程。

在上面PLC型控制计量单元的说明中已经假设称量斗底板由关闭到打开的行程时间为t。，称量斗底板全关期间所经历的时间为t 。

假设-次称量斗称量的污泥重量为：a则污泥单位时间内的平均量为：a÷t在 tl时间内未经称量的污泥重量为：(州：)Ⅻ1- 次称量总的污泥重量为：(a÷t )×t a将上式整理得：a(1t1由此可得出结论，系统误差的大小与t.与t 的比值有关，比值越小则系统误差越校也就是要求t 的数值要远大于t 的数值。在用PLC实现的控制计量单元中，通过功能组态实现该系统误差的修正非常简单。在用继电器实现的控制计量单元中，可通过 、工计算-个最常用污泥重的系数来进行误差修正。

5结束语该简易污泥称重仪结构简单、运行可靠、维护量孝制作成本低。利用它实现了对粘度大、易附着、易结块物料的称重计量，是实现污泥称重既简单又实用的器具。在实际应用中如采用的是PLC控制计量单元，如对系统误差进行了修正，则称量精度可维持在 1%～3%范围内，这样的称量精度对于称量污泥来说已经足够了，用这种方法制作的污泥称重仪可广泛应用于类似粘稠物料的称重测量。