——目前衡器行業zui易混淆的概念問題討論之一

摘要：本文試圖從配（給）料稱重系統的概念、原理入手，結合OIML 對不同衡器的規定，充分論述了配（給）料稱重系統的概念、產品與準確度分類方法，并呼吁我國制造廠商、用戶與計量執法部門應共同遵循這一方法。
關鍵詞：配（給）料稱重系統 重力式 容積式 非自動式 自動式 間歇式 連續式

一、概述

近來，配（給）料稱重系統隨著我國工業技術水平的提高與*國家的接軌，日益受到各行各業的青睞。配（給）料系統廣泛應用于工業原料配料的生產在線工藝流程中，而配料稱量又是提高配料準確度的主要手段。目前在我國冶煉行業、建材混凝土、玻璃配料、電力、石化產品、輕工與飼料、食品行業都有大量的配料稱量系統。

*于2006年6月發布了《關于配料秤、配料系統等辦理計量器具許可證有關問題的通知》，其中指出：“帶有重力式裝料稱重裝置、連續累計自動稱重裝置（皮帶秤）、非連續累計自動稱重裝置的配（給）料秤、配（給）料系統，分別屬于重力式裝料衡器、連續累計自動衡器（皮帶秤）、非連續累計自動衡器的范疇，應辦理計量器具許可證和型式批準。”該通知發表至今已有近半年，但遺憾的是，各地在配料秤、配料系統的計量器具許可證發放和型式批準的執行上存在很大的差異。實際上配（給）料稱重系統是一個涉及面很廣的系統工程。問題是，截止目前為止還有相當多的制造商、用戶甚至技術監督機構還不明白配料稱重系統的一些基本概念、原理、分類用途乃至檢定方法。本文僅就幾種不同結構與功能原理的配料稱重裝置作一一介紹，力圖使人們在選用此類產品時，不要將不同用途、不同結構形式的配料稱重系統的一些基本概念、產品分類與執行標準相混淆了。

二、配（給）料稱重及系統的基本概念與產品分類

配（給）料稱重裝置——按照生產工藝的要求，將多種物料按一定重量（或容積）值手動或自動依次加入一個或多個容器（或攪拌裝置）中的一種稱量裝置。將多種由散狀物料（或液體物料）構成的載荷按預先設定的裝料值，經計算組合形成完整裝料輸出的裝置稱為配（給）料稱重裝置。

配（給）料系統——在配料稱量裝置的基礎上采用計算機控制、監視和管理，現場控制信息通過總線通信方式與計算機連接，計算機將各種物料的種類、重量（或容積）、次數等參數進行記錄和打印。由配料稱量裝置加上計算機控制、監視和管理組成了配料稱量系統。一般工業配料稱重系統都是由多臺在線的定量配料稱重裝置組成集中控制與管理系統。
配（給）料稱量裝置可分別按稱量原理、運行模式和物流方式進行分類。

配（給）料稱量裝置就稱量原理而言，主要可分為重力式與容積式兩種。重力式稱量裝置是基于通過作用在被計量物體上的重力來確定該物體質量的一種稱量裝置；容積式稱量裝置是基于通過測量被計量物體的體積乘以該物體的比重，換算成重量來確定該物體質量的一種稱量裝置；還有一種根據γ射線被物料吸收而減弱的原理，來確定該物體質量的一種核子秤。

配（給）料稱量裝置根據運行模式，可分為非自動與自動兩種形式。

配（給）料稱量裝置根據物流方式分類，又可分為間歇式與連續式兩種。

目前市場上根據上述三種分類方式的產品有：

（1）根據稱量原理分類，既有主要用于工業原料配料的重力式配料秤（主要指料斗式）；也有主要用于輕工、精細化工及液體原料配料的容積式配料秤；當然還有重力式與容積式可自動切換的工業配料秤產品，*按容積式計量的激光皮帶秤、超聲皮帶秤，與根據γ射線原理的核子皮帶秤。

（2）根據運行模式分類，既有非自動配料秤，也有自動配料秤。非自動配料秤包含在非自動衡器的范疇；自動配料秤包含在自動衡器的范疇。

（3）根據物流方式分類：

a. 有料斗結構的間隙式配料秤包括組合式自動裝料衡器（集中式配料秤、分布式配料秤）、累加式自動裝料衡器（集中式給料秤、分布式給料秤）、間歇減量式自動裝料衡器（間歇式失重配料秤）。上述間隙式配料秤包含在重力式自動裝料衡器的范疇。還有一類間隙式給料稱重包括累計料斗秤、散糧秤等產品由于無定量配料功能，屬于非連續累計自動衡器的范疇。

b. 連續式配料秤包括配料皮帶秤（調速皮帶秤、定量給料機、給煤機等）、核子配料皮帶秤、沖量式流量計、螺旋給料秤、轉子給料機、連續式失重配料秤。上述連續式配料秤包含在連續累計自動衡器的范疇。

本文主要就重力式配料稱重系統的概念與分類展開討論。

1．非自動配料——帶有重力式非自動裝料稱重裝置的配料稱量及系統。

法制計量組織OIML R76《非自動衡器（Non-automatic weighing instruments）》中對非自動衡器的定義為：“在稱量過程中需要操作者的干預，以確定稱量結果是否可接受的衡器”（見參考文獻[1]）。

在一些小型水泥熟料配料系統中，目前還采用較原始的計量控制裝置為圓盤喂料機，在配料過程中，是通過人工來撥動圓盤喂料機上的下料擋板位置，來達到控制配料量；在玻璃原料配料中的微量添加劑的配料中，也采用人工加料的方式；在一些小稱量的工業配料現場往往采用臺秤上加放容器來完成非自動配料程序。具體操作使用重復除皮裝置（當承載器上有載荷時，將示值置為零的裝置）完成非自動除皮（由操作者手動除皮）、半自動除皮（給出一個手動命令自動除皮）、自動除皮（無須操作者干預能自動除皮）。按預先設定的質量范圍，由除皮稱量裝置（無論衡器上是否有載荷，均能存儲皮重值，并能顯示或打印的皮重裝置）、預置皮重裝置（從毛重或凈重值中減去預置皮重值，并能指示計算結果的裝置）完成整個配料過程。目前市場上也有利用儀表的多定值功能（如雙定值、三定值、五定值或更多）的非自動配料秤，此類秤的配料主要是看每次加料后的總加料累計值。而利用除皮裝置功能的非自動配料秤既可看出每次加料值，也可看出總加料累計值。非自動配料秤的檢測與準確度評定是按OIML R76非自動衡器的分級方法，即可分為：I、II、III、IIII共四個等級。

2．自動間歇式配料——帶有重力式自動裝料稱重裝置的配料稱量及系統。

法制計量組織OIMLR61《重力式自動裝料衡器（automatic gravimetric filling weighing instrument）》中對于重力式自動裝料衡器的概念描述為：“通過自動稱量把散裝物品分成預定的且實際上恒定質量的裝料，并將此裝料裝入容器的自動衡器”（見參考文獻[2]）。它基本上由與稱量單元相關聯的自動給料裝置以及相應的控制和卸料裝置組成。而我們通常所說的“配料秤”可歸入重力式自動裝料衡器中的組合式（選擇組合）自動裝料衡器[Associative（Selective Combination）Weigher]、累加式自動裝料衡器（Cumulative Weigher）和減量式自動裝料衡器（subtractive weigher）中，具體概念與分類如下：

（1）組合式（選擇組合）自動裝料衡器（OIML R61）
概念：“包括一個或多個稱重單元、對相應的載荷組合進行計算，并將其組合作為一次（預定的且實際上恒定質量的）裝料，隨之輸出的重力式自動裝料衡器”（見參考文獻[2]）。

首先要明確的是該類衡器是由多個載荷組合起來，作為一次裝料總和，然后放料輸出；第二，該類衡器是由一個或多個稱重單元提供多個不*相同的載荷，然后組合作為一次裝料；第三，多個不*相同的載荷組合必須經過選擇計算，使之達到恒定的質量。上述三個條件缺一不可。如果沒有多個載荷組合就不能稱為組合式衡器；如果沒有載荷組合定量選擇計算也不能稱為組合式自動裝料衡器。一次裝料能達到預定的且實際上恒定質量，是通過選擇組合來實現的。

用于配料稱重系統的組合式自動裝料衡器又可分為兩種型式：
*種，是只有一個稱重單元（或稱為承載器），通過一個稱重單元稱出多個不*相同的載荷，然后選擇不同的載荷組合計算，使該組合值達到預設定值，作為一次裝料。組合是指一次裝料可選擇不同的載荷來組合。例如，一次裝料由兩個不同的載荷來組合、一次裝料由三個不同的載荷來組合…等等。這類秤主要適用于一次裝料值由不同的載荷來組合的情況，例如不同物料組合的單稱斗配料秤。一般來說，該類衡器的稱重單元的喂料是由多個不同物料的給料裝置組成，從而稱出多個不同物料的載荷，根據每次不同的配料要求選擇計算不同的載荷組合，并將其組合作為一次裝料隨之輸出。該類衡器一般我們稱之為“集中式配料秤”（也稱單倉式多載荷配料秤）。例如一個稱量料斗上有多個物料進口。進口給料裝置可以是螺旋給料機、星形給料機、振動給料機、圓盤給料機、轉子給料機和皮帶輸送機等多個給料裝置。

第二種，是有多個稱重單元（或稱為承載器），分別稱出不同的載荷，使該值達到該稱重單元的預設定值，然后選擇不同的稱重單元的稱重值組合作為一次裝料，使之達到恒定的質量。該種衡器一般我們可稱為“分布式配料秤”，根據稱重料倉的排列形式不同又可分為沿圓周分布的“群倉式配料稱重系統”或沿直線排列的“排倉式配料稱重系統”。該配料稱重裝置每一種物料的稱重配料都分別由各自的稱重單元完成。

配料秤的zui大特點是，“選擇組合”是人為事先設定的。

（2）累加式自動裝料衡器（OIML R61）

概念：“只有一個稱重單元，通過一個以上的稱重周期，用裝置控制一次（預定的且實際上恒定質量的）裝料總質量的重力式自動裝料衡器”（見參考文獻[2]）。

這類衡器也有三個先決條件：*，只有一個稱重單元；第二，是有多個稱重周期，也就是多個近乎相同的稱重載荷；第三，使多個相同的稱重載荷累加，從而達到預設定值，作為一次裝料。

一般來說，該稱重單元的喂料裝置只有一個，在多個稱重周期中，只有zui后一個稱重周期的喂料量需要作的定量控制（也就是說應有快、慢加料機構）。每一次裝料時，稱重周期數事先不一定知道。

累加是指一次裝料可選擇多次稱重周期相加，也就是多個近乎相同的稱重載荷相加，累加值是需要作的定量控制，以期達到預定的且實際上是恒定的質量。

例如，一次裝料由兩個載荷累加、一次裝料由三個載荷累加…等。這類秤主要適用于一次裝料值大于單個稱重單元的額定稱量范圍的情況。目前，該類衡器大多機械結構與普通的重力式自動裝料衡器相同，其電氣上增加了載荷的累加運算功能。其優點是一臺秤可擴大定值稱量范圍。其缺點是，一次裝料的稱量速度隨著載荷累加數的增多而減少。這種秤體結構，不需要實現不同載荷的組合，也就是說一個稱量料斗上只要有一個物料進口裝置，而不需要像組合式自動裝料衡器那樣在一個稱量料斗上有多個物料進口裝置。總之，該種衡器只是在一般的單秤式自動裝料衡器上，增加了載荷數的累計邏輯運算功能而已。該類累加式裝料衡器如果用于帶累計功能的給料稱重，一般我們稱之為“集中式給料秤”（也稱為“單倉式給料秤”）。而多個累加式自動裝料衡器組合就可以組成“分布式給料秤”（也就是“群倉式給料稱重系統”或“排倉式給料稱重系統”）。

（3）非連續累計自動衡器（OIML R107）

法制計量組織OIML R107 《非連續累計自動衡器（累計料斗秤）discontinuous totalising automatic weighing instrument（totalizing hopper weigher）》中對于非連續累計自動衡器的概念描述為：“把一批散料分成若干份分立、不連續的被稱載荷，按預定程序依次稱量每份后分別進行累計，以求得該批物料總量的一種自動衡器”（見參考文獻[3]）。該類衡器與OIML R61《重力式自動裝料衡器》中的累加式自動裝料衡器的主要區別如下：

a.“非連續累計自動衡器”（OIML R107）只有多個稱重周期的累加功能，沒有一次裝料總質量的定量控制裝置。

b.“累加式自動裝料衡器”（OIML R61）既有多個稱重周期的累加功能，又有一次裝料總質量的定量控制裝置。

從上述概念的論述中，可以看出非連續累計自動衡器（OIML R107）由于沒有“用裝置控制一次（預定的且實際上恒定質量的）裝料總質量”的定量配料功能，所以既不屬于集中式配料秤，又不屬于分布式配料秤，不能稱其為配料稱重及系統，只能稱為非定量給料稱重及系統。

非連續累計自動衡器一般在市場上稱為累計料斗秤、散糧秤等，其檢測與準確度評定是按OIML R107《非連續累計自動衡器（累計料斗秤）》中分級方法，即可分為4個級別，用符號表示為：0.2、0.5、1、2級。

（4）間歇減量式自動裝料衡器（OIML R61）

概念：“通過控制稱量料斗的物料輸出，來確定裝料質量的重力式自動裝料衡器”（見參考文獻[2]）。例如：間歇式失重配料秤等。失重配料秤又可分為間歇式和連續式兩種。本節所述的間歇式失重配料秤屬于重力式自動裝料衡器的范疇（連續式失重配料秤是屬于連續累計自動衡器的范疇）。

（5）自動間歇式配料檢測與準確度評定

自動間歇式配料秤包括：上述的組合式自動裝料衡器、累加式自動裝料衡器、間歇減量式自動裝料衡器，其檢測與準確度評定是按OIML R61《重力式自動裝料衡器》分級方法，即可分為：靜態試驗的參考準確度等級，用符號表示為：Ref（x），其中（x）應為1×10k、2×10k或5×10k，k為正整數、負整數或零；物料試驗的的準確度等級，用符號表示為：X（x），其中（x）應為1×10k、2×10k或5×10k，k為正整數、負整數或零。

自動間歇式配料秤是目前我國工業大宗散狀物料應用料斗形式的間歇式自動配料計量中zui為常用的產品之一。

3．自動連續式配料——帶有連續累計自動稱重裝置的配料稱量及系統。

（1）配料皮帶秤。

法制計量組織OIML R50《連續累計自動衡器（皮帶秤）continuous totalising automatic weighing instrument （belt weigher）》中對于連續累計自動衡器的概念描述為：“無需對質量細分或者中斷輸送帶的運動，而對輸送帶上的散狀物料進行連續稱量的自動衡器”（見參考文獻[4]）。例如：按承載器分類的稱重臺式與輸送機式皮帶秤；按皮帶速度分類的單速皮帶秤與變速皮帶秤。其中變速皮帶秤就是我們通常所說的配料皮帶秤（或稱調速皮帶秤、定量給料機、給煤機等）。

配料皮帶秤的控制系統不僅和通常的皮帶秤一樣能顯示瞬時流量、累計流量和負荷率等參數外，還可根據物料的瞬間流量與設定值的偏差來調整給料量的大小，使瞬時流量達到或接近設定流量。配料皮帶秤一般zui常用的都有變頻器信號自動調速功能、手動自動切換功能、容積法與稱重法自動切換功能，以組成定量給料自動調節閉環控制系統。

配料皮帶秤的檢測與準確度評定是按OIML R50《連續累計自動衡器（皮帶秤）》中分級方法，即可分為3個級別，用符號表示為：0.5、1、2級。

配料皮帶秤是目前我國工業大宗散狀物料應用皮帶輸送形式的自動連續配料計量中zui為常用的產品之一。

（2）核子配料皮帶秤。

核子皮帶秤是安裝在輸送機的適當位置上，根據γ射線被物料吸收而減弱的原理，對散裝固體物料的質量進行連續自動累計的計量器具，由累計指示器和秤體（包括放射源及源容器、框架、核輻射探測器和測速傳感器）兩部分組成。其中變速核子皮帶秤就是我們通常所說的核子配料皮帶秤。

核子配料皮帶秤的檢測與準確度評定可參照OIML R50《連續累計自動衡器（皮帶秤）》中分級方法，即可分為3個級別，用符號表示為：0.5、1、2級。

（3）沖量式流量計（沖板流量計）。

利用力學中的沖量原理，來實現物料的連續累計計量。該設備除了適用于大小顆粒狀、片狀物料的連續累計計量外，尤其適用于粉狀、漿狀物料物料的連續累計計量。屬連續累計自動衡器的一種型式。

沖量式流量計的檢測與準確度評定可參照OIML R50《連續累計自動衡器》中分級方法，即可分為3個級別，用符號表示為：0.5、1、2級。

（4）螺旋給料秤。

螺旋給料秤（亦稱螺旋電子秤、螺旋配料秤、鉸刀秤）是由旋轉的螺旋葉片在螺旋管體內連續推進送料，屬連續累計自動衡器的一種。其主要適用于輸送距離較短，輸送量不是很大的粉、粒狀物的連續累計稱重。

螺旋給料秤的檢測與準確度評定可參照OIML R50《連續累計自動衡器》中分級方法，即可分為3個級別，用符號表示為：0.5、1、2級。

（5）轉子給料機。

轉子給料機由若干個旋轉的矩形儲煤孔的轉子在吊掛式承載器管體內連續推進到風管口，由風管中的壓縮空氣將煤粉吹入出料管，從而實現連續送料。轉子給料機也屬連續累計自動衡器的一種。一般可代替螺旋給料秤用于水泥爐窯、鋼廠和電廠鍋爐的煤粉定量輸送計量中。

轉子給料機的檢測與準確度評定可參照OIML R50《連續累計自動衡器》中分級方法，即可分為3個級別，用符號表示為：0.5、1、2級。

（6）連續式失重配料秤。

一種能夠對物料的輸送速率進行連續調節和輸送量計量的連續給料設備，稱為連續式失重配料秤。可用來連續輸送粉狀、片狀、顆粒狀物料。連續式失重配料秤與OIML R61中間歇減量式自動裝料衡器的zui大區別是：間歇減量式自動裝料衡器屬間歇式失重配料秤，而本節中描述的是連續式失重配料秤。

連續式失重配料秤的檢測與準確度評定可參照OIML R50《連續累計自動衡器》中分級方法，即可分為3個級別，用符號表示為：0.5、1、2級。而間歇式失重配料秤的檢測與準確度是按OIML R61《重力式自動裝料衡器》分級方法評定的。

（7）激光皮帶秤、超聲皮帶秤。

一種利用激光或超聲測距計算出被稱物容積從而折算成輸送流量的方法，通過安裝在輸送帶上的激光或超聲傳感器對輸送帶上的物料進行連續稱量的自動配料衡器。檢測準確度評定可參照OIML R50《連續累計自動衡器》中分級方法，即可分為3個級別，用符號表示為：0.5、1、2級。

三、結論

由于配（給）料稱重及系統目前在我國的工業制造領域中，特別是工業原料在線生產的質量控制中日益發揮出不可估量的積極作用，配料稱重及系統的使用正確與否關系重大。

從上述關于配（給）料稱重及系統的基本概念、原理與產品分類的論述中，我們可以清晰地看到配料稱重系統按不同的稱量原理、不同的運行模式、不同的物流方式，會帶來不同的用途、不同的結構形式以及不同的準確度評定與檢測方法。現將配（給）料稱重系統產品的分類列表總結如下：

表1 配（給）料稱重裝置的分類

zui后特別要提醒的是：本文第二章第2節第（3）條中的“非連續累計自動衡器（累計料斗秤）”由于沒有定量配料功能，不能稱其為配料稱重及系統，只能稱作非定量給料稱重及系統。制造商、用戶與質量技術監督機構在實際操作中可根據上述論述方法進行分門別類的使用。為此筆者再一次呼吁廣大配料稱重及系統的制造商、用戶甚至質量技術監督機構，應對這一問題引起足夠的重視，切莫等閑視之！上述觀點如有不妥，請指正