計(jì)量秤故障檢測設(shè)備、方法、系統(tǒng)及工程機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)量領(lǐng)域，具體地，涉及一種計(jì)量秤故障檢測設(shè)備、方法、系統(tǒng)及工程 機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如攪拌設(shè)備的工程機(jī)械通常需要稱重設(shè)備，例如計(jì)量秤。計(jì)量秤的成體一般具 有若干支稱重傳感器，稱重傳感器輸出的模擬信號經(jīng)過傳感器接線盒進(jìn)行并聯(lián)后輸出總的 稱量模擬信號，再經(jīng)過信號放大和A/D轉(zhuǎn)換從而生成數(shù)字信號輸入PLC等控制器，從而完成 了計(jì)量過程。作為替換的實(shí)施方式，可以省略接線盒而直接將稱重傳感器輸出的模擬信號 進(jìn)行并聯(lián)。
[0003] 由于現(xiàn)有技術(shù)中將稱重傳感器輸出的模擬信號并聯(lián)，因此控制器只能處理并聯(lián)后 的信號，即使在某些稱重傳感器不能正常工作的情況下，也會輸出并聯(lián)后的總電壓信號，導(dǎo) 致無法判斷出稱重傳感器異常，使得計(jì)量結(jié)果不準(zhǔn)確，嚴(yán)重影響混凝土配料的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致 成品混凝土質(zhì)量事故。
[0004] 此外，即使現(xiàn)場工作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷出稱重傳感器發(fā)生異常，也無法通過現(xiàn)有 的計(jì)量秤信號處理架構(gòu)來定位發(fā)生異常的稱重傳感器，需要現(xiàn)場工作人員逐一地排查，增 大了設(shè)備檢修或者后期維護(hù)的難度及成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種計(jì)量秤故障檢測設(shè)備、方法、系統(tǒng)及工程機(jī)械，以準(zhǔn)確定 位發(fā)生故障的稱重傳感器。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種計(jì)量秤故障檢測設(shè)備，該設(shè)備包括：稱重傳感 器，用于輸出重量感應(yīng)信號；信號處理裝置，用于根據(jù)重量感應(yīng)信號檢測所述稱重傳感器是 否發(fā)生故障；其中所述重量感應(yīng)信號通過獨(dú)立的通道發(fā)送至信號處理裝置。
[0007] 本發(fā)明提供了一種計(jì)量秤故障檢測方法，該方法包括：檢測重量，并輸出重量感應(yīng) 信號；根據(jù)重量感應(yīng)信號檢測所述稱重傳感器是否發(fā)生故障；其中所述重量感應(yīng)信號通過 獨(dú)立的通道發(fā)送。
[0008] 本發(fā)明提供了一種計(jì)量秤故障檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括所述的計(jì)量秤故障檢測設(shè) 備；該系統(tǒng)還包括：放大器，用于放大重量感應(yīng)信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對放大后的重量感 應(yīng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0009] 本發(fā)明提供了一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括所述的計(jì)量秤故障檢測系統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量秤中稱重傳感器的故障實(shí)時(shí)檢測，并可精確的定位到具體的 故障傳感器位置，彌補(bǔ)了現(xiàn)有電子衡器無法判斷傳感器故障的不足，從而能夠降低計(jì)量秤 故障排除及維護(hù)的難度，提高故障處理的效率。
[0011] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0012] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0013] 圖1是本發(fā)明提供的計(jì)量秤故障檢測設(shè)備示意圖；
[0014] 圖2是本發(fā)明提供的計(jì)量秤故障檢測方法流程圖；
[0015] 圖3是本發(fā)明提供的計(jì)量秤故障檢測系統(tǒng)示意圖。
[0016] 附圖標(biāo)記說明
[0017] 100稱重傳感器200信號處理裝置
[0018] 300放大器 400 A/D轉(zhuǎn)換器
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0020] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)及定位故障的稱重傳感器，本發(fā)明提供了 如圖1所示的計(jì)量秤故障檢測設(shè)備。該計(jì)量秤故障檢測設(shè)備包括：稱重傳感器100,用于輸 出重量感應(yīng)信號；信號處理裝置200,用于根據(jù)重量感應(yīng)信號檢測所述稱重傳感器是否發(fā) 生故障；其中所述重量感應(yīng)信號通過獨(dú)立的通道發(fā)送至信號處理裝置。如【背景技術(shù)】部分所 述，現(xiàn)有技術(shù)中由于將稱重傳感器并聯(lián)后輸出一個(gè)總的感應(yīng)信號，從而導(dǎo)致無法判斷計(jì)量 秤是否能夠正常工作，更不能定位發(fā)生故障的稱重傳感器1〇〇。本發(fā)明中，為了克服現(xiàn)有技 術(shù)中的缺陷，通過獨(dú)立的通道將每個(gè)稱重傳感器100的感應(yīng)信號獨(dú)立地發(fā)送至信號處理單 元，從而可以利用不同稱重傳感器100之間的線性關(guān)系來判定稱重傳感器100是否發(fā)生故 障，以及定位發(fā)生故障的稱重傳感器100。
[0021] 為了通過稱重傳感器100之間的線性關(guān)系來判斷是否發(fā)生故障，需要預(yù)先知道在 計(jì)量秤的稱重傳感器沒有故障時(shí)的線性關(guān)系。預(yù)先知道的線性關(guān)系可以在確定計(jì)量秤無故 障且校準(zhǔn)前提下獲得，例如新買到的商品或者用已知重量的物體（例如砝碼）放在計(jì)量秤 上來確認(rèn)計(jì)量秤無故障，然后可以將重物放在計(jì)量秤上，例如將若干個(gè)重量相同的砝碼均 勻地放置在計(jì)量秤上，但要保證放在計(jì)量秤上的重量F不超過計(jì)量秤的額定稱量值。此時(shí) 可以記錄各個(gè)稱重傳感器之間的線性關(guān)系。例如，計(jì)量秤的數(shù)量為Π ，可以存在cn2個(gè)線性 關(guān)系，
其中 i 弇 j，i = 1，2,......, n, j = I, 2,......, n, D2i、D2j 分別為加載已 知重量的重物時(shí)第i個(gè)和第j個(gè)稱重傳感器輸出的重量感應(yīng)信號。重量感應(yīng)信號可為電流 或者電壓模擬信號，亦可為將電流或者電壓模擬信號按照一定轉(zhuǎn)換比例關(guān)系轉(zhuǎn)換為的數(shù)字 信號。
[0022] 在將未知重量的重物放在計(jì)量秤上稱重時(shí)，可以得到當(dāng)前各稱重傳感器100之間 的線性關(guān)系，
，其中i弇j，i = 1，2,......, n, j = I, 2,......, n, D3i、D3j分別為 加載未知重量的重物第i個(gè)和第j個(gè)稱重傳感器輸出的重量感應(yīng)信號。
[0023] 在得到當(dāng)前各稱重傳感器之間的線性關(guān)系以后，可以通過下式來計(jì)算線性關(guān)系的 變化量：
[0024]
其中 i 弇 j，i = 1，2,......, n, j = I, 2,......, η, η 為稱重傳 感器的數(shù)量，
為第i個(gè)稱重傳感器輸出信號和第j個(gè)稱重傳感器輸出信號之間已知的 線性關(guān)系，
為第i個(gè)稱重傳感器輸出信號和第j個(gè)稱重傳感器輸出信號之間當(dāng)前的線 性關(guān)系。
[0025] 如果A1,大于或等于閾值，則信號處理裝置可以判定稱重傳感器輸出的重量感應(yīng) 信號之間當(dāng)前的線性關(guān)系相對于已知的線性關(guān)系發(fā)生變化。
[0026] 進(jìn)一步地，在Alj組成的集合中，Alj的值等同于A jl的值，在具有相同i或j的 子集中的至少兩個(gè)元素大于閾值的情況下，則第i個(gè)稱重傳感器或第j個(gè)稱重傳感器發(fā)生 故障，或者與該至少兩個(gè)元素有關(guān)的稱重傳感器中除第i個(gè)稱重傳感器或第j個(gè)稱重傳感 器之外的稱重傳感器均發(fā)生故障。
[0027] 下面以計(jì)量秤具有3個(gè)稱重傳感器為例進(jìn)行說明，三個(gè)稱重傳感器分別為第一稱 重傳感器、第二稱重傳感器和第三稱重傳感器。
[0028] 在計(jì)量秤上未加載重物的情況下，記錄計(jì)量秤空秤狀態(tài)下各個(gè)稱重傳感器的重量 感應(yīng)信號D n、D12和D13 ;在計(jì)量秤體上加載總重量為F的若干砝碼，記錄各個(gè)重量感應(yīng)信號 D21、D22和D23。優(yōu)選地，F(xiàn)均勻地分布在計(jì)量秤上。優(yōu)選地，F(xiàn)為計(jì)量秤額定計(jì)量值的80 %。 將未知重量的物體加載到計(jì)量秤上后，各個(gè)稱重傳感器的重量感應(yīng)信號為D31、D32和D 33。通 過下式來計(jì)算線性關(guān)系的變化量：
[0030] 在A12彡ε或者A23彡ε或者A13彡ε的情況下，則信號處理裝置可以判斷秤 體傳感器的線性已經(jīng)發(fā)生了變化，信號處理裝置可以停止計(jì)量或者生產(chǎn)流程，并通過報(bào)警 燈或者人機(jī)界面進(jìn)行報(bào)警。其中ε為設(shè)定的閾值。
[0031] 進(jìn)一步地，信號處理裝置可以通過以下方式來定位故障：
[0032] 若A12彡ε且A23彡ε，則可判定第二稱重傳感器的線性發(fā)生了變化，或者第一 稱重傳感器和第三稱重傳感器的線性同時(shí)發(fā)生了變化；
[0033] 若A23彡ε且A13彡ε，則可判定第三稱重傳感器的線性發(fā)生了變化，或者第一 稱重傳感器和第二稱重傳感器的線性同時(shí)發(fā)生了變化；
[0034] 若A12彡ε且A13彡ε，則可判定第一稱重傳感器的線性發(fā)生了變化，或者第二 稱重傳感器和第三稱重傳感器的線性同時(shí)發(fā)生了變化。
[0035] 此外，信號處理裝置可以通過下式得到當(dāng)前加載的物體的重量W :
[0037] 盡管上式是針對3個(gè)稱重傳感器的情況下，秤得物體重量的公式，但是該公式可 以推廣到η個(gè)稱重傳感器的情形。
[0038] 對于具有η個(gè)稱重傳感器的計(jì)量秤而言，可以通過以下公式得到當(dāng)前記載的物體 重量：
[0040] 其中D11為計(jì)量秤未加載重物時(shí)第i個(gè)稱重傳感器的重量感應(yīng)信號，D21為計(jì)量秤 加載重量F時(shí)第i個(gè)稱重傳感器的重