Методы калибровки и поверки дозаторов весовых непрерывного действия и конвейерных весов

Субъекты хозяйственной деятельности в большинстве отраслей экономики применяют в качестве средств измерений массы дозаторы весовые непрерывного действия и конвейерные весы, точность работы которых напрямую зависит от метрологической прослеживаемости. Однако многие предприятия не могут осуществлять поверку данных средств измерений из-за сложности процедуры в условиях реального производства. Следовательно, возникает необходимость совершенствования подходов к передаче единицы массы дозаторам весовым непрерывного действия и конвейерным весам.

Цель представленного обзора – проанализировать основные методы передачи единицы массы данным средствам измерений, разобрать их преимущества и недостатки, описать, как различные условия влияют на точность измерений.

Автор проанализировал данные модуля «Поверка» подсистемы «Аршин» Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений (ФГИС «Аршин» ФИФ ОЕИ) за 2020–2024 годы и выявил рост популярности использования конвейерных весов в качестве учетных средств измерений, несмотря на сложность проводимой процедуры. Указанный тренд подтверждает значимость метрологического обеспечения работоспособности и точности этих устройств.

В фокусе исследования – шесть методов калибровки и поверки дозаторов весовых непрерывного действия и конвейерных весов. В частности, рассмотрен метод, с реализацией которого связана профессиональная деятельность автора, – метод, основанный на использовании эталона единицы массы 5-го разряда. В итоге выявлены его преимущества в сравнении с другими методами: а) может применяться на любых дозаторах весовых непрерывного действия и конвейерных весах; б) значительно проще пересыпания; в) учитывает все установленные влияющие факторы; г) обеспечивает достоверность при прослеживаемости к Государственному первичному эталону единицы массы ГЭТ ­3–2008.

Также обнаружены и слабые места, устранение которых необходимо для дальнейшего совершенствования подхода, а именно: в настоящее время метод применим для дозаторов весовых непрерывного действия и конвейерных весов с относительной погрешностью 1% и более. Выводы обзора могут дать основания метрологам для выбора наиболее оптимальных методов калибровки и поверки дозаторов и конвейерных весов, и в этом – практическая значимость исследования. Научная значимость заключается в том, что сформулированы предложения по улучшению качества и достоверности измерений и расширению применения дозаторов непрерывного действия и конвейерных весов.

1. НПП «МЕТРА»: системы взвешивания и дозирования сыпучих материалов // Информатизация и системы управления в промышленности. 2024. № 5 (113). С. 9–12.

2. Бучин И. Р. Системы весового учета для горнодобывающей отрасли // Уголь. 2017. № 2 (1091). С. 18–19.

3. Требования к эталонам единицы силы, применяемым для поверки большегрузных весов / И. Ю. Шмигельский [и др.] // Эталоны. Стандартные образцы. 2022. № 18 (3). С. 5–16. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2022-18-3-5-16

4. Роль конвейеров в автоматической загрузке и разгрузке / Г. Гиллиева [и др.] // Символ науки. 2023. № 9–1. С. 75–77.

5. Ильин Д. Д. Конвейер, типы конвейеров и их особенности в производстве // Вестник науки. 2024. № 12–1 (81). С. 821–828.

6. Пронин А. Н. Классификация дозирующих устройств и их ключевая роль в производстве // Вестник НГИЭИ. 2023. № 9 (148). С. 43–50. https://doi.org/10.24412/2227-9407-2023-9-43-50

7. Комбинированная система управления дозатора непрерывного действия / А. В. Илюхин [и др.] // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2014. № 2 (37). С. 102–105.

8. Фролов Н. В., Мосина Н. Н., Чилингарян Н. О. Анализ параметров дозатора-смесителя непрерывного действия // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2013. № 2 (26). С. 112–115.

9. Алмасбаев С. С., Галин И. А. Конвейерные весы как элемент системы управления технологического процесса предприятия // Форум молодых ученых. 2022. № 4 (68). С. 20–25.

10. Результаты исследований нового метода для метрологического обеспечения измерений массы на конвейерных весах / П. М. Аронов [и др.] // Эталоны. Стандартные образцы. 2020. № 16 (4). С. 5–16. https://doi.org/10.20915/2687-0886-2020-16-4-5-16

11. Скрипка В. Л. Корреляционная обработка сигналов – резерв повышения точности работы конвейерных весов // Приборы. 2016. № 11 (197). С. 26–29.

12. Термодинамические условия оптимального взвешивания на конвейерных весах / В. А. Колесников [и др.] // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 1. С. 90–91.

13. Прокофьев Е. А., Никольский А. Б. Повышение качества работы автоматических дозаторов непрерывного действия для сыпучих пищевых материалов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1991. № 4–6 (203–205). С. 128–131.

14. Андреев А. Н., Вдовкин С. В. Процесс формирования потока семян и порошкообразных удобрений с применением дозатора непрерывного действия // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 96–100.

15. Автоматические ленточные дозаторы для производства цемента / С. М. Абдурахмонов [и др.] // Universum: технические науки. 2021. № 10–1 (91). С. 80–82.

16. Determination of the optimal speed of movement of the conveyor belt of the prototype weighing belt batcher / D. Shilin [et al.]. In: Vasant P., Zelinka I., Weber G.-W. Intelligent computing and optimization. Lecture Notes in Networks and Systems, vol. 855. Springer: Cham; 2023. https://doi.org/10.1007/978-3-031-50158-6_12

17. Галин И. А. Поверка многоканальных конвейерных весов непрерывного действия // Измерительная техника. 2016. № 1. С. 26–29.

18. Донис В. К., Рачковский А. Е., Гудовская Н. Ю. Состояние и перспективы разработки способов поверки конвейерных автоматических весов непрерывного действия // Измерительная техника. 2003. № 9. С. 28–32.

19. Vardhan D. S. V. S., Narayan Y. S. Development of an automatic monitoring and control system for the objects on the conveyor belt. In: International Conference on Man and Machine Interfacing (MAMI), Bhubaneswar, India, 2015. P. 1–6. https://doi.org/10.1109/MAMI.2015.7456594

20. Мансур В., Першин В. Ф. Разработка метода весового непрерывного дозирования сыпучих материалов и анализ его реализации // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2023. № 1 (754). С. 33–41. https://doi.org/10.18698/0536-1044-2023-1-33-41

21. Донис В. К., Галин И. А. Критерии оценки точности косвенного способа поверки конвейерных весов // Автоматика. Информатика. 2005. № 1–2 (16–17). С. 50–53.

22. Донис В. К., Рачковский А. Е., Син В. М. Оценка влияния длины конвейера на точность конвейерных весов // Измерительная техника. 2004. № 2. С. 33–36.

23. Требования к эталонам единицы силы, применяемым для поверки большегрузных весов / И. Ю. Шмигельский [и др.] // Эталоны. Стандартные образцы. 2022. Т. 18, № 3. С. 5–16. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2022-18-3-5-16

24. Дозатор – интегратор расхода с релейной системой управления / Е. В. Марсова [и др.] // Науковедение. 2015. Т. 7, № 5. С. 53TVN515.

25. Galin I. A., Donis V. K. Calibration of continuous conveyor-type weighers using reference weights without stoppage of the production process // Measurement Techniques. 2014. Vol. 57. P. 884–890. https://doi.org/10.1007/s11018-014-0554-5

26. Дистанционная калибровка динамических вагонных весов / Э. Ю. Чистяков [и др.] // Бюллетень результатов научных исследований. 2024. Вып. 4. С. 103–111. https://doi.org/10.20295/2223-9987-2024-04-103-111

27. Галин И. А., Донис В. К. Поверка конвейерных весов непрерывного действия эталонными грузами без остановки технологического процесса // Измерительная техника. 2014. № 8. С. 27–31.

28. Назаров В. Н., Павлов С. А. Метрологическое обеспечение весоизмерительной техники // История науки и техники. 2010. № 9. С. 64–68.

29. Явник П. М., Першина С. В., Першин В. Ф. Моделирование процесса непрерывного весового дозирования // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2012. Т. 18, № 4. С. 912–916.

30. Принципы организации связного дозирования многогокомпонентных смесей / В. И. Марсов [и др.] // Автоматизация и управление в технических системах. 2017. № 1 (22). С. 4.

31. Технологические возможности дазаторов с регулирование по производительности / Ю. Э. Васильев [и др.] // Строительные материалы. 2015. № 1. С. 32–33.

32. Рогинский Г. А. Дозирование сыпучих материалов ; под ред. Б. И. Мордковича. М. : Химия, 1978. 124 с.

33. Алсайяд Т. Х. Весовое непрерывное дозирование сыпучих материалов: современное состояние и перспективы // Современные наукоемкие технологии. 2017. № 7. С. 12–17.

34. Алсайяд Т. Х. К., Першин В. Ф., Баранов А. А. Совершенствование непрерывного весового дозирования при производстве и использовании углеродных наноматериалов // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2018. Т. 24, № 2. С. 344–353.

35. Борисов Н. А., Гематудинов Р. А., Марсов В. И. Измерительная система дозаторов непрерывного действия // Человеческий капитал как фактор инновационного развития общества : сборник статей Международной научно-практической конференции, Магнитогорск, 11 апреля 2019 г. / Магнитогорск : ОМЕГА САЙНС, 2019. С. 23–27.

36. Сечко Д. С. Влияние вибраций на дозирующие устройства непрерывного действия // Молодость. Интеллект. Инициатива : Материалы II Международной научно-практической конференции студентов и магистрантов, Витебск, 17–18 апреля 2014 года / Витебск : Витебский государственный университет им. П. М. Машерова, 2014. С. 48–49.

37. Поляков С. И., Ухин А. С., Челышев С. Г. Автоматизация непрерывного дозирования компонентов бетонных смесей // Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах. 2020. № 2 (20). С. 27–32.

38. Кравченко И. А., Ермолин А. Ю. Факторы, влияющие на погрешность дозирования сыпучих материалов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2005. № 2 (130). С. 113a–117.