摘要：称量是定量称重包装系统的一个关键环节，组合称量可以实现高速、高精度定量包装。文中介绍了组合秤的工作原理，控制系统组成，提出了早日在国内普及的愿望。
关键词：组合秤；定量包装；模拟式信号；数字式称重传感器
随着电子技术和计算机技术的发展，产品的定量包装广泛应用于各行各业，并通过借助于微机系统进行同步计量。尤其是小秤量定量包装，要求计量准确度高、包装出接近或略大于标定值的最佳计算值作为物料的输出量。常规的定量包装秤是单体秤，对均匀且颗粒较小的散体物料，尚可勉强进行定量称重，但包装速度最快为15 ～30 包/ min，但对于象糖块、干果、薯片等不均匀的物品如果用单体秤称量，无论是称量准确度与速度都较难满足生产要求。基于组合称量技术的电脑组合秤，可有效提高计量精度和速度，解决了不均匀物品的计量包装问题。电脑组合秤按料斗头数分，有8、10 、14 、16 、20 、24 、28 头，较常用的为10 和14 头。每个头通常包括一个缓冲料斗和一个称重料斗，料斗容量300ml ，最小刻度为± 0. 1g，称量速度最快达350 包/ min 。电脑组合秤是衡器行业中一种智能组合型定量自动包装衡器，组合称量技术将简单的称量物品重量发展到调整产品重量，满足大批量生产需要，拓展了称量功能和应用范围，为称量的概念增加了新的内容。
一． 组合秤称量的工作原理
物料通过提升机落在组合秤的横切斗内，通过主进料器振动，使物料在锥形漏斗上把产品均匀分布到线性进料器盘中。当横切斗中没有物料或物料不够时就会被水平光电检测器测出，就向主板发出信号，再通过主板向输送机发出给料信号加料。物料经过线性进料器振动，通过振幅和振机时间把产品送到每个缓冲料斗中。然后驱动设备即步进电机工作，打开缓冲料斗将物料送到进入称重料斗中。
产品在称重料斗中，通过传感器产生重量信号，再通过引线传送到控制设备的主板上，主板上的CPU读起并记录每个称重斗的重量，再通过计算、分析、组合，选出最接近目标重量的组合称重斗，在CPU收到包装机发出的允许放料信号就发出命令启动驱动器打开集料斗把产品卸到包装机，并向包装机发出包装信号。
加料过程在总体上服从正态分布，虽然离散性大，但若有足够多的组合数，则多个单元组合可得到高精度的整体，加料的结果是由称重和计算组合而成的，这与传统的计量方式有着本质的区别。利用这种高技术的工作原理，可优于普通自动定量装置的速度和精度。而且，不仅可对不规则块状物进行计量，一切可流动的物料均可采用电脑组合秤定量。
一般的单头秤在即将达到目标重量时，为了保证精度，喂料速度不能太快，而电脑组合秤可以快速喂料，每个料斗的加料量通常定为目标重量的1/3 到1/5。组合秤进行组合计算时仅用部分组合，计算机根据参与组合的头数，按下式可计算出其组合数：n=Cim=m!/i!(m-i)!，其中：m为称量斗的总数，I为参与组合的斗数。通常m、I增加，可能的组合数就增加，则得到合格品的可能姓就越大。然而，尽管微机的运算速度很快，但过多的组合数会导致包装速度的降低，且增加成本。从合理性和经济性来看，m通常取8到16，而I一般取3～5。
二．组合称量的控制系统
组合秤在工作时，要完成70 包/ min（1 包/s）以上的能力，即至少要在1s 钟内完成重量检测、组合计算、查找最佳组合等，从而完成一次包装，其中组合计算费时相对较多，高性能的单片机或PLC，可直接完成检测、计算、控制输出，既能满足组合秤实时控制的精度要求，又能满足包装速度要求，是一种较有效的控制方式。控制系统工作时，由单片机或PLC发信号给多路开关，分时选择10 个称重传感器，信号经放大、A/D 转换，输入到单片机或PLC，并对10 个输入值进行组合计算，得到最佳组合所在的一组称量斗编号，根据编号控制对应步进电机的转速和方向，使该组料门打开，完成卸料，然后关闭料门；储料斗中的料位由光电检测开关检测。另外，本系统还设计了显示、报警和键盘电路，使系统功能更加完善。
三．结语
组合称量技术以其高精度，高速度代表了当今称量技术的最高水平及发展的方向，以前我国主要靠从日本、澳大利亚等国进口，由于价格昂贵，阻碍了电脑组合秤的广泛应用与普及。但随着我国的商品包装向高速、高准确度的方向快速发展，电脑组合秤必会快速地进入我国的商品加工、包装行业。可以说，包装行业的发展推动了称量技术的发展，同时，称量技术也提高了包装水平，促进了包装行业的发展。
目前国内外主要有两类组合秤设备：第一类模拟信号组合秤；第二类是数字信号组合秤。虽然组合秤已是十分成熟的产品，但这些不同的传输信号可导致称重精度不一样。模拟式信号组合秤(如国内的科迪、奥驰)，它是一款老式盗版秤（盗版大和），由于盗版技术处理得不好，该秤主要存在性能不稳定、易烧主板、IC贴片二手来源等问题，最大的问题莫过于产品出了问题因为盗版根本没有改进能力。数字式信号组合秤，全部采用数字式高精度称重信号，速度既快又稳定，这些特点都是模拟产品无法比拟的。用户在选择组合秤时一定要分清，否则很难满足使用要求。
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2/1/2006
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