電子皮帶秤，皮帶秤

“曹沖稱象”的方法在散狀物料計量中有一個更加專業(yè)的名稱——水尺計重。南京三埃工控股份有限公司工程師、中國衡器協(xié)會專家技術(shù)委員會委員陸勤生解釋，水尺計重是一種原始的計量方法，其根據(jù)“阿基米德定律”的原理，通過在裝（卸）船前和裝（卸）船后分別測定前后兩次船舶的吃水線，并測定前后兩次的船用淡水、壓艙水及燃油的貯存量或消耗量，同時前后兩次測定船邊港水密度，然后按照船方提供的排水量表或載重量表以及有關(guān)的靜水力曲線圖表、水油艙計量表和校正表等船用圖表計算出船舶載運貨物的重量。“水尺計重的原理就是古老的曹沖稱象原理。”

在現(xiàn)代物流中，礦石、煤炭、糧食等散狀物料的貿(mào)易交接大多是以船舶為運輸工具，裝、卸輸送大多采用皮帶輸送機。但散裝物料的計量卻是一個世界性的難題。

目前，水尺計重是上各大港口普遍采取的一種用于散裝物料的計重方法，并以此結(jié)果作為辦理進出口商品交接、結(jié)算、計費、通關(guān)、計稅、索賠、仲裁的憑證。但要保證水尺計重的計量準確并不容易。陸勤生介紹，影響水尺計重精度的客觀因素很多，如船舶拱陷變形、港水風浪等等。“zui為重要的是，水尺計重是憑借肉眼觀察確定的。只有在風平浪靜，水平面與水尺標志的交線固定*時，目測數(shù)據(jù)才是準確*的；而當有風浪尤其是較大風浪時，由于波面起伏不平，波面與水尺標志的交線就成了瞬息萬變的曲線。此時觀察者只能憑經(jīng)驗判斷船舶吃水值，測得的重量難免帶有主觀臆斷性。”

根據(jù)慣例，水尺計重的誤差應(yīng)為±0.5%，但實際的計量誤差遠遠高于這個指標。有人做過測算，以一艘內(nèi)河2000噸的駁船計算，如果平均吃水誤差為1厘米，那貨物的誤差約為10噸左右；而一艘5萬噸的貨輪，平均吃水誤差1厘米，貨物誤差就高達200噸以上。如果再加上船舶變形、水尺失準等因素引入的誤差，水尺計重這種古老的計量方式所帶來的誤差將是一個驚人的數(shù)字。

采用水尺計重法既是被迫于缺乏準確、實用的計量工具的無奈，也是因為當初所計量的散狀物料大多屬于價值較低的物資，多算點少算點并無大礙。然而現(xiàn)在，散狀物料中的礦石、煤炭、糧食等早已不是什么廉價物資了。來自中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，今年前4月，我國進口鐵礦石均價為每噸157.6美元，同比增長了57%。在進口鐵礦石價格不斷攀高的今天，計量上的一點誤差無疑都將帶來巨大的貿(mào)易損失。

急需研發(fā)高準確度皮帶秤

“水尺計重的弊端已被業(yè)內(nèi)廣泛認知，現(xiàn)在要求使用皮帶秤這種計量工具進行貿(mào)易交接的企業(yè)越來越多。”南京鋼鐵聯(lián)合有限公司機動部副部長楊進長期從事計量工作，他認為，采用皮帶秤在散狀物料輸送過程中同步進行計量是*、zui方便的一種方式。

南京鋼鐵聯(lián)合有限公司用于原料進廠和生產(chǎn)過程中的皮帶秤總共有70多臺。楊進回憶，為了減少貿(mào)易糾紛，提高計量準確度，公司早在十幾年前就開始使用皮帶秤進行散裝物料的計量。“但很長一段時間，皮帶秤的穩(wěn)定性比較差，使用一段時間后就會出現(xiàn)較大的計量誤差。皮帶秤屬于連續(xù)累計自動衡器，屬于動態(tài)計量，所以，要求皮帶秤必須具有較好的長期穩(wěn)定性和耐久性，否則就會影響其計量準確度。”楊進所說的動態(tài)計量就如同我們的手表，現(xiàn)在是12點，手表是準的，但幾天以后，手表不準了。這樣的手表顯然無法達到準確報時的目的。皮帶秤也一樣，出廠或剛開始使用時計量準確，但在皮帶輸送過程中受外界的溫度、濕度、流量等干擾很大，如果沒有很好的耐久性，運行一段時間后就會計量不準。

“遺憾的是，從法制計量組織的50號建議，到我國皮帶秤的國家標準和計量檢定規(guī)程，都只對皮帶秤的耐久性提出了一個籠統(tǒng)的要求，并沒有規(guī)定具體考核辦法和考核指標。皮帶秤準確度低、長期穩(wěn)定性差的問題長期存在。”中國衡器協(xié)會秘書長劉曉華說。由于影響皮帶秤耐久性的因素很復(fù)雜，現(xiàn)場的條件也很難滿足測試的要求，再加上各地普遍缺乏有效檢定手段，導致皮帶秤型式評價的重要環(huán)節(jié)——現(xiàn)場物料試驗項目無法規(guī)范進行，皮帶秤的現(xiàn)場性能指標難以評定。

在法制計量組織的文件中，這樣解釋耐久性——耐久性是指其在一段使用時間后保持性能的能力。法制計量組織曾專門開會討論“關(guān)于連續(xù)累計自動衡器引進耐久度測試”的提議。會議認為：目前一些符合R50標準的皮帶秤并不能夠在合理使用期限內(nèi)保持在zui大可允許誤差范圍內(nèi)的性能。在某些個案中，在起始檢測及投入使用的幾周或幾個月后，誤差就已超過zui大允許值。因為這些狀況導致皮帶秤在大散裝計量行業(yè)中的聲譽低下，導致正常質(zhì)量皮帶秤生產(chǎn)廠家聲譽受損，并有損OIML R50批準的性。

我國的皮帶秤國家標準《連續(xù)累計自動衡器（電子皮帶秤）》（GB/T 7721-2007）及計量檢定規(guī)程（JJG 195-2002）都要求：在皮帶秤的使用中相關(guān)要求應(yīng)當?shù)玫介L期滿足。但沒有涉及具體的耐久性測試和評判標準。

“由于缺乏具體詳細的耐久性測試方法和測試指標，一些企業(yè)重制造、輕檢測，重生產(chǎn)、輕科研。這樣導致一些0.5%級準確度的皮帶秤，在使用幾個月后，誤差就可能高達1%～5%，難以長期穩(wěn)定地保持計量的準確度。”陸勤生深有感觸地說。

中國企業(yè)建議引起重視

今年4月，法制計量組織質(zhì)量技術(shù)委員會自動衡器分技術(shù)委員會組織召開的在英國召開關(guān)于50號建議修改稿的討論會。

會上，有關(guān)皮帶秤耐久性試驗的話題成為爭議zui大的問題。所有與會者均認為耐久性是皮帶秤十分重要的指標，應(yīng)當予以考核。爭論的焦點在于“如何進行考核”。有人建議“在現(xiàn)場運行6個月后再考核”。“但這種方式難以實現(xiàn)。一方面是費時漫長、花費巨大；另一方面從技術(shù)層面上看也不具有代表意義；同時還存在未經(jīng)型式批準即使用所造成的法制管理問題。所以，會議不贊成這種方法。”代表中國皮帶秤制造企業(yè)參會的南京三埃工控股份有限公司總袁延強回憶當時的情景。

當大家苦于找不到合適的耐久性試驗方法時，來自南京三埃公司的一份題為《采用實驗室方法進行皮帶秤耐久性能的測試》的報告引起了與會者的極大興趣，也讓大家對這一可能解決皮帶秤耐久性測試問題的創(chuàng)新做法寄予了希望。

南京三埃工控股份有限公司通過多年的研究及大量試驗開發(fā)研制出一種全新的高準確度陣列式皮帶秤。zui值得關(guān)注的是，這種陣列式皮帶秤在耐久性方面進行了*的嘗試。

陸勤生介紹說，陣列式皮帶秤在南京三埃建設(shè)的“QPS皮帶秤全性能測試系統(tǒng)”上進行了若干相關(guān)測試，zui大程度地模擬皮帶運輸物料的過程，可進行各種影響因素的量化模擬：如皮帶張力的變化、帶速的變化、流量的變化、皮帶沾料的影響、皮帶跑偏的影響等等。“將這些模擬的影響因子加在被測皮帶秤后對其性能指標進行測試，如果被測皮帶秤的性能指標仍然能達到標稱值，則認為該秤的耐久性指標合格；否則判定其耐久性指標不合格。這樣既能實現(xiàn)對皮帶秤耐久性能的檢測，又能縮短檢測時間和降低測試成本。”

“皮帶秤耐久性指標的相關(guān)模擬測試辦法是我們在研制陣列式皮帶秤過程中摸索出來的一種替代現(xiàn)場測試的方法。測試系統(tǒng)的建成給公司研發(fā)新產(chǎn)品提供了試驗平臺，也為研究皮帶秤性能指標的耐久性提供了試驗基地。”陸勤生說。

建議的起草人之一、澳大利亞的一位代表表示：他們意識到現(xiàn)場進行耐久性測試的困難性。如果不是今天聽到中國代表介紹的“關(guān)于在實驗室進行耐久性測試”的建議，他們以為這可能是一個無法完成的工作。中國代表的建議提出了一個新的思路，使得這項工作有了實現(xiàn)的可能。