多頭秤概述、基本參數示意圖、計算方法及應用實例
作者：Smartweigh多頭配重器
多頭秤（失重式給料機）是一種定量分析稱重給料設備。其主要用途是對整個動態連續稱重過程進行稱重，對需要連續給料的原材料進行稱重和定量分析，並即時顯示原材料總流量和總流量資訊。本質上，它是一種靜態資料稱重系統，採用靜態資料料斗秤的稱重技術，利用稱重感測器對料斗進行稱重。然而，在多頭秤的控制面板上，需要計算料斗秤單位時間內的淨重量損失，才能得到原料的瞬時總流量。
圖1為多頭秤原理圖。簡要介紹了多頭秤的結構、設計方案、主要運行參數的測量和應用，以及應用案例。圖1. 多頭秤原理圖。圖1為多頭秤結構示意圖。卸料時，當物料達到最大料位時，卸料閥關閉，稱量料斗由多頭秤支撐。為確保稱重精度，稱量料斗上下兩側均透過軟通道或進出料口連接，使前後左右兩側的機械設備及原料的淨重不影響稱量料斗。
圖1右側為連續給料機的整個製程的俯視圖。連續給料機的整個製程採用循環系統（圖中標示了三個循環週期）。每個循環週期包含兩個循環時間：當稱重料斗為空時，打開卸料閥排出物料，稱重料斗內原料的淨重持續增加。當料斗內物料達到最大值（t1）時，關閉卸料閥。此時螺旋輸送機開始輸送物料，多頭秤開始工作；一段時間後，當稱重料斗內原料的淨重持續下降，並在料斗內物料達到最小值（t2）時，再次打開卸料閥，t1至t2的時間段即為連續給料機的循環時間。一段時間後，當稱重料斗中原料淨重持續增加並在t3時刻再次達到最大料位時，卸料閥關閉，t2至t3為再次卸料的循環週期，以此類推。在強制給料機的循環週期內，根據瞬時流量監測螺旋輸送機的轉速比，以實現給料機的穩定運轉；在再次卸料的循環週期內，螺旋輸送機的轉速比將保持在循環週期開始前的轉速比。將給料機改為恆容流量監測方式。
由於多頭秤整合了動態稱重和靜態數據稱重，並整合了間斷式和連續式給料，結構易於密封，適用於混凝土、生石灰粉、煤粉、食品、藥品等超細原料的稱重，可實現重量和調味控制，並具有較高的稱重精度和線性度。 2. 多頭秤運行主要參數設計方案的必要性 在設計多頭秤的方案時，必須考慮出料頻率、回料量、稱重料斗容量和回料速率等主要運行參數，否則多頭秤將無法正常工作。某客戶從廠商購買了一台多頭秤用於現場設備維護和功能分析，只購買了3個100kg的稱重感測器。投入使用後發現零點不穩定，總流量有時不會顯示資訊等常見故障。
廠商派人到現場後發現，客戶的原料是硼酸，相對密度為1510kg/m³，最大總流量僅36kg/h，常用總流量為21~24kg/h。由於總流量較小，料斗採用了三個100kg的稱重感測器支撐點，分析料斗的容量相當大。可以參考以下強烈建議的工作經驗法則：“當灰量較大時，選擇15~20次/h的再卸料頻率”，每次再卸料的淨重為36/15~36/20，即1.9kg~2.4kg。每個稱重感測器承載的原料淨重小於1kg，合理的測量範圍約為0.5%~1%。
通常情況下，稱重感測器的合理測量範圍應至少為10%~30%或更大，以確保更準確的稱重結果。依2.4kg的原料重量加上料斗及給料設備（如螺旋輸送機）的淨重，總重量約10kg。如果使用三個稱重感測器，每個感測器的測量範圍可以選擇5kg~10kg。也就是說，原本訂購的100kg感測器的測量範圍會增加10~20倍，導致多頭秤的可靠性差，稱重精度降低。
本案例表明，多頭秤的設計方案也必須符合設計方案標準，並且多頭秤的機器設備和運作的主要參數必須經過計算確定。 3. 多頭秤運行主要參數設計方案的計算 3.1 出料頻率的計算 圖1詳細展示了多頭秤的運作過程。每個循環系統都包含完整的出料過程，那麼適合的出料頻率又是多少呢？對多頭秤而言，每個循環系統中強制給料機的循環佔用率（時間佔用率=強制給料機循環/再卸料循環）越大越好，一般應大於10:1。這是因為強制給料機的循環時間精度遠大於再卸料的循環時間。強制給料機的循環佔用率越大，多頭秤的整體精度就越高。
多頭秤的循環系統單位時間頻率通常以每小時循環頻率表示，即當灰料量較大時，循環次數為次/小時。由於前提條件是每小時灰料量較大，因此單位時間（例如每秒）的灰料進料量是一個時間常數。循環系統頻率越低，每次出料量越大，稱量料斗的容量和淨重越大，但使用多量程稱重感測器進行重量損失計算的精度越低；循環系統頻率越高，每次出料量越小，稱量料斗的容量和淨重越小，但使用小量程稱重感測器進行重量損失計算的精度越高。
然而，循環系統的頻率過高，給料機設備頻繁啟停，多頭秤的控制板經常在強制給料循環時間和補料循環時間之間切換，效果並不理想。表1列出了建議的補料頻率，其中最重要且最建議的是中間的三個補料頻率。根據工作經驗，大多數失重式給料系統軟體都非常適合流動性差的粉狀材料和顆粒狀物料。
當灰料給料量低於較大灰料給料量時，補料頻率降低，進而提高強制給料機的循環利用率，更有利於提高給料精度。根據工作經驗，某些給料機總流量極低的應用，即使料斗容量很小，也能儲存原料供料一小時或更長時間，補料時間超過一小時。例如：較大給料機的總流量為2kg/h，原料堆料比為803kg/m³，則較大給料機的總流量為2/803=0.0025m³/h。若料斗容量為 0.01m3（大致等於 25b250m×25b250m×25b250m 立方體料斗的尺寸），足夠 2~3 小時的原料使用，且每次進料量低於 10kg，因此無需自動進料，人工服務進料可視為生產流量製造規範，但其總流量略低。
3.2 計算再卸料量的公式首先選定了再卸料頻率，然後即可計算出再卸料量和給料機的總容積。根據多頭稱重機的特性分析：大給料機的總流量為275kg/h，原料的堆積密度為485kg/m³，則大容積給料機的總流量為270/480=0.561m³/h。物料的卸料頻率選定為15次/h。再卸料量的計算方法為：再卸料量 = 較大灰量 (kg/h) ÷ 密度 (kg/m³) ÷ 再卸料頻率 (次/h)。在本例中，再卸料量 = 270 ÷ 480 ÷ 15 = 0.0375 m³。 3.3 稱重料斗容量的計算 設計方案中稱重料斗的容量無疑會超過計算出的再卸料量。這是因為必須考慮到，在開始再卸料時，稱重料斗不可避免地會佔用一些空間。此外，料斗頂部還有一些「殘餘原料」和不太可能完全填滿的「自由空間」。如果每項佔 20%，則將再卸料量除以 0.6，即可得到所需的料斗容量，最終的稱重料倉容量應根據最終確定的料倉容量進行計算。再卸料體積的計算方法：稱重料斗容量 = 再卸料體積÷其中 k：k 為料斗的計算容量指數，可以是 0.4~0.7，強烈建議取 0.6。
在本例中，稱重料斗容量 = 0.0375÷0.6=0.0625m3。若成型料倉的容量規格為0.6m3、0.2m3、1.b2503等，則其容量應達到0.08m3，稱重料斗的容量也應為0.08m3。3.4 由於採用了多頭秤，因此需要重新計算卸料速率。在再卸料循環時間內，選擇的是低精度恆容量給料機，因此振動給料機的再卸料速度需要設定得更快（一般情況下，應在5s~20s內運轉）。再排放率的計算方法：再排放率 = [再排放量 (m3)÷再次排放時間 (s)×60(s/min)]+[大容量給料機的總流量 (m3/h)÷60 (min/h)] 在公式 2 中，再排放率由兩項組成。
作者：Smartweigh多頭配重器製造商
作者：Smartweigh線性加權器
作者：Smartweigh線性稱重包裝機
作者：Smartweigh多頭稱重包裝機
作者：Smartweigh托盤 Denester
作者：Smartweigh翻蓋式包裝機
作者：Smartweigh組合式稱重器
作者：Smartweigh自立袋包裝機
作者：Smartweigh預製袋包裝機
作者：Smartweigh旋轉式包裝機
作者：Smartweigh立式包裝機
作者：Smartweigh VFFS包裝機