在线料罐称重单元校准的方法探讨

在线料罐称重单元校准的方法探讨

余斐  刘敏

合肥市计量测试研究院 安徽省合肥市 230088

摘要：生物医药产品的生产过程中，制水及制剂是原料生产极为重要的环节，纯化水和原料制剂的重量在药品生产中是非常关键的测量参数，故用于制水和制剂的定量料罐的称重及流量量值是否准确，直接关系到企业的产品质量、原料控制和工艺流程。本文旨在探讨定量料罐在线校准的方法，以期实现料罐称重单元校准的高效、低耗、低污染，保障关键参数的可控性和准确性，从而实现生产成本的降低和产品质量的提升。

关键词：定量料罐；称重单元；在线校准

一、概述

生物医药企业作为高新技术产业，其产业提升和发展较大的依赖于计量测试能力和水平的改进和创新，这对计量检定技术机构提出了新的要求和新的课题。随着计量行业信息技术和网络技术的发展，有效的促进了自动化检定技术水平的提升。自动化检定技术的开发主要目的是为了更好的服务计量行业，使得自动化检定的开发合乎规范和常理，使其真正的价值得到发挥。同时，计量检定过程专业性强且受人为因素影响，传统的人工检定无法目前满足在线检定合理性的安全需求，加之生物医药企业的生产设备大都已实现自动化和数据化管理，且对生产及实验室数据的准确度要求极高，自动化检定需求已提升全所未有的高度。随着国家政策的大力支持，专业计量检定技术机构更需推动发展自主创新技术，故基于自动化检定技术的计量在线校准及检定，应用前景广阔。

二、料罐称重单元校准的现状

料罐称重单元校准是一种重要的技术，但也存在一些缺点：

1. 校准周期较长：由于料罐称重单元的校准需要精确的标准物体或标准砝码，并且需要逐个放置和记录，因此校准过程比较繁琐，需要较长的时间和人力成本。
2. 校准需要精确的标准物体或标准砝码，料罐引入标准物质对生产企业不合适，改变生产条件；如使用标准砝码，料罐上没有多余承载砝码的地方。

3. 环境依赖性较强：料罐称重单元的校准受到环境因素的影响较大，如温度、湿度、震动等，这些因素会影响称重单元的准确性和稳定性，因此需要在校准过程中加以考虑和控制。

4. 设备要求较高：在罐称重单元的校准需要使用精确的标准物体或标准砝码，并且需要使用精密的称重设备和计量系统，这些设备的选购和维护成本较高。

5. 误差累积问题：料罐称重单元的校准只能对当前的称重误差进行补偿，无法完全避免误差的累积，因此长期使用后仍可能出现较大的误差。

料罐称重单元校准虽然是一种重要的技术，但也存在一些缺点和局限性。为了克服这些问题，需要结合实际应用场景和计量要求，选择合适的校准方法和设备，并严格按照厂家说明书和技术要求进行操作。

三、目前在线料罐称重单元校准的方法

在线料罐称重单元的校准方法通常可以分为静态校准和动态校准两种：

1. 静态校准：静态校准一般指在不加物料的情况下，对称重单元进行校准。具体方法为：

- 使用标准物体或标准砝码逐个放置在称重单元上，记录每个物体或砝码的重量和称重单元的读数，并计算出称重误差。

- 调整称重单元的参数，如增益、零位等，使其符合精度要求。

- 根据校准结果，更新称重单元的校准参数，并记录校准结果和过程。

2. 动态校准：动态校准一般指在加物料的情况下，对称重单元进行校准。具体方法为：

- 在称重单元中加入一定量的标准物料或生产料，记录称重单元的读数和实际物料重量，计算出称重误差。

- 调整称重单元的参数，如增益、零位等，使其符合精度要求。

- 根据校准结果，更新称重单元的校准参数，并记录校准结果和过程。

除了上述方法外，还有一些其他的在线料罐称重单元校准方法，如：

1、基于机器学习的自动校准方法：通过使用机器学习算法对称重单元的传感器信号进行分析和处理，自动识别和校准称重单元的参数。

2、基于反馈控制的在线校准方法：通过使用反馈控制算法对称重单元的读数进行实时调整，实现对称重系统的实时校准和自适应控制。

3、基于机器视觉的校准方法：通过使用机器视觉技术对称重单元的物料流进行实时监控和测量，实现对称重系统的非接触式校准和高精度测量。

需要根据具体的应用场景和计量要求选择合适的校准方法和设备进行实施。通常需要参考以下的检定规程：JJG539-2016《数字指示秤检定规程》、JJG 1030-2007 《超声流量计检定规程》、GB/T 7724-2008《电子称重仪表》、JJG669-2003《称重传感器检定规程》等。这些规程都是中国国家质量监督检验检疫总局发布的，是计量领域权威的行业标准，可以为称重料罐的检定提供参考和依据。需要根据具体的应用场景和计量要求，选择适合的规程进行参考和实施。

四、在线料罐称重单元校准的前景

在线料罐称重单元校准是目前生物医药产业等工业生产和物流运输领域中的一个重要技术，其前景是非常广阔的。

1. 提高生产效率：在线料罐称重单元校准可以确保称重系统的精度和可靠性，从而提高生产过程的效率和准确性。通过校准，可以避免因称量误差而导致的生产中断和损失，提高生产效率和质量。

2. 降低成本：在线料罐称重单元校准可以减少因过多或过少加料而导致的损失和浪费，降低生产和运输成本。同时，通过校准可以及时发现和修复称重单元中的故障，并避免因故障而导致的额外成本和损失。

3. 推动智能化生产：在线料罐称重单元校准可以结合物联网和云计算等技术，实现对称重系统的远程监控、故障诊断和数据分析，推动智能化生产和管理。

4. 促进行业发展：在线料罐称重单元校准是计量领域的重要技术，其应用广泛，涵盖了工业生产、物流运输、环保等多个领域。通过推广和应用在线料罐称重单元校准技术，可以促进行业的发展和进步。

结束语：

综上所述，在线料罐称重单元校准具有广泛的应用前景和发展空间，在未来的生物医药、化工、食品等工业生产和物流运输领域中将会起到越来越重要的作用。

参考文献：

【1】国家质量监督检验检疫总局.数字指示秤:JJG JJG539-2016 [S].北京：国家质量监督检验检疫总局

【2】国家质量监督检验检疫总局.超声流量计:JJG 1030-2007[S].北京：国家质量监督检验检疫总局

【3】国家质量监督检验检疫总局.称重传感器:JJG669-2003[S].北京：国家质量监督检验检疫总局

【4】国家质量监督检验检疫总局.电子称重仪表:GB/T 7724-2008[S].北京：国家质量监督检验检疫总局

【5】刘敏、杨立武等，生物医药企业料罐称重单元及流量计在线校准系统应用[J].化工管理，2022（30）：135-138.

【6】郑智,陈浩波等, 基于灰色神经网络的料罐称重系统在线校准方法[J].自动化仪表, 2015，36(6)：61-64.

【7】于明,赵永强等, 一种面向在线料罐称重系统的动态校准方法[N]. 沈阳工业大学学报,2017, 39(2): 132-135.

作者简历：

余斐，男，汉族，1977年5月出生，本科学历，现就职于合肥市计量测试研究院，工程师。

主要学术业绩：

《交流电风扇能源效率测试系统设计》计量与测试技术2016.8

《机电虚拟化云计算平台的能耗管理问题研究及技术应用》城市建设理论研究2017.2

《水分测定仪在粮食收购中的实际应用探究》中国科技信息2023.2