梅特勒托利多稱重模塊環境因素
由于環境因素會影響稱重模塊系統的精確度和安全性,因此在設計階段一定要考慮到這些因素。如果秤會受到風、地震或撞擊荷載的影響,您可能需要使用較大量程的稱重模塊和/或添加控制設備,從而使秤在極端情況下保持穩定狀態。
風力載荷安裝在室外或者開放式建筑或架構中的秤會受到風力的影響,由于種種原因需要考慮到 這一因素。秤
體受到風力影響會產生新的力,作用于稱重模塊,并且會導致稱重模塊過載,個別情況下還會導致秤傾倒。同時也會嚴重影響秤的性能。下面兩部分會對這些要點作進一步探討。室外料罐和料倉秤通常為垂直圓筒形,通過支架來提高,并受到圖 4-1 中所示的通用型壓式稱重模塊的支撐,符合下面所介紹的類型(除非另有說明)。
梅特勒托利多稱重模塊典型室外料罐秤
結構穩定性
在秤的穩定性分析中,一般會假設風從任意水平方向吹來。風吹向秤的側面對迎風一側產生水平作用
力,這會對秤產生幾個結構效應:
1.稱重模塊必須通過施加水平力來抵抗風力。不得過 稱重模塊的額定大水平力。
2.風力使重量從迎風面的稱重模塊轉移到背風面的稱重模塊上,請參見第 10 章,附錄 2,計算反作用力,進一步探討這一點。如果過了稱重模塊的額定量程,就會對其造成損壞,稱滿載時容易發生這樣的狀況。因此可能需要選擇額定量程較大的稱重模塊。將稱重模塊放在靠近秤的重心的位置,如第 5 章,圖 5-19a 所示,可大程度上降低這一效應。
3.在個別情況下,風力會導致秤傾倒,特別是高且細的料罐或料倉。秤零負載時容易發生傾倒。為防止發生傾倒,所采用的稱重模塊必須具備防傾倒性能,并且不得過其大上升力額定值。個別情況下可能需要添加外部約束力來防止強風吹到料罐,請參見第 5 章“其它容器控制方法”。
在計算風力時,重要的因素是要確定(設定)現場的基本風速,一般情況下,這可以在地區建筑條例的等風速線圖中找到。同時,現場的暴露程度也很重要,例如秤位于峭壁上,或者面對著大片開放水域、鹽場等?秤的設計必須符合當地的建筑條例。另外,許多國家要求必須由經認證可以在該地區執行工作的專業工程師來完成這一類型的結構設計工作。梅特勒-托利多認為,風荷載設計必須由本地經過認證的經驗豐富的專業人員根據本地條例及不同的情況來完成;我們的數據表為設計師提供進行此類分析所需的稱重傳感器及稱重模塊數據。
梅特勒托利多稱重模塊確定系統分辨率
非交易過程稱重
稱重傳感器和儀表結合來產生所需系統分辨率或增量的能力水平可通過以下公式計算得出:
信號強度 = 所需增量大小 × 稱重傳感器輸出 (mV/V)* × 激勵電壓 × 1,000
(伏特每增量) 單個稱重傳感器量程 × 稱重傳感器數量
*大多數梅特勒-托利多稱重傳感器的輸出為 2 mV/V。
在公式中輸入所需增量,同時輸入稱重傳感器和儀表參數,始終采用相同的重量單位。如果信號強度
(伏特每增量)低于儀表允許的小值,系統就可以提供所需的分辨率。
梅特勒托利多稱重模塊示例 1:
假設假設料罐秤的儀表上安裝了四個 5,000 磅稱重傳感器 (2 mV/V),儀表激勵電壓為 15 VDC,小值為
0.1 微伏每增量,顯示的大增量為 100,000。您想要稱起的重量達 15,000 磅,增量為 2 磅(顯示的增量為 7,500)。根據公式算出所需的信號強度:
2 lb × 2 mV/V × 15 VDC × 1,000 = 3.0 微特每增量
5,000 lb × 4
儀表的可取的小信號強度為 0.1 微伏每增量。由于根據公式計算得出的信號為 3.0 微伏每增量,大于
該 0.1 微伏每增量,因此您能夠顯示 2 磅增量。
示例 2:
假設料罐秤的儀表安裝了四個 1100 千克的稱重傳感器 (1.94 mV/V),儀表的激勵電壓為 5 VDC,小值為 0.1 微伏每增量,顯示的大增量為 100,000。您想要稱起的重量達 1,000 千克,增量為 0.2 kg(顯示的增量為 5000)。根據公式算出所需的信號強度:
0.2 kg × 1.94 mV/V × 5 VDC × 1,000 = 0.44 微伏每增量
1100 kg × 4
儀表的可取的小信號強度為 0.1 微伏每增量。由于根據公式計算得出的信號為 0.44 微伏每增量,大
于該 0.1 微伏每增量,因此您能夠顯示 0.2 千克增量。
合法貿易交易稱重
如果您用砝碼稱重來購買和/或銷售物料,分辨率或增量則會受到秤的許可的限制。下面一部分介紹合
法貿易應用的行業標準以及這些標準對稱分辨率的限制。
稱重模塊稱重系統性能
精確度、分辨率以及可重復性是衡量一個稱重系統性能的基本概念。精確度指的是秤儀表上的讀數與秤上放置的實際重量的接近程度。秤的精確度通常根據公認的標準來衡量,比如 NIST 認證的校驗砝碼。
分辨率指的是數字秤能夠檢測到的小的重量變化。分辨率根據增量大小進行衡量,取決于稱重傳感器和數字儀表的功能。數字重量儀表可能能夠顯示非常小的增量,比如 0.01 磅 [5 克];但是這并不表
示系統的精確度達 0.01 磅 [5 克]。
圖 3-1 有助于您區分精確度和分辨率。即使儀表的分辨率為 0.01 磅 [0.005 千克],重量度數的精確度也
不能達到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取決于儀表的電子電路。現在的許多工業儀表都可以都可以將稱
重傳感器信號分為 1,000,000 個刻度,并且實際可以顯示 100,000 個刻度。顯示的分辨率取決于儀表的分配方式。但是顯示增量的大小不能使秤精確到該增量。
梅特勒-托利多有多少個稱重模塊?
可重復性指的是當在秤上放置相同的重量時,稱能夠顯示相同的重量讀數。這在配料和填料應用中尤
為重要,每一批都需要相同量的物料。可重復性和精確度是緊密相關的。您所擁有的系統可重復,卻
未必準確;但是系統只有在可重復的情況下才能準確。
以下因素會影響稱重模塊稱重系統的精確度和可重復性。稍候本手冊對其進行了詳細說明。
?環境因素:風力、地震力、溫度、振動
?稱重模塊系統支撐結構
?料罐和容器設計
?管路設計(活動至固定連接)
?稱重傳感器和終端的質量
?稱重傳感器總量程
?校準
?操作 / 裝運因素
要對傳輸系統中運輸的物體進行稱重,請將傳輸裝置的一部分安裝到稱重模塊上。由于物體在輸送機上進行稱重時通常會移動,因此這些應用需要一個能夠承受高水平剪切力負載,同時仍可以稱出可復驗的重量的稱重模塊。通過梅特勒-托利多自校正稱重模塊,傳輸裝置的稱重部分可以在承受水平剪切力負載時來回移動,從而減輕震動。但是稱重傳感器的自恢復懸掛裝置往往會使傳輸裝置返回“原”位置,以確保進行可重復性稱重。
有很多臺秤可以作為標準產品,但是有時需要專門建造一個平臺來配合一個特定的應用;這可能需要通過稱重模塊來完成,稱重模塊支撐的臺秤
機械秤轉換
可以通過兩種方式將舊的機械秤轉變成電子稱重。第一種方法是秤桿轉換。其中包括在添加 S 形元件拉式稱重模塊的同時保留現有的機械秤秤桿和稱重平臺。第二種方法就是換秤桿。其中包括 拆下秤桿,在現有稱重平臺下方添加壓式稱重模塊。
秤桿轉換
秤轉換可以保留機械秤的刻度盤,這樣既可以進行電子稱重,也可以進行機械稱重。在現有桿秤秤桿上插入 S 形元件拉式稱重模塊,置于刻度盤欄中。刻度撥盤端鎖定,這樣 S 形元件就可以感應到從地磅中延伸出的橫桿施加的張力。為防止發生斷電或出現線路故障,操作人員可以為刻度盤解鎖,完全恢復機械操作。圖 2-6 顯示秤轉換。
如何確定秤轉換后稱重傳感器所需的量程(單位:磅 [千克]):
?確定桿秤秤桿因平臺的固定負載所獲得的原始張力負載(單位:磅 [千克])。
?確定現有秤的量程(單位:磅 [千克])。
?確定秤桿系統的倍數。
將以上列出的變量插入下面的公式中: 稱重傳感器量程 = 初始張力負載 + 量程
倍數
得出的就是可以采用的絕對小稱重傳感器量程,用安全系數乘以該量程,這在第 7 章“拉式稱重模塊”中作出了進一步講述。
稱重模塊幾乎可以將任意結構轉變成秤。它們可以作為結構的原始設計的一部分,也可以添加到現有結構中。本章介紹的是常見的稱重模塊應用。模塊應 料罐、料斗、料倉和容器用料罐、料斗、料倉和容器在很多行業中用于搬運物料。通過將一系列稱重模塊安裝到其中一個容器上,您就可以準確可靠地對物料進行稱重。本手冊中用“料罐”泛指稱重模塊支撐的料罐、料斗、料倉或容器,但是每一種又是特定類型的容器,用作下述用途:
料罐:料罐通常指密閉的容器,用于存儲或裝運液體、氣體或者能夠自由流動的固體。料罐的尺寸各有不同,小到裝丙烷或加熱燃料的小型家用料罐,大到裝數噸物料的大型工業料罐。圖 2-1 所示為壓式稱重模塊支撐的料罐;
它們既可以水平放置,也可以垂直放置,并且對稱或不對稱皆可。料斗:料斗指的是頂部打開的容器,并且通常用于裝運粉末或顆粒狀的固態物料。一般用于分配物料或收集配料,以便稍后進行裝運。料斗往往比料罐小,并且常懸掛在上部構造上。圖 2-2 所示為拉式稱重模塊支撐的料斗。料倉:料倉指的是類似垂直料罐的密閉容器,但是用于存儲粉末狀或顆粒狀的固態物料。料倉的尺寸各有不同,并且可以非常大型,大到裝數百噸物料。它們常置于戶外,用于向鄰近的加工廠供應原料。
容器:容器指的是配備設備的精致料罐,可以加熱、冷卻、攪拌或者進行其它處理過程。容器中通常會發生化學反應,因此它必須能夠準確地對添加的物料進行稱重。
稱重模塊尺寸建議初始張力負載:一種用來確定桿秤秤桿的初始張力負載的方式就是用秤桿抬起桿秤秤桿。將提升點(比如夾鉗)連接至桿秤秤桿,并確保固定牢固。張力負載指的是必須施加到秤桿自由端的重量,這樣才能提起桿秤秤桿,根據秤桿支點的位置,用倍增器進行校準(請參見圖 2-7)。例如,如果支點距離秤桿置于提升點下方的一端 2 英寸 [5 厘米],距離自由端 20 英寸,用必須添加至秤桿自由端的負載(單位:磅 [千克])乘以 10,以確定張力負載的大小(單位:磅 [千克])。稱重模塊量程:秤的量程應在其銘牌上標出,必要情況下將其換算成“磅 [千克]”。倍數:您可以將已知校驗砝碼添加到空秤的桿秤秤桿上,從而確定秤桿系統的倍數。倍數則為校驗砝碼值除以刻度盤上顯示的重量變化值。例如,如果刻度盤上的重量變化值為 2,000 磅 [1000 千克],而桿秤秤桿上掛的是 5 磅 [2.5 千克] 的校驗砝碼,那么倍數則為 400。稱重模塊
通過秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負載。
換秤桿稱 換秤桿后就不再使用機械秤的秤桿和刻度盤。可以修改現有稱重平臺來支持壓式稱重模塊。這樣一來就會徹底轉變成電子秤。
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