料罐和容器設(shè)計(jì)
將出現(xiàn)料罐秤的精確度會(huì)受到料罐本身設(shè)計(jì)的影響。應(yīng)設(shè)計(jì)新的料罐,保證其在物料重量作用下不會(huì)嚴(yán)重彎曲,并且不會(huì)在滿載或空載的情況下出現(xiàn)壓力失衡。如果您要將現(xiàn)有料罐轉(zhuǎn)至秤上,您可能需要修改料罐來(lái)滿足這些要求。
壓式秤的穩(wěn)定性
稱重模塊旨在將負(fù)載準(zhǔn)確移至稱重傳感器,同時(shí)避免發(fā)生上一部分中所述的不必要的作用力。
是從 Centerlign(一種典型壓式稱重模塊)頂板的簡(jiǎn)化橫截面圖。
頂板
搖桿銷
稱重傳感器
梅特勒托利多稱重模塊Centerlign 頂板的簡(jiǎn)化橫截面
它顯示的是置于搖桿銷上的頂板,是將載荷移至稱重傳感器的工具。搖桿銷的上表面為球面半徑,這就是說(shuō)頂板只有單點(diǎn)支撐,理論上應(yīng)為頂板的中心點(diǎn)。另外,稱重模塊必須具備允許頂板在發(fā)生熱膨脹和收縮時(shí)水平移動(dòng)的機(jī)制,這種情況下,搖桿銷經(jīng)過(guò) 5-7 次傾斜,使頂板的支撐點(diǎn)水平移開(kāi)中心點(diǎn)位置。前述狀況有兩個(gè)重要后果:
1.無(wú)法向頂板施加力矩來(lái)防止其轉(zhuǎn)出水平面之外。
2.頂板會(huì)自然轉(zhuǎn)出水平面之外。即使從上方向頂板*添加負(fù)載,下面的支撐點(diǎn)也會(huì)因?yàn)闊崤蛎?收縮輕微偏離中心,這樣就會(huì)產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)動(dòng)頂板的可能。這一情形會(huì)因?yàn)楸厝坏闹圃旌桶惭b容差而加重。
這些點(diǎn)對(duì)所有稱重模塊都適用,并且對(duì)壓式秤的設(shè)計(jì)師有很多啟示:
?一個(gè)單獨(dú)的壓式稱重模塊無(wú)法支撐一個(gè)秤,至少需要三個(gè)稱重模塊。在平面圖中,稱重模塊不能在一條直線上,三個(gè)稱重模塊必須安排成三角形,四個(gè)則要安排成正方形或矩形等。
?作用于稱重心的垂直重力應(yīng)始終在支撐點(diǎn)規(guī)定的稱重模塊頂板上的水平面范圍內(nèi);不得出這一范圍。換句話說(shuō),在正常的稱重狀況下一定會(huì)對(duì)稱重模塊產(chǎn)生一些向下的作用力。不能過(guò)任何稱重模塊的額定量程,因?yàn)榭赡軙?huì)損壞稱重傳感器;理想狀況下重心應(yīng)在*位置,這樣所有的稱重模塊才能平均負(fù)載。
?請(qǐng)參見(jiàn)圖 5-8,稱重模塊必須夾在堅(jiān)固的底座(下部)和堅(jiān)固的秤結(jié)構(gòu)(下部)之間,以確保基座和頂板保持在水平面內(nèi)。底座可以是混凝土,也可以是鋼結(jié)構(gòu)。秤結(jié)構(gòu)可為鋼質(zhì)平臺(tái),也可為料罐、料斗等,增加稱重模塊頂板的堅(jiān)固性。如果料罐有支架,支架一定要牢固并且呈十字支撐,請(qǐng)參見(jiàn)下面的圖 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置(可看到 4 個(gè)稱重模塊中的 2 個(gè))
?基板不能直接置于腳輪或車輪上,如圖 5-9 所示??梢灾谱靼赋樱擒囕?腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅(jiān)固的架構(gòu)。
梅特勒托利多稱重模塊確定系統(tǒng)分辨率
非交易過(guò)程稱重
稱重傳感器和儀表結(jié)合來(lái)產(chǎn)生所需系統(tǒng)分辨率或增量的能力水平可通過(guò)以下公式計(jì)算得出:
信號(hào)強(qiáng)度 = 所需增量大小 × 稱重傳感器輸出 (mV/V)* × 激勵(lì)電壓 × 1,000
(伏特每增量) 單個(gè)稱重傳感器量程 × 稱重傳感器數(shù)量
*大多數(shù)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(shí)輸入稱重傳感器和儀表參數(shù),始終采用相同的重量單位。如果信號(hào)強(qiáng)度
(伏特每增量)低于儀表允許的小值,系統(tǒng)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(shè)假設(shè)料罐秤的儀表上安裝了四個(gè) 5,000 磅稱重傳感器 (2 mV/V),儀表激勵(lì)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(dá) 15,000 磅,增量為 2 磅(顯示的增量為 7,500)。根據(jù)公式算出所需的信號(hào)強(qiáng)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(hào)強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計(jì)算得出的信號(hào)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(shè)料罐秤的儀表安裝了四個(gè) 1100 千克的稱重傳感器 (1.94 mV/V),儀表的激勵(lì)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(dá) 1,000 千克,增量為 0.2 kg(顯示的增量為 5000)。根據(jù)公式算出所需的信號(hào)強(qiáng)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(hào)強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計(jì)算得出的信號(hào)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(mào)易交易稱重
如果您用砝碼稱重來(lái)購(gòu)買(mǎi)和/或銷售物料,分辨率或增量則會(huì)受到秤的許可的限制。下面一部分介紹合
法貿(mào)易應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱分辨率的限制。
現(xiàn)實(shí)狀況下梅特勒托利多稱重模塊能夠獲得怎樣的精確度?
稱秤系統(tǒng)的精確度取決于所采用的稱重傳感器的質(zhì)量。您能夠從秤系統(tǒng)獲得的佳狀態(tài)也只是達(dá)到稱重傳感器的性能額定值。以下是優(yōu)質(zhì)的稱重傳感器的標(biāo)準(zhǔn)性能額定值:
? 非線性額定量程 (R.C.) 的 ±0.01%
?滯后:額定量程 (R.C.) 的 ±0.02%
? 綜合誤差:額定量程 (R.C.) 的 ±0.02% 到 0.03%
綜合誤差是由非線性和滯后聯(lián)合作用產(chǎn)生的誤差。圖 3-6 所示為稱重傳感器綜合誤差,即從零負(fù)載到額定量程之間的誤差帶。所有的重量讀數(shù)都應(yīng)在該 £ 誤差帶范圍內(nèi)。理想情況下,秤系統(tǒng)的精確度可以達(dá)到甚至過(guò)系統(tǒng)中單個(gè)稱重傳感器的精確度(系統(tǒng)量程的 0.02%,甚**)。但是,在現(xiàn)實(shí)狀況下,精確度會(huì)受到環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)因素(如振動(dòng)、溫度、活動(dòng)至固定連接、管路以及模塊支撐完整
梅特勒托利多稱重模塊預(yù)測(cè)系統(tǒng)精確度
料罐秤的精確度由各種因素決定,包括儀表、稱重傳感器、安裝硬件、料罐設(shè)計(jì)、底座以及環(huán)境影響
因素。不同的應(yīng)用要求不同的稱重精確度。精確的配料或填料過(guò)程需要的精確度高于散裝存儲(chǔ)操作。表 3-2 詳細(xì)介紹了四種稱重精確度,并列出了會(huì)影響料罐秤達(dá)到這些精確度的性能的因素。遵循下表
中列出的建議將有助于確保料罐秤達(dá)到理想的精確度。
梅特勒托利多稱重模塊系統(tǒng)精確度總結(jié)
系統(tǒng)的真實(shí)精確度只能在安裝了整個(gè)系統(tǒng)后通過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證才能確定。安裝完所有的管路和系統(tǒng)組件
后,添加校驗(yàn)砝碼或其它物料直至秤達(dá)到滿載量程,以對(duì)容器進(jìn)行“測(cè)試”。這樣可以避免產(chǎn)生累積壓力,同時(shí)使系統(tǒng)穩(wěn)定下來(lái)。系統(tǒng)穩(wěn)定后,測(cè)試幾次(從零負(fù)載到滿載量程)以確定系統(tǒng)的終性能。從零負(fù)載開(kāi)始,一步一步添加已知砝碼,直至達(dá)到系統(tǒng)的滿載量程。記錄每一步的標(biāo)重。然后在從系統(tǒng)中取下砝碼的間隔讀取重量讀數(shù)。要確定系統(tǒng)的實(shí)際誤差,請(qǐng)將標(biāo)重讀數(shù)與秤上添加的實(shí)際重量進(jìn)行對(duì)比。
稱重模塊是一種稱量設(shè)備,它包含一個(gè)稱重傳感器,以及將稱重傳感器連接至平臺(tái)、輸送皮帶、料罐、料斗、容器或者任何組成秤體的物體所*的安裝硬件。通常情況下要用三到四個(gè)稱重模塊才能完全支撐物體的總重量。這樣就能有效地將物體轉(zhuǎn)變成秤體。一個(gè)稱重模塊系統(tǒng)必須能夠 提供準(zhǔn)確的稱重?cái)?shù)據(jù),并且能夠安全支撐物體。
稱重模塊分為兩種基本類型:壓式型和拉式型。
壓式稱重模塊
壓式稱重模塊適用于大多數(shù)的稱重應(yīng)用。這些模塊可以直接安裝到地面、結(jié)構(gòu)底座或橫梁上。料罐或其它物體安裝在稱重模塊的頂部。
一個(gè)典型的壓式稱重模塊。它由稱重傳感器、頂板(承受載荷)、負(fù)載銷(將載荷從頂板傳至稱重傳感器)以及底板(用螺栓固定至地面或者其它支撐表面)組成。可能會(huì)用壓緊螺栓來(lái)防止容器翻倒。至少需要三個(gè)稱重模塊組成三角形才能完全支撐一個(gè)秤體,4 個(gè)稱重模塊組成正方形或矩形的情況也很常見(jiàn)。
頂板
稱重傳感器
壓緊螺栓
底板
負(fù)載銷
拉式稱重模塊
拉式稱重模塊用于上方(比如從建筑的上部構(gòu)造或上層露面上)必須懸掛的料罐、料倉(cāng)或其它物體上形成秤體。
一個(gè)典型的拉式稱重模塊。它采用的是 S 形的稱重傳感器,兩端都有螺紋孔。兩端都旋入了球形桿端軸承,連接叉裝置通過(guò)螺紋桿連接至上部的結(jié)構(gòu)和下部的料罐。通常情況下要用三個(gè)或三個(gè)以上的稱重模塊才能完全支撐起秤體。
稱重模塊尺寸建議初始張力負(fù)載:一種用來(lái)確定桿秤秤桿的初始張力負(fù)載的方式就是用秤桿抬起桿秤秤桿。將提升點(diǎn)(比如夾鉗)連接至桿秤秤桿,并確保固定牢固。張力負(fù)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(jù)秤桿支點(diǎn)的位置,用倍增器進(jìn)行校準(zhǔn)(請(qǐng)參見(jiàn)圖 2-7)。例如,如果支點(diǎn)距離秤桿置于提升點(diǎn)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(fù)載(單位:磅 [千克])乘以 10,以確定張力負(fù)載的大小(單位:磅 [千克])。稱重模塊量程:秤的量程應(yīng)在其銘牌上標(biāo)出,必要情況下將其換算成“磅 [千克]”。倍數(shù):您可以將已知校驗(yàn)砝碼添加到空秤的桿秤秤桿上,從而確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。倍數(shù)則為校驗(yàn)砝碼值除以刻度盤(pán)上顯示的重量變化值。例如,如果刻度盤(pán)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(yàn)砝碼,那么倍數(shù)則為 400。稱重模塊
通過(guò)秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負(fù)載。
換秤桿稱 換秤桿后就不再使用機(jī)械秤的秤桿和刻度盤(pán)??梢孕薷默F(xiàn)有稱重平臺(tái)來(lái)支持壓式稱重模塊。這樣一來(lái)就會(huì)徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。
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