梅特勒托利多稱重模塊地震荷載
地震所產(chǎn)生的地震力是會影響料罐和料倉秤的強(qiáng)大的外力之一。地震指地面突然運(yùn)動，它會對人造重 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生非常大的作用力。地震是由劇烈的火山噴發(fā)所致，但是常見且為嚴(yán)重的情況下，它們發(fā)生在地殼板塊的交界地帶。圖 4-2 中，每個(gè)點(diǎn)都表示 5 年內(nèi)發(fā)生的 4 級或 4 級以上的地震；一般來
說，點(diǎn)的排列格局板塊邊界相吻合。某些地方的地殼板塊間可能會發(fā)生水平或垂直滑動，長期以來由于板塊間的摩擦可以防止這種狀況的發(fā)生；潛在的能量聚積，終克服摩擦力，突然發(fā)生滑動，這樣
就造成了地震。地震波從震源向四外輻射，從而使地表發(fā)生水平運(yùn)動，并在地表形成地面波；這樣地震就會同時(shí)發(fā)生水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動，并對地表的設(shè)備和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的作用力。
梅特勒托利多稱重模塊大環(huán)境考慮因素
過去 40 年里，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原理得到重大發(fā)展，并且隨著從各大地震中吸取的教訓(xùn)不斷納入各種設(shè)計(jì)規(guī)范，該原理將繼續(xù)完善。世界范圍內(nèi)采用的設(shè)計(jì)規(guī)范很多，例如，美國廣泛采用 ICC 制定的國際建筑規(guī)范，而在整個(gè)歐洲則正在采用 CEN 制定的 EN1998 歐洲規(guī)范 8：結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。由于液體在料罐中晃動會產(chǎn)生流體動力效應(yīng)，因此在設(shè)計(jì)料罐時(shí)還要考慮到其它因素；已專門為這一狀況編寫了規(guī)范，表 4-1 中列出了一些與高位料罐相關(guān)的規(guī)范。
梅特勒托利多稱重模塊
EN1998-4 歐洲規(guī)范 8：結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)第 4 部分：料倉、料罐和管路 CEN
D100 用于儲水的焊接碳鋼料罐 AWWA
D103 用于儲水的工廠涂層栓接鋼制料罐 AWWA
NZSEE 準(zhǔn)則 存儲料罐抗震設(shè)計(jì)建議 NZSEE
ACI 350.1 含液體的混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)及說明 ACI
表 4-1：高位料罐防震設(shè)計(jì)相關(guān)的規(guī)范
幸運(yùn)的是，大多數(shù)地震都發(fā)生在遠(yuǎn)離人口聚集地和工業(yè)中心的偏遠(yuǎn)地區(qū)，但也有很多重要的例外。如果秤所在的地區(qū)采用地震設(shè)計(jì)規(guī)范，那么秤的設(shè)計(jì)必須符合這些規(guī)范。需要考慮的因素有很多，包括需要對抗的地震的嚴(yán)重性和類型、距離已知斷層的距離、現(xiàn)場土壤/巖層的類型和深度、底座類型以及秤在建筑或結(jié)構(gòu)中的位置、秤的大小和配置、存儲的物料的毒性和震后秤所需的環(huán)境。另外，許多國家要求必須由經(jīng)認(rèn)證可以在該地區(qū)執(zhí)行工作的專業(yè)工程師來完成抗震設(shè)計(jì)。梅特勒-托利多認(rèn)為，抗震設(shè)計(jì)必須由本地經(jīng)過認(rèn)證的經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員根據(jù)本地條例及不同的情況來完成；我們的數(shù)據(jù)表為設(shè)計(jì)師提供進(jìn)行此類分析所需的稱重傳感器及稱重模塊數(shù)據(jù)。
要對傳輸系統(tǒng)中運(yùn)輸?shù)奈矬w進(jìn)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(jī)上進(jìn)行稱重時(shí)通常會移動，因此這些應(yīng)用需要一個(gè)能夠承受高水平剪切力負(fù)載，同時(shí)仍可以稱出可復(fù)驗(yàn)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(fù)載時(shí)來回移動，從而減輕震動。但是稱重傳感器的自恢復(fù)懸掛裝置往往會使傳輸裝置返回“原”位置，以確保進(jìn)行可重復(fù)性稱重。
有很多臺秤可以作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，但是有時(shí)需要專門建造一個(gè)平臺來配合一個(gè)特定的應(yīng)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(jī)械秤轉(zhuǎn)換
可以通過兩種方式將舊的機(jī)械秤轉(zhuǎn)變成電子稱重。第一種方法是秤桿轉(zhuǎn)換。其中包括在添加 S 形元件拉式稱重模塊的同時(shí)保留現(xiàn)有的機(jī)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(xiàn)有稱重平臺下方添加壓式稱重模塊。
秤桿轉(zhuǎn)換
秤轉(zhuǎn)換可以保留機(jī)械秤的刻度盤，這樣既可以進(jìn)行電子稱重，也可以進(jìn)行機(jī)械稱重。在現(xiàn)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(yīng)到從地磅中延伸出的橫桿施加的張力。為防止發(fā)生斷電或出現(xiàn)線路故障，操作人員可以為刻度盤解鎖，完全恢復(fù)機(jī)械操作。圖 2-6 顯示秤轉(zhuǎn)換。
如何確定秤轉(zhuǎn)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(fù)載所獲得的原始張力負(fù)載（單位：磅 [千克]）。
?確定現(xiàn)有秤的量程（單位：磅 [千克]）。
?確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。
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(fù)載 + 量程
倍數(shù)
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(shù)乘以該量程，這在第 7 章“拉式稱重模塊”中作出了進(jìn)一步講述。
確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
經(jīng)驗(yàn)表明，完全由置于穩(wěn)固基礎(chǔ)上的稱重模塊支撐的料罐秤的精確度小于施加載荷（置于秤上的重量） 的 0.1%。如果這類秤經(jīng)過正確校準(zhǔn)，就可以讀出置于其上面的重量的準(zhǔn)確讀數(shù)。理論上，總負(fù)重量程的百分比應(yīng)該等于總計(jì)數(shù)（增量）的百分比。圖 3-2 闡釋了這一關(guān)系。
梅特勒托利多稱重模塊：理想量程與計(jì)數(shù)次數(shù)
如果秤的計(jì)數(shù)次數(shù)為 1,000，總量程為 5,000 磅 [2000 千克]，那么每一次的計(jì)數(shù)應(yīng)為 5 磅 [2 千克]。當(dāng)把 2,500 磅 [1000 千克] 的重量置于秤上時(shí)，則計(jì)數(shù)次數(shù)應(yīng)為 500。如果重量為 5,000 磅 [2000 千克]，則計(jì)數(shù)次數(shù)應(yīng)為 1,000。不管是向秤上添加重量還是從秤上減去重量，這一關(guān)系都不會改。
如果秤未經(jīng)正確校準(zhǔn)，這一理想的關(guān)系則未必正確。有四種主要的誤差會導(dǎo)致稱重不準(zhǔn)：
?校準(zhǔn)誤差
?線性誤差
?滯后誤差
?可重復(fù)性誤差
梅特勒托利多稱重模塊校準(zhǔn)誤差
一些誤差是因?yàn)榉Q重設(shè)備沒有經(jīng)過正確校準(zhǔn)。如果出現(xiàn)校準(zhǔn)誤差（參見圖 3-3），計(jì)數(shù)次數(shù)與載荷的比
例仍是一條直線，因?yàn)檫@是在理想的秤狀況下。但是在滿載荷情況下，直線不能完全達(dá)到計(jì)數(shù)次數(shù)。重量和計(jì)數(shù)次數(shù)之間為線性關(guān)系，但并不準(zhǔn)確無誤。這通常是由對秤進(jìn)行電子校準(zhǔn)時(shí)發(fā)生的誤差所致， 可以通過重新校準(zhǔn)秤進(jìn)行正。
線性誤差
線性指的是負(fù)載附加到秤上時(shí)，秤能夠保持計(jì)數(shù)次數(shù)與負(fù)載比例（圖中的一條直線）的一致性。如果
出現(xiàn)線性誤差，秤能夠在零載荷和滿載荷時(shí)正確讀數(shù)，但在兩點(diǎn)之間則無法正確讀數(shù)（請參見圖 3-4）。重量指示可能會高于實(shí)際重量（如圖所示），也可能會低于實(shí)際重量。
梅特勒托利多稱重模塊一般考慮因素
梅特勒-托利多 確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
滯后誤差
滯后指的是對于同一施加載荷的秤讀數(shù)的大差異，一個(gè)讀數(shù)通過從零增加負(fù)載得出，另外一個(gè)通過
從滿載減少負(fù)載得出。圖 3-5 所示為典型的滯后誤差。秤在零載荷和滿載荷時(shí)能夠準(zhǔn)確讀數(shù)。逐漸向稱添加重量時(shí)，曲線低于直線，顯示的讀數(shù)過低。達(dá)到滿載后，重量逐漸減少，曲線高于直線，顯示的讀數(shù)過高。滯后指的是負(fù)載和卸載曲線之間的大差異；在本示例中出現(xiàn)在半載荷時(shí)。您應(yīng)當(dāng)采取一些措施來減少配料稱、填料稱和計(jì)數(shù)稱應(yīng)用中的線性誤差和滯后誤差，特別是采用了全套秤的情況下。
梅特勒托利多稱重模塊可重復(fù)性誤差
可重復(fù)性指的是秤能夠在相同的環(huán)境狀況下多次添加或去除同樣的重量時(shí)顯示相同的讀數(shù)。它指的是
讀數(shù)之間的大差異，用施加載荷的百分比表示。例如，假設(shè)在量程 5,000 磅 [2500 千克] 的秤上放
置 10 次 5,000 磅 [2500 千克] 的重量，5,001 磅 [2500.5 千克] 為大讀數(shù)，而 5,000 磅 [2500 千克]
為小讀數(shù)。可重復(fù)性誤差則為 1 磅 [0.5 千克]，或者是秤體的施加載荷 (A.L) 的 0.02% (1/5,000)。注意：帶有施加載荷的秤體的可重復(fù)性誤差，如果施加載荷減少一半，則可重復(fù)性誤差也要減半。

稱重模塊一般安裝指南
向稱重傳感器施加力
使用應(yīng)變計(jì)的稱重傳感器十分敏感，能夠檢測到重量發(fā)生的十分細(xì)微的變化。技巧是確保它們僅對您想要測量的重量作出反應(yīng)，而不對其它力作出反應(yīng)。要獲得準(zhǔn)確的重量讀數(shù)，您必須認(rèn)真核實(shí)重量施加至稱重傳感器的方式及位置。理論上，安裝的稱重傳感器要使負(fù)載在整個(gè)重量范圍內(nèi)垂直施加（參見圖 5-1）。
要獲得理想的稱重效果，稱重容器和稱重傳感器支撐需要保持水平和平行，并且要務(wù)必?zé)o比牢固。如梅特勒托利多稱重模塊
果料罐秤及其結(jié)構(gòu)支撐經(jīng)過仔細(xì)設(shè)計(jì)和安裝，那么秤就可以獲得理想的載荷應(yīng)用。如果秤安裝不正確，則由多種力會影響其精確度。下面的部分講述的是料罐秤應(yīng)用中常碰到的載荷問題。
角向載荷
如果力并非完全垂直施加至稱重傳感器，那么就會發(fā)生角向負(fù)載。這一對角力可看作是其垂直組件和水平組件的合力。在設(shè)計(jì)完好的稱重模塊應(yīng)用中，稱重傳感器會感應(yīng)出重量（垂直作用力），但無法感應(yīng)到側(cè)向負(fù)載（水平力）。
為帶有稱重傳感器的稱重模塊應(yīng)用固定在底座上。料罐重量產(chǎn)生的力完全垂直向下。圖 5-2b 中的作用力有一定的角度。該角向力的垂直組件 (F) 垂直于稱重傳感器， 并受到感應(yīng)；相當(dāng)于圖 5-2a 中施加的力。水平組件（側(cè)向力）= F × Tangent θ.
所示為角向負(fù)載是如何影響固定在進(jìn)行稱重的料罐上的稱重傳感器。圖 5-3a 所示為作用力完全垂直的理想安裝情況。在圖 5-3b 中，垂直于稱重傳感器并受到感應(yīng)的作用力 (FN) 會小于理想安裝情況下施加到稱重傳感器上的垂直作用力 (F)。這種情況下，F(xiàn)N = F × Cosine θ.梅特勒托利多稱重模塊
如果垂直作用力的施加方向不在中心線上，就會出現(xiàn)偏心荷載。這一問題可能由熱膨脹和收縮所致，也可能由安裝硬件設(shè)計(jì)不佳所致。使用能夠適應(yīng)膨脹和收縮的稱重模塊，您就可以避免偏心荷載問題。
側(cè)向載荷和端部載荷
如果水平力作用于稱重傳感器的側(cè)面或端部，則會發(fā)生側(cè)向負(fù)載和端部負(fù)載（請參見圖 5-5）。它們可能由熱膨脹和收縮、偏離或者動態(tài)負(fù)載引起的容器移位所致。側(cè)向和端部作用力可能會影響秤的線性和磁滯。對于靜態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言，請使用能夠抵消熱運(yùn)動的稱重模塊系統(tǒng)。而對于動態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言，請使用帶有自校準(zhǔn)負(fù)載銷懸架的稱重模塊系統(tǒng)。
施加至稱重傳感器的側(cè)向作用力和端部作用力
如果側(cè)向所用力轉(zhuǎn)動稱重傳感器，則會發(fā)生轉(zhuǎn)矩載荷。這可能由結(jié)構(gòu)彎曲、系統(tǒng)動力則學(xué)、熱運(yùn)動或安裝硬件偏離所致。轉(zhuǎn)矩載荷會降低系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。為避免發(fā)生這一問題， 請務(wù)必遵守相應(yīng)的結(jié)構(gòu)支撐和安裝指南，并使用防止料罐運(yùn)動的稱重模塊。

梅特勒托利多稱重模塊撞擊載荷
秤發(fā)生撞擊荷載可能是偶然狀況，或者是由其操作本身造成，在設(shè)計(jì)過程中要考慮到這一狀況，特別是料斗秤、臺秤和皮帶秤。它是由秤上重量的突變所致，例如，當(dāng)物體掉到或者跌落到秤上時(shí)。典型的例子就是對鐵屑進(jìn)行稱重，通過電磁收集器為稱裝載；以及用來對鑄件稱重的地秤，它用高架起重機(jī)將鑄件裝至秤上。如果沖擊力過強(qiáng)，您就需要安裝較大容量的稱重傳感器，或者采取其它措施限制外加負(fù)載。
為消除掉落物體產(chǎn)生的沖擊荷載，您必須清楚掉落物體的重量，掉落的垂直距離、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱重傳感器的數(shù)量以及稱重傳感器的額定量程和彎曲度。梅特勒-托利多數(shù)據(jù)表中列出了后者。
為消除降落物體（特別是吊車荷載應(yīng)用）產(chǎn)生的撞擊荷載，您必須清楚降落物體的重量、降落速度、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱重傳感器的數(shù)量以及稱重傳感器的額定量程和撓曲度。
梅特勒托利多稱重模塊“壓式稱重模塊”或第 7 章“拉式稱重模塊”中所述的標(biāo)準(zhǔn)方式確定稱重傳感器/稱重模塊的大小。然后檢查撞擊荷載能否對其造成損壞。找出載荷狀況差的稱重傳感器，并用以下等式之一估算掉落或降落載荷附加至該稱重傳感器的大載荷。
MMAX = 掉落或降落載荷在差的稱重傳感器上產(chǎn)生的大負(fù)載（單位：lb [kg]）。M1 = 差的稱重傳感器所承載的掉落或降落載荷部分（單位：lb [kg]）。
梅特勒托利多稱重模塊M2 = 差的稱重傳感器所承載的秤的固定負(fù)載部分（單位：lb [kg]）。
H = 物體掉落的高度（單位：英寸 [毫米]）
四 R.C. = 稱重傳感器的額定量程 (Emax)（單位：lb [kg]）。需要的話，請將其它單位換算成 lb 或 kg。
? = 額定量程下，稱重傳感器的傾斜度（單位：英寸 [毫米]）。如果應(yīng)用中使用了防震墊/減
振墊，請參見下面的“使用防震墊/減振墊”。
V = 物體降落的速度（單位：in/s [mm/s]）
環(huán) 克 = 重力加速度 = 386 in/s2 [ = 9,810 mm/s2 ]
MMAX 應(yīng)小于稱重傳感器或稱重模塊額定量程（單位：lb [kg]）。這些等式計(jì)算得出的是秤結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重
傾斜時(shí)的保守結(jié)果，例如，當(dāng)負(fù)載掉落到相對合規(guī)的帶有 4 個(gè)稱重傳感器的地秤中心位置時(shí)。注意， 等式可用于僅帶有稱重傳感器的稱重模塊，并且一般情況下，稱重模塊的傾斜度被假定為相應(yīng)稱重傳感器的傾斜度。計(jì)量單位保持一致，請使用 lb、in、in/s 和 in/s2 或 kg、mm、mm/s 和 mm/s2。
如果需要采取其它措施消除撞擊荷載，*較大量程的稱重傳感器/稱重模塊是一種可行的解決方案， 或者您可以考慮一下方案之一：
?改變過程，從而降低物體置于秤上時(shí)產(chǎn)生的撞擊荷載。
?切割或壓式物料以減小料塊大小。
?在秤臺上添加一些雜物。
?使用減震物料，如防震墊/減振墊、螺旋彈簧、鐵路枕木或者致密砂巖來抑制沖擊力。
稱重模塊尺寸建議初始張力負(fù)載：一種用來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)（請參見圖 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(yàn)砝碼，那么倍數(shù)則為 400。稱重模塊
通過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。可以修改現(xiàn)有稱重平臺來支持壓式稱重模塊。這樣一來就會徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。
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，精確度會受到環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)因素（如振動、溫度、活動至固定連接、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程需要的精確度高于散裝存儲操作。表 3-2 詳細(xì)介紹了四種稱重精確度，并列出了會影響料罐秤達(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)后通過測試和驗(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，以對容器進(jìn)行“測試”。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。系統(tǒng)穩(wěn)定后，測試幾次（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，請將標(biāo)重讀數(shù)與秤上添加的實(shí)際重量進(jìn)行對比。



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