精確度 中等精度 低精度 水平檢測
精確度等級 高 好 良好 一般
系統精確度
(系統量程百分比)* 0.015 至 0.033 0.033 至 0.10 0.10 至 0.50 大于 0.50
稱重傳感器利用率
(額定量程百分比)* ≥ 50 ≥ 30 ≥ 30 ≥ 20
應用類型 制劑、調配、配料、精確填料使用的反應容器 收集罐、料斗、傳送系統、配料、填料 收集罐、料斗、傳送系統 原料和商品的散裝存儲罐
梅特勒托利多稱重模塊
稱重傳感器認證 C6 或 C3 OIML、5000d CIII NTEP C3 至 D1 OIML、3000d
CIII 至 10,000d CIIIL NTEP D1 OIML、1000d CIII NTEP
(未批準) 批準或未批準
稱重模塊載荷懸掛 自校正 自校正或浮動 自校正、浮動或固定 自校正、浮動或固定
固定或靜止的稱重傳感器 無 無 無 僅用于液體或氣體
梅特勒托利多稱重模塊
料罐特性 準備校驗砝碼、穩固的安裝支撐 準備校驗砝碼、穩固的安裝支撐 準備校驗砝碼、穩固的安裝支撐 穩固的安裝支撐
進口和出口管路 僅限靈活型 僅限靈活型 靈活型和穩固型 靈活型和穩固型
底座 穩固且不受周圍因素的影響,統一撓曲度 穩固且不受周圍因素的影響,統一撓曲度 穩固且撓曲度統一 穩固且撓曲度統一
型號 自校正 自校正、浮動或張力 自校正、浮動、固定或張力 活動稱重模塊與固定稱重模塊或固定底座的結合
物料 建議使用不銹鋼 碳鋼、不銹鋼 碳鋼、不銹鋼 碳鋼、不銹鋼
稱重模塊上的水分或腐蝕性物質會影響稱重傳感器的壽命。樹葉、塵土之類的雜物聚集在稱重模塊上或者稱重模塊周圍也會導致問題。您可以采取很多措施來盡量降低受潮和被腐蝕問題發生的可能性:
?對稱重模塊做好充分排水。
?避免使稱重模塊接觸要融化以及會將水分引入系統的積雪。
?不要使用平頂的料罐,會積存積水、積雪、樹葉或者其它雜物,從而增加系統的無補償重量。
?定期用水管澆料罐來清除積存的雜物。
?保持電纜清潔,并保持良好狀態。電纜包皮破損或磨損,水會進入電纜,造成腐蝕。
?將電纜置于導線管或聚四氟乙烯套中,以保護電纜。
?將料罐(和稱重模塊)置于遠離腐蝕性物質和化學物質的地方。在溫度、水分以及空氣的綜合作用下會腐蝕周邊的稱重模塊。如果料罐旁有腐蝕性物質,請添加保護涂層和屏蔽材料。地區的空氣流通也有助于防止發生腐蝕性破壞。
?工具、生活用品以及垃圾的存放要遠離料罐和稱重系統。
梅特勒托利多稱重模塊秤性能
風吹向秤會同時對零度數和跨度讀數產生或積極或消極的影響。平穩的風在零度數和跨度讀數時產生
的穩定偏移,但是陣風比較典型,會在零度數和跨度讀數時造成不穩定性;好的情況下,這只會造成秤操作困難,壞的情況下則會導致重量值出現嚴重錯誤。風影響秤的方式有很多種:
1.風水平吹向秤的側面會導致負載在稱重模塊間轉移,如上一部分的第 2 點所述;這會導致某些稱重模塊過載,也會影響重量讀數的精確度。由于存在制造公差,所有的稱重傳感器的額定輸出都有一定的浮動;這在數據表中通常通過在額定輸出(單位:mV/V)后跟 ± 公差值(范圍:0.1 到 5%)來表示。如果秤無法改變位置(通常為對自動調平的物料,比如液體,進行稱重的料罐秤),由于稱重傳感器的這一輸出浮動(單位:mV/V),轉移的重量就很有可能記錄不同。選擇公差 (mV/V) 較小的稱重傳感器可以大程度上減少這類誤差,同時在校準前(通過微調接線盒)進行調整移位也可以消除這一誤差。稱重模塊中使用的梅特勒-托利多稱重傳感器一般都經過調整,公差 (mV/V) 都在
±0.25% 范圍內或者小,Flexmount 和 Centerligne 使用的 0745A 已調整至 ±0.1%。梅特勒托利多稱重模塊
2.水平吹來的風也會對秤的上表面和下表面的垂直組件產生作用力。如果上表面和下表面完全對稱, 氣流模式相同,那么產生的垂直作用力就會相等并且相反,因此會抵消。但是,這種情況并不存在,特別是考慮到附屬物的情況下,比如混合器、管路、檢視艙口和支撐架。事實上,這些力很難量化,唯一可行的方法就是遮蓋住秤或者將其置于室內,強烈建議在要求較高的精確度的情況下采用這樣方法,另請參見下面的“溫度效應”部分。注意,位于建筑背風面的料罐不一定會受到風的影響,建筑上的氣流會在背風處產生氣壓梯度,并對秤產生垂直合力。
3.如果風向與水平線呈角度,那么垂直合力就會作用于秤,這會直接影響秤的讀數。如果秤位于斜坡上或者風向被建筑物或其它障礙物改變,就會導致這一狀況發生。如果來自風扇或 HVAC 系統的氣流直接從上方作用于小量程工業稱或實驗室天平,那么在室內也會發生同樣的問題。
4.如果風在大型臺秤的下方匯集,就會發生問題,導致壓力增大,平臺傾倒。將秤置于四面墻壁完好的基坑中,以保護秤。
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。
料罐和容器設計
將出現料罐秤的精確度會受到料罐本身設計的影響。應設計新的料罐,保證其在物料重量作用下不會嚴重彎曲,并且不會在滿載或空載的情況下出現壓力失衡。如果您要將現有料罐轉至秤上,您可能需要修改料罐來滿足這些要求。
壓式秤的穩定性
稱重模塊旨在將負載準確移至稱重傳感器,同時避免發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,這就是說頂板只有單點支撐,理論上應為頂板的中心點。另外,稱重模塊必須具備允許頂板在發生熱膨脹和收縮時水平移動的機制,這種情況下,搖桿銷經過 5-7 次傾斜,使頂板的支撐點水平移開中心點位置。前述狀況有兩個重要后果:
1.無法向頂板施加力矩來防止其轉出水平面之外。
2.頂板會自然轉出水平面之外。即使從上方向頂板添加負載,下面的支撐點也會因為熱膨脹/收縮輕微偏離中心,這樣就會產生多種轉動頂板的可能。這一情形會因為必然的制造和安裝容差而加重。
這些點對所有稱重模塊都適用,并且對壓式秤的設計師有很多啟示:
?一個單獨的壓式稱重模塊無法支撐一個秤,至少需要三個稱重模塊。在平面圖中,稱重模塊不能在一條直線上,三個稱重模塊必須安排成三角形,四個則要安排成正方形或矩形等。
?作用于稱重心的垂直重力應始終在支撐點規定的稱重模塊頂板上的水平面范圍內;不得出這一范圍。換句話說,在正常的稱重狀況下一定會對稱重模塊產生一些向下的作用力。不能過任何稱重模塊的額定量程,因為可能會損壞稱重傳感器;理想狀況下重心應在位置,這樣所有的稱重模塊才能平均負載。
?請參見圖 5-8,稱重模塊必須夾在堅固的底座(下部)和堅固的秤結構(下部)之間,以確保基座和頂板保持在水平面內。底座可以是混凝土,也可以是鋼結構。秤結構可為鋼質平臺,也可為料罐、料斗等,增加稱重模塊頂板的堅固性。如果料罐有支架,支架一定要牢固并且呈十字支撐,請參見下面的圖 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置(可看到 4 個稱重模塊中的 2 個)
?基板不能直接置于腳輪或車輪上,如圖 5-9 所示。可以制作案秤,但是車輪/腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅固的架構。
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。
稱重模塊是一種稱量設備,它包含一個稱重傳感器,以及將稱重傳感器連接至平臺、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變成秤體。一個稱重模塊系統必須能夠 提供準確的稱重數據,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的稱重應用。這些模塊可以直接安裝到地面、結構底座或橫梁上。料罐或其它物體安裝在稱重模塊的頂部。
一個典型的壓式稱重模塊。它由稱重傳感器、頂板(承受載荷)、負載銷(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。可能會用壓緊螺栓來防止容器翻倒。至少需要三個稱重模塊組成三角形才能完全支撐一個秤體,4 個稱重模塊組成正方形或矩形的情況也很常見。
頂板
稱重傳感器
壓緊螺栓
底板
負載銷
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造或上層露面上)必須懸掛的料罐、料倉或其它物體上形成秤體。
一個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,連接叉裝置通過螺紋桿連接至上部的結構和下部的料罐。通常情況下要用三個或三個以上的稱重模塊才能完全支撐起秤體。
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