梅特勒托利多稱重模塊環(huán)境因素
由于環(huán)境因素會(huì)影響稱重模塊系統(tǒng)的精確度和安全性，因此在設(shè)計(jì)階段一定要考慮到這些因素。如果秤會(huì)受到風(fēng)、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(shè)備，從而使秤在極端情況下保持穩(wěn)定狀態(tài)。
風(fēng)力載荷安裝在室外或者開(kāi)放式建筑或架構(gòu)中的秤會(huì)受到風(fēng)力的影響，由于種種原因需要考慮到 這一因素。秤
體受到風(fēng)力影響會(huì)產(chǎn)生新的力，作用于稱重模塊，并且會(huì)導(dǎo)致稱重模塊過(guò)載，個(gè)別情況下還會(huì)導(dǎo)致秤傾倒。同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響秤的性能。下面兩部分會(huì)對(duì)這些要點(diǎn)作進(jìn)一步探討。室外料罐和料倉(cāng)秤通常為垂直圓筒形，通過(guò)支架來(lái)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(shuō)明）。
梅特勒托利多稱重模塊典型室外料罐秤
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
在秤的穩(wěn)定性分析中，一般會(huì)假設(shè)風(fēng)從任意水平方向吹來(lái)。風(fēng)吹向秤的側(cè)面對(duì)迎風(fēng)一側(cè)產(chǎn)生水平作用
力，這會(huì)對(duì)秤產(chǎn)生幾個(gè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)：
1.稱重模塊必須通過(guò)施加水平力來(lái)抵抗風(fēng)力。不得過(guò) 稱重模塊的額定大水平力。
2.風(fēng)力使重量從迎風(fēng)面的稱重模塊轉(zhuǎn)移到背風(fēng)面的稱重模塊上，請(qǐng)參見(jiàn)第 10 章，附錄 2，計(jì)算反作用力，進(jìn)一步探討這一點(diǎn)。如果過(guò)了稱重模塊的額定量程，就會(huì)對(duì)其造成損壞，稱滿載時(shí)容易發(fā)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(yīng)。
3.在個(gè)別情況下，風(fēng)力會(huì)導(dǎo)致秤傾倒，特別是高且細(xì)的料罐或料倉(cāng)。秤零負(fù)載時(shí)容易發(fā)生傾倒。為防止發(fā)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(guò)其大上升力額定值。個(gè)別情況下可能需要添加外部約束力來(lái)防止強(qiáng)風(fēng)吹到料罐，請(qǐng)參見(jiàn)第 5 章“其它容器控制方法”。
在計(jì)算風(fēng)力時(shí)，重要的因素是要確定（設(shè)定）現(xiàn)場(chǎng)的基本風(fēng)速，一般情況下，這可以在地區(qū)建筑條例的等風(fēng)速線圖中找到。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的暴露程度也很重要，例如秤位于峭壁上，或者面對(duì)著大片開(kāi)放水域、鹽場(chǎng)等？秤的設(shè)計(jì)必須符合當(dāng)?shù)氐慕ㄖl例。另外，許多國(guó)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(lái)完成這一類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。梅特勒-托利多認(rèn)為，風(fēng)荷載設(shè)計(jì)必須由本地經(jīng)過(guò)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(lái)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)。

壓式稱重模塊和拉式稱重模塊
稱重模塊分為兩種基本類型：
壓式稱重模塊旨在在稱重模塊頂部安裝料罐或其它結(jié)構(gòu)。拉式稱重模塊用于在稱重模塊上懸掛料罐或
一 其 它 結(jié) 構(gòu) 。
您應(yīng)該采用壓式稱重模塊還是拉式稱重模塊，這取決于具體的應(yīng)用。表 3-1 簡(jiǎn)要介紹了影響稱重模塊選擇的一般設(shè)計(jì)考慮因素。
考慮因素
壓式稱重模塊與拉式稱重模塊的對(duì)比
設(shè)計(jì)考慮因素 壓式稱重模塊 拉式稱重模塊
地面空間 需要足夠的地面空間來(lái)容納料罐。料罐周圍可
能需要緩沖空間。 無(wú)需地面空間，并且可以懸掛起來(lái)，從而在料
罐下方自由移動(dòng)。
結(jié)構(gòu)限制 不牢固的地面可能需要另外加固，或者特別進(jìn)行安裝， 從而能夠承受料罐裝滿物料后的
重量。 不牢固的頂部支撐/天花板可能需要另外加固， 或者進(jìn)行特別安裝，從而能夠承受料罐裝滿物
料后的重量。
重量限制 一般情況下無(wú)限制。甚至連載荷分配本身都帶有三個(gè)容器支撐，如果數(shù)量過(guò)四個(gè)就難達(dá)
到限制值。 拉式稱重模塊大可承受 20,000 磅 [10 噸] 的重量。這一限制和結(jié)構(gòu)因素會(huì)限制張力系統(tǒng)的
容量。
稱重傳感器校準(zhǔn) 設(shè)計(jì)可能會(huì)有所不同，并且必須考慮地面的傾斜度、可用的支撐梁以及料罐的大小、形狀和
狀況。 元件校準(zhǔn)不會(huì)有太大差別，因?yàn)槔綏U和其它支撐設(shè)備往往支持大多數(shù)傾斜度。

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?，但是車輪/腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅(jiān)固的架構(gòu)。
精確度 中等精度 低精度 水平檢測(cè)
精確度等級(jí) 高 好 良好 一般
系統(tǒng)精確度
（系統(tǒng)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(yīng)用類型 制劑、調(diào)配、配料、精確填料使用的反應(yīng)容器 收集罐、料斗、傳送系統(tǒng)、配料、填料 收集罐、料斗、傳送系統(tǒng) 原料和商品的散裝存儲(chǔ)罐

梅特勒托利多稱重模塊

稱重傳感器認(rèn)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(zhǔn)） 批準(zhǔn)或未批準(zhǔn)
稱重模塊載荷懸掛 自校正 自校正或浮動(dòng) 自校正、浮動(dòng)或固定 自校正、浮動(dòng)或固定
固定或靜止的稱重傳感器 無(wú) 無(wú) 無(wú) 僅用于液體或氣體

梅特勒托利多稱重模塊
料罐特性 準(zhǔn)備校驗(yàn)砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準(zhǔn)備校驗(yàn)砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準(zhǔn)備校驗(yàn)砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 穩(wěn)固的安裝支撐
進(jìn)口和出口管路 僅限靈活型 僅限靈活型 靈活型和穩(wěn)固型 靈活型和穩(wěn)固型
底座 穩(wěn)固且不受周圍因素的影響，統(tǒng)一撓曲度 穩(wěn)固且不受周圍因素的影響，統(tǒng)一撓曲度 穩(wěn)固且撓曲度統(tǒng)一 穩(wěn)固且撓曲度統(tǒng)一
型號(hào) 自校正 自校正、浮動(dòng)或張力 自校正、浮動(dòng)、固定或張力 活動(dòng)稱重模塊與固定稱重模塊或固定底座的結(jié)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

稱重模塊稱重系統(tǒng)性能
精確度、分辨率以及可重復(fù)性是衡量一個(gè)稱重系統(tǒng)性能的基本概念。精確度指的是秤儀表上的讀數(shù)與秤上放置的實(shí)際重量的接近程度。秤的精確度通常根據(jù)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，比如 NIST 認(rèn)證的校驗(yàn)砝碼。
分辨率指的是數(shù)字秤能夠檢測(cè)到的小的重量變化。分辨率根據(jù)增量大小進(jìn)行衡量，取決于稱重傳感器和數(shù)字儀表的功能。數(shù)字重量?jī)x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(tǒng)的精確度達(dá) 0.01 磅 [5 克]。
圖 3-1 有助于您區(qū)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(shù)的精確度也
不能達(dá)到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取決于儀表的電子電路。現(xiàn)在的許多工業(yè)儀表都可以都可以將稱
重傳感器信號(hào)分為 1,000,000 個(gè)刻度，并且實(shí)際可以顯示 100,000 個(gè)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(gè)稱重模塊？
可重復(fù)性指的是當(dāng)在秤上放置相同的重量時(shí)，稱能夠顯示相同的重量讀數(shù)。這在配料和填料應(yīng)用中尤
為重要，每一批都需要相同量的物料。可重復(fù)性和精確度是緊密相關(guān)的。您所擁有的系統(tǒng)可重復(fù)，卻
未必準(zhǔn)確；但是系統(tǒng)只有在可重復(fù)的情況下才能準(zhǔn)確。
以下因素會(huì)影響稱重模塊稱重系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。稍候本手冊(cè)對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。
?環(huán)境因素：風(fēng)力、地震力、溫度、振動(dòng)
?稱重模塊系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)
?料罐和容器設(shè)計(jì)
?管路設(shè)計(jì)（活動(dòng)至固定連接）
?稱重傳感器和終端的質(zhì)量
?稱重傳感器總量程
?校準(zhǔn)
?操作 / 裝運(yùn)因素
稱重模塊靜態(tài)與動(dòng)態(tài)載荷

在為某個(gè)應(yīng)用程序選擇稱重模塊時(shí)，考慮如何為稱重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉(cāng)以及容器上的大多數(shù)稱重模塊應(yīng)用都使用靜態(tài)載荷。如果是靜態(tài)載荷的話，則幾乎或者根本不會(huì)對(duì)稱重模塊產(chǎn)生剪切力。像輸送裝置、管架、機(jī)械秤轉(zhuǎn)換等應(yīng)用以及帶有高功率攪拌機(jī)和混合機(jī)的秤使用動(dòng)態(tài)載荷。使用動(dòng)態(tài)載荷，在將產(chǎn)品放在秤上或進(jìn)行加工的過(guò)程中會(huì)將水平剪切力傳輸至稱重模塊。請(qǐng)參閱第 6 章“壓式稱重模塊”，了解稱重模塊懸掛的類型以及其應(yīng)用參數(shù)。

采用多少個(gè)稱重模塊？

對(duì)于現(xiàn)有安裝而言，稱重模塊的數(shù)量取決于現(xiàn)有支撐的數(shù)量。如果一個(gè)料罐有四個(gè)支架，那么您就需要使用四個(gè)稱重模塊。
而對(duì)于新的安裝而言，好選擇三點(diǎn)支撐系統(tǒng)，因?yàn)槠浯_保了在稱重模塊上分配正確的載荷。如果考慮風(fēng)、流體晃動(dòng)或者地震載荷因素，那么料罐可能需要四個(gè)或四個(gè)以上的支撐來(lái)另外加固，防止其傾斜。
大多數(shù)的秤應(yīng)用都采用三個(gè)或者四個(gè)稱重模塊。梅特勒-托利多儀表可以計(jì)算四個(gè)、八個(gè)，甚至多的稱重模塊的輸出總和，但是出四個(gè)以后就很難達(dá)到平均分配重量以及調(diào)整移位。
要計(jì)算每個(gè)稱重模塊的必要量程，請(qǐng)用系統(tǒng)總量程除以支撐的數(shù)量。總量程要應(yīng)用安全系數(shù)，以防低估了重量或者重量分配不均。在第 6 章“壓式稱重模塊”和第 7 章“拉式稱重模塊”中講述了確定稱重模塊大小的程序。環(huán)境因素（如地震荷載和風(fēng)力荷載）也會(huì)影響應(yīng)用中稱重模塊的量程，請(qǐng)參見(jiàn)第 4 章“稱重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱重模塊現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)

另外一個(gè)要考慮的要素就是如何校準(zhǔn)稱重模塊系統(tǒng)。如果您向現(xiàn)有料罐添加稱重模塊的話，可能需要改造料罐才能在上面懸掛合格的校驗(yàn)砝碼。料罐至少要能夠支撐相當(dāng)于產(chǎn)品凈重（規(guī)定量程）的 20%的重量。第 8 章“稱重模塊系統(tǒng)校準(zhǔn)”中講述了一些現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的方法。

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(huì)影響料罐和料倉(cāng)秤的強(qiáng)大的外力之一。地震指地面突然運(yùn)動(dòng)，它會(huì)對(duì)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(jiàn)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(jí)或 4 級(jí)以上的地震；一般來(lái)
說(shuō)，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(huì)發(fā)生水平或垂直滑動(dòng)，長(zhǎng)期以來(lái)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(dòng)，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(dòng)，并在地表形成地面波；這樣地震就會(huì)同時(shí)發(fā)生水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)，并對(duì)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(guò)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(guó)廣泛采用 ICC 制定的國(guó)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(dòng)會(huì)產(chǎn)生流體動(dòng)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(mén)為這一狀況編寫(xiě)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(cāng)、料罐和管路 CEN
D100 用于儲(chǔ)水的焊接碳鋼料罐 AWWA
D103 用于儲(chǔ)水的工廠涂層栓接鋼制料罐 AWWA
NZSEE 準(zhǔn)則 存儲(chǔ)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(shuō)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(duì)抗的地震的嚴(yán)重性和類型、距離已知斷層的距離、現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)的物料的毒性和震后秤所需的環(huán)境。另外，許多國(guó)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(lái)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(guò)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(lái)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)。



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