稱重模塊幾乎可以將任意結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成秤。它們可以作為結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計(jì)的一部分,也可以添加到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中。本章介紹的是常見的稱重模塊應(yīng)用。模塊應(yīng) 料罐、料斗、料倉(cāng)和容器用料罐、料斗、料倉(cāng)和容器在很多行業(yè)中用于搬運(yùn)物料。通過(guò)將一系列稱重模塊安裝到其中一個(gè)容器上,您就可以準(zhǔn)確可靠地對(duì)物料進(jìn)行稱重。本手冊(cè)中用“料罐”泛指稱重模塊支撐的料罐、料斗、料倉(cāng)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(chǔ)或裝運(yùn)液體、氣體或者能夠自由流動(dòng)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(shù)噸物料的大型工業(yè)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(duì)稱或不對(duì)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(yùn)粉末或顆粒狀的固態(tài)物料。一般用于分配物料或收集配料,以便稍后進(jìn)行裝運(yùn)。料斗往往比料罐小,并且常懸掛在上部構(gòu)造上。圖 2-2 所示為拉式稱重模塊支撐的料斗。料倉(cāng):料倉(cāng)指的是類似垂直料罐的密閉容器,但是用于存儲(chǔ)粉末狀或顆粒狀的固態(tài)物料。料倉(cāng)的尺寸各有不同,并且可以非常大型,大到裝數(shù)百噸物料。它們常置于戶外,用于向鄰近的加工廠供應(yīng)原料。
容器:容器指的是配備設(shè)備的精致料罐,可以加熱、冷卻、攪拌或者進(jìn)行其它處理過(guò)程。容器中通常會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此它必須能夠準(zhǔn)確地對(duì)添加的物料進(jìn)行稱重。
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。
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)著大片開放水域、鹽場(chǎng)等?秤的設(shè)計(jì)必須符合當(dāng)?shù)氐慕ㄖl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)。
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