稱重模塊稱重系統性能
精確度、分辨率以及可重復性是衡量一個稱重系統性能的基本概念。精確度指的是秤儀表上的讀數與秤上放置的實際重量的接近程度。秤的精確度通常根據公認的標準來衡量,比如 NIST 認證的校驗砝碼。
分辨率指的是數字秤能夠檢測到的小的重量變化。分辨率根據增量大小進行衡量,取決于稱重傳感器和數字儀表的功能。數字重量儀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
示系統的精確度達 0.01 磅 [5 克]。
圖 3-1 有助于您區分精確度和分辨率。即使儀表的分辨率為 0.01 磅 [0.005 千克],重量度數的精確度也
不能達到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取決于儀表的電子電路。現在的許多工業儀表都可以都可以將稱
重傳感器信號分為 1,000,000 個刻度,并且實際可以顯示 100,000 個刻度。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-托利多有多少個稱重模塊?
可重復性指的是當在秤上放置相同的重量時,稱能夠顯示相同的重量讀數。這在配料和填料應用中尤
為重要,每一批都需要相同量的物料。可重復性和精確度是緊密相關的。您所擁有的系統可重復,卻
未必準確;但是系統只有在可重復的情況下才能準確。
以下因素會影響稱重模塊稱重系統的精確度和可重復性。稍候本手冊對其進行了詳細說明。
?環境因素:風力、地震力、溫度、振動
?稱重模塊系統支撐結構
?料罐和容器設計
?管路設計(活動至固定連接)
?稱重傳感器和終端的質量
?稱重傳感器總量程
?校準
?操作 / 裝運因素
稱重模塊一般安裝指南
向稱重傳感器施加力
使用應變計的稱重傳感器十分敏感,能夠檢測到重量發生的十分細微的變化。技巧是確保它們僅對您想要測量的重量作出反應,而不對其它力作出反應。要獲得準確的重量讀數,您必須認真核實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載在整個重量范圍內垂直施加(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,并且要務必無比牢固。如梅特勒托利多稱重模塊
果料罐秤及其結構支撐經過仔細設計和安裝,那么秤就可以獲得理想的載荷應用。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,那么就會發生角向負載。這一對角力可看作是其垂直組件和水平組件的合力。在設計完好的稱重模塊應用中,稱重傳感器會感應出重量(垂直作用力),但無法感應到側向負載(水平力)。
為帶有稱重傳感器的稱重模塊應用固定在底座上。料罐重量產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;相當于圖 5-2a 中施加的力。水平組件(側向力)= F × Tangent θ.
所示為角向負載是如何影響固定在進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,FN = 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計不佳所致。使用能夠適應膨脹和收縮的稱重模塊,您就可以避免偏心荷載問題。
側向載荷和端部載荷
如果水平力作用于稱重傳感器的側面或端部,則會發生側向負載和端部負載(請參見圖 5-5)。它們可能由熱膨脹和收縮、偏離或者動態負載引起的容器移位所致。側向和端部作用力可能會影響秤的線性和磁滯。對于靜態負載應用而言,請使用能夠抵消熱運動的稱重模塊系統。而對于動態負載應用而言,請使用帶有自校準負載銷懸架的稱重模塊系統。
施加至稱重傳感器的側向作用力和端部作用力
如果側向所用力轉動稱重傳感器,則會發生轉矩載荷。這可能由結構彎曲、系統動力則學、熱運動或安裝硬件偏離所致。轉矩載荷會降低系統的精確度和可重復性。為避免發生這一問題, 請務必遵守相應的結構支撐和安裝指南,并使用防止料罐運動的稱重模塊。
稱重模塊幾乎可以將任意結構轉變成秤。它們可以作為結構的原始設計的一部分,也可以添加到現有結構中。本章介紹的是常見的稱重模塊應用。模塊應 料罐、料斗、料倉和容器用料罐、料斗、料倉和容器在很多行業中用于搬運物料。通過將一系列稱重模塊安裝到其中一個容器上,您就可以準確可靠地對物料進行稱重。本手冊中用“料罐”泛指稱重模塊支撐的料罐、料斗、料倉或容器,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,用于存儲或裝運液體、氣體或者能夠自由流動的固體。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,大到裝數噸物料的大型工業料罐。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,并且對稱或不對稱皆可。料斗:料斗指的是頂部打開的容器,并且通常用于裝運粉末或顆粒狀的固態物料。一般用于分配物料或收集配料,以便稍后進行裝運。料斗往往比料罐小,并且常懸掛在上部構造上。圖 2-2 所示為拉式稱重模塊支撐的料斗。料倉:料倉指的是類似垂直料罐的密閉容器,但是用于存儲粉末狀或顆粒狀的固態物料。料倉的尺寸各有不同,并且可以非常大型,大到裝數百噸物料。它們常置于戶外,用于向鄰近的加工廠供應原料。
容器:容器指的是配備設備的精致料罐,可以加熱、冷卻、攪拌或者進行其它處理過程。容器中通常會發生化學反應,因此它必須能夠準確地對添加的物料進行稱重。
要對傳輸系統中運輸的物體進行稱重,請將傳輸裝置的一部分安裝到稱重模塊上。由于物體在輸送機上進行稱重時通常會移動,因此這些應用需要一個能夠承受高水平剪切力負載,同時仍可以稱出可復驗的重量的稱重模塊。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載時來回移動,從而減輕震動。但是稱重傳感器的自恢復懸掛裝置往往會使傳輸裝置返回“原”位置,以確保進行可重復性稱重。
有很多臺秤可以作為標準產品,但是有時需要專門建造一個平臺來配合一個特定的應用;這可能需要通過稱重模塊來完成,稱重模塊支撐的臺秤
機械秤轉換
可以通過兩種方式將舊的機械秤轉變成電子稱重。第一種方法是秤桿轉換。其中包括在添加 S 形元件拉式稱重模塊的同時保留現有的機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,在現有稱重平臺下方添加壓式稱重模塊。
秤桿轉換
秤轉換可以保留機械秤的刻度盤,這樣既可以進行電子稱重,也可以進行機械稱重。在現有桿秤秤桿上插入 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 形元件就可以感應到從地磅中延伸出的橫桿施加的張力。為防止發生斷電或出現線路故障,操作人員可以為刻度盤解鎖,完全恢復機械操作。圖 2-6 顯示秤轉換。
如何確定秤轉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載所獲得的原始張力負載(單位:磅 [千克])。
?確定現有秤的量程(單位:磅 [千克])。
?確定秤桿系統的倍數。
將以上列出的變量插入下面的公式中: 稱重傳感器量程 = 初始張力負載 + 量程
倍數
得出的就是可以采用的絕對小稱重傳感器量程,用安全系數乘以該量程,這在第 7 章“拉式稱重模塊”中作出了進一步講述。
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