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。
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。
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