梅特勒托利多稱重模塊撞擊載荷
秤發(fā)生撞擊荷載可能是偶然狀況,或者是由其操作本身造成,在設(shè)計過程中要考慮到這一狀況,特別是料斗秤、臺秤和皮帶秤。它是由秤上重量的突變所致,例如,當(dāng)物體掉到或者跌落到秤上時。典型的例子就是對鐵屑進(jìn)行稱重,通過電磁收集器為稱裝載;以及用來對鑄件稱重的地秤,它用高架起重機(jī)將鑄件裝至秤上。如果沖擊力過強(qiáng),您就需要安裝較大容量的稱重傳感器,或者采取其它措施限制外加負(fù)載。
為消除掉落物體產(chǎn)生的沖擊荷載,您必須清楚掉落物體的重量,掉落的垂直距離、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱重傳感器的數(shù)量以及稱重傳感器的額定量程和彎曲度。梅特勒-托利多數(shù)據(jù)表中列出了后者。
為消除降落物體(特別是吊車荷載應(yīng)用)產(chǎn)生的撞擊荷載,您必須清楚降落物體的重量、降落速度、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱重傳感器的數(shù)量以及稱重傳感器的額定量程和撓曲度。
梅特勒托利多稱重模塊“壓式稱重模塊”或第 7 章“拉式稱重模塊”中所述的標(biāo)準(zhǔn)方式確定稱重傳感器/稱重模塊的大小。然后檢查撞擊荷載能否對其造成損壞。找出載荷狀況差的稱重傳感器,并用以下等式之一估算掉落或降落載荷附加至該稱重傳感器的大載荷。
MMAX = 掉落或降落載荷在差的稱重傳感器上產(chǎn)生的大負(fù)載(單位:lb [kg])。M1 = 差的稱重傳感器所承載的掉落或降落載荷部分(單位:lb [kg])。
梅特勒托利多稱重模塊M2 = 差的稱重傳感器所承載的秤的固定負(fù)載部分(單位:lb [kg])。
H = 物體掉落的高度(單位:英寸 [毫米])
四 R.C. = 稱重傳感器的額定量程 (Emax)(單位:lb [kg])。需要的話,請將其它單位換算成 lb 或 kg。
? = 額定量程下,稱重傳感器的傾斜度(單位:英寸 [毫米])。如果應(yīng)用中使用了防震墊/減
振墊,請參見下面的“使用防震墊/減振墊”。
V = 物體降落的速度(單位:in/s [mm/s])
環(huán) 克 = 重力加速度 = 386 in/s2 [ = 9,810 mm/s2 ]
MMAX 應(yīng)小于稱重傳感器或稱重模塊額定量程(單位:lb [kg])。這些等式計算得出的是秤結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重
傾斜時的保守結(jié)果,例如,當(dāng)負(fù)載掉落到相對合規(guī)的帶有 4 個稱重傳感器的地秤中心位置時。注意, 等式可用于僅帶有稱重傳感器的稱重模塊,并且一般情況下,稱重模塊的傾斜度被假定為相應(yīng)稱重傳感器的傾斜度。計量單位保持一致,請使用 lb、in、in/s 和 in/s2 或 kg、mm、mm/s 和 mm/s2。
如果需要采取其它措施消除撞擊荷載,*較大量程的稱重傳感器/稱重模塊是一種可行的解決方案, 或者您可以考慮一下方案之一:
?改變過程,從而降低物體置于秤上時產(chǎn)生的撞擊荷載。
?切割或壓式物料以減小料塊大小。
?在秤臺上添加一些雜物。
?使用減震物料,如防震墊/減振墊、螺旋彈簧、鐵路枕木或者致密砂巖來抑制沖擊力。
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)來衡量,比如 NIST 認(rèn)證的校驗砝碼。
分辨率指的是數(shù)字秤能夠檢測到的小的重量變化。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(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?,F(xiàn)在的許多工業(yè)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(fù)性指的是當(dāng)在秤上放置相同的重量時,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??芍貜?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。稍候本手冊對其進(jìn)行了詳細(xì)說明。
?環(huán)境因素:風(fēng)力、地震力、溫度、振動
?稱重模塊系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)
?料罐和容器設(shè)計
?管路設(shè)計(活動至固定連接)
?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 / 裝運因素
確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
經(jīng)驗表明,完全由置于穩(wěn)固基礎(chǔ)上的稱重模塊支撐的料罐秤的精確度小于施加載荷(置于秤上的重量) 的 0.1%。如果這類秤經(jīng)過正確校準(zhǔn),就可以讀出置于其上面的重量的準(zhǔn)確讀數(shù)。理論上,總負(fù)重量程的百分比應(yīng)該等于總計數(shù)(增量)的百分比。圖 3-2 闡釋了這一關(guān)系。
梅特勒托利多稱重模塊:理想量程與計數(shù)次數(shù)
如果秤的計數(shù)次數(shù)為 1,000,總量程為 5,000 磅 [2000 千克],那么每一次的計數(shù)應(yīng)為 5 磅 [2 千克]。當(dāng)把 2,500 磅 [1000 千克] 的重量置于秤上時,則計數(shù)次數(shù)應(yīng)為 500。如果重量為 5,000 磅 [2000 千克],則計數(shù)次數(shù)應(yīng)為 1,000。不管是向秤上添加重量還是從秤上減去重量,這一關(guān)系都不會改。
如果秤未經(jīng)正確校準(zhǔn),這一理想的關(guān)系則未必正確。有四種主要的誤差會導(dǎo)致稱重不準(zhǔn):
?校準(zhǔn)誤差
?線性誤差
?滯后誤差
?可重復(fù)性誤差
梅特勒托利多稱重模塊校準(zhǔn)誤差
一些誤差是因為稱重設(shè)備沒有經(jīng)過正確校準(zhǔn)。如果出現(xiàn)校準(zhǔn)誤差(參見圖 3-3),計數(shù)次數(shù)與載荷的比
例仍是一條直線,因為這是在理想的秤狀況下。但是在滿載荷情況下,直線不能完全達(dá)到計數(shù)次數(shù)。重量和計數(shù)次數(shù)之間為線性關(guān)系,但并不準(zhǔn)確無誤。這通常是由對秤進(jìn)行電子校準(zhǔn)時發(fā)生的誤差所致, 可以通過重新校準(zhǔn)秤進(jìn)行正。
線性誤差
線性指的是負(fù)載附加到秤上時,秤能夠保持計數(shù)次數(shù)與負(fù)載比例(圖中的一條直線)的一致性。如果
出現(xiàn)線性誤差,秤能夠在零載荷和滿載荷時正確讀數(shù),但在兩點之間則無法正確讀數(shù)(請參見圖 3-4)。重量指示可能會高于實際重量(如圖所示),也可能會低于實際重量。
梅特勒托利多稱重模塊一般考慮因素
梅特勒-托利多 確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
滯后誤差
滯后指的是對于同一施加載荷的秤讀數(shù)的大差異,一個讀數(shù)通過從零增加負(fù)載得出,另外一個通過
從滿載減少負(fù)載得出。圖 3-5 所示為典型的滯后誤差。秤在零載荷和滿載荷時能夠準(zhǔn)確讀數(shù)。逐漸向稱添加重量時,曲線低于直線,顯示的讀數(shù)過低。達(dá)到滿載后,重量逐漸減少,曲線高于直線,顯示的讀數(shù)過高。滯后指的是負(fù)載和卸載曲線之間的大差異;在本示例中出現(xiàn)在半載荷時。您應(yīng)當(dāng)采取一些措施來減少配料稱、填料稱和計數(shù)稱應(yīng)用中的線性誤差和滯后誤差,特別是采用了全套秤的情況下。
梅特勒托利多稱重模塊可重復(fù)性誤差
可重復(fù)性指的是秤能夠在相同的環(huán)境狀況下多次添加或去除同樣的重量時顯示相同的讀數(shù)。它指的是
讀數(shù)之間的大差異,用施加載荷的百分比表示。例如,假設(shè)在量程 5,000 磅 [2500 千克] 的秤上放
置 10 次 5,000 磅 [2500 千克] 的重量,5,001 磅 [2500.5 千克] 為大讀數(shù),而 5,000 磅 [2500 千克]
為小讀數(shù)。可重復(fù)性誤差則為 1 磅 [0.5 千克],或者是秤體的施加載荷 (A.L) 的 0.02% (1/5,000)。注意:帶有施加載荷的秤體的可重復(fù)性誤差,如果施加載荷減少一半,則可重復(fù)性誤差也要減半。
稱重模塊尺寸建議初始張力負(fù)載:一種用來確定桿秤秤桿的初始張力負(fù)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(fù)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(jù)秤桿支點的位置,用倍增器進(jìn)行校準(zhǔn)(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(fù)載(單位:磅 [千克])乘以 10,以確定張力負(fù)載的大小(單位:磅 [千克])。稱重模塊量程:秤的量程應(yīng)在其銘牌上標(biāo)出,必要情況下將其換算成“磅 [千克]”。倍數(shù):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(tǒng)的倍數(shù)。倍數(shù)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(shù)則為 400。稱重模塊
通過秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負(fù)載。
換秤桿稱 換秤桿后就不再使用機(jī)械秤的秤桿和刻度盤??梢孕薷默F(xiàn)有稱重平臺來支持壓式稱重模塊。這樣一來就會徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。
稱重模塊靜態(tài)與動態(tài)載荷
在為某個應(yīng)用程序選擇稱重模塊時,考慮如何為稱重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉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對稱重模塊產(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)的秤使用動態(tài)載荷。使用動態(tài)載荷,在將產(chǎn)品放在秤上或進(jìn)行加工的過程中會將水平剪切力傳輸至稱重模塊。請參閱第 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)。
采用多少個稱重模塊?
對于現(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。如果一個料罐有四個支架,那么您就需要使用四個稱重模塊。
而對于新的安裝而言,好選擇三點支撐系統(tǒng),因為其確保了在稱重模塊上分配正確的載荷。如果考慮風(fēng)、流體晃動或者地震載荷因素,那么料罐可能需要四個或四個以上的支撐來另外加固,防止其傾斜。
大多數(shù)的秤應(yīng)用都采用三個或者四個稱重模塊。梅特勒-托利多儀表可以計算四個、八個,甚至多的稱重模塊的輸出總和,但是出四個以后就很難達(dá)到平均分配重量以及調(diào)整移位。
要計算每個稱重模塊的必要量程,請用系統(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)也會影響應(yīng)用中稱重模塊的量程,請參見第 4 章“稱重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱重模塊現(xiàn)場校準(zhǔn)
另外一個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)場校準(zhǔn)的方法。
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