現(xiàn)實(shí)狀況下梅特勒托利多稱重模塊能夠獲得怎樣的精確度?
稱秤系統(tǒng)的精確度取決于所采用的稱重傳感器的質(zhì)量。您能夠從秤系統(tǒng)獲得的佳狀態(tài)也只是達(dá)到稱重傳感器的性能額定值。以下是優(yōu)質(zhì)的稱重傳感器的標(biāo)準(zhǔn)性能額定值:
? 非線性額定量程 (R.C.) 的 ±0.01%
?滯后:額定量程 (R.C.) 的 ±0.02%
? 綜合誤差:額定量程 (R.C.) 的 ±0.02% 到 0.03%
綜合誤差是由非線性和滯后聯(lián)合作用產(chǎn)生的誤差。圖 3-6 所示為稱重傳感器綜合誤差,即從零負(fù)載到額定量程之間的誤差帶。所有的重量讀數(shù)都應(yīng)在該 £ 誤差帶范圍內(nèi)。理想情況下,秤系統(tǒng)的精確度可以達(dá)到甚至過系統(tǒng)中單個稱重傳感器的精確度(系統(tǒng)量程的 0.02%,甚**)。但是,在現(xiàn)實(shí)狀況下,精確度會受到環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)因素(如振動、溫度、活動至固定連接、管路以及模塊支撐完整
梅特勒托利多稱重模塊預(yù)測系統(tǒng)精確度
料罐秤的精確度由各種因素決定,包括儀表、稱重傳感器、安裝硬件、料罐設(shè)計、底座以及環(huán)境影響
因素。不同的應(yīng)用要求不同的稱重精確度。精確的配料或填料過程需要的精確度高于散裝存儲操作。表 3-2 詳細(xì)介紹了四種稱重精確度,并列出了會影響料罐秤達(dá)到這些精確度的性能的因素。遵循下表
中列出的建議將有助于確保料罐秤達(dá)到理想的精確度。
梅特勒托利多稱重模塊系統(tǒng)精確度總結(jié)
系統(tǒng)的真實(shí)精確度只能在安裝了整個系統(tǒng)后通過測試和驗證才能確定。安裝完所有的管路和系統(tǒng)組件
后,添加校驗砝碼或其它物料直至秤達(dá)到滿載量程,以對容器進(jìn)行“測試”。這樣可以避免產(chǎn)生累積壓力,同時使系統(tǒng)穩(wěn)定下來。系統(tǒng)穩(wěn)定后,測試幾次(從零負(fù)載到滿載量程)以確定系統(tǒng)的終性能。從零負(fù)載開始,一步一步添加已知砝碼,直至達(dá)到系統(tǒng)的滿載量程。記錄每一步的標(biāo)重。然后在從系統(tǒng)中取下砝碼的間隔讀取重量讀數(shù)。要確定系統(tǒng)的實(shí)際誤差,請將標(biāo)重讀數(shù)與秤上添加的實(shí)際重量進(jìn)行對比。
梅特勒托利多稱重模塊秤性能
風(fēng)吹向秤會同時對零度數(shù)和跨度讀數(shù)產(chǎn)生或積極或消極的影響。平穩(wěn)的風(fēng)在零度數(shù)和跨度讀數(shù)時產(chǎn)生
的穩(wěn)定偏移,但是陣風(fēng)比較典型,會在零度數(shù)和跨度讀數(shù)時造成不穩(wěn)定性;好的情況下,這只會造成秤操作困難,壞的情況下則會導(dǎo)致重量值出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤。風(fēng)影響秤的方式有很多種:
1.風(fēng)水平吹向秤的側(cè)面會導(dǎo)致負(fù)載在稱重模塊間轉(zhuǎn)移,如上一部分的第 2 點(diǎn)所述;這會導(dǎo)致某些稱重模塊過載,也會影響重量讀數(shù)的精確度。由于存在制造公差,所有的稱重傳感器的額定輸出都有一定的浮動;這在數(shù)據(jù)表中通常通過在額定輸出(單位:mV/V)后跟 ± 公差值(范圍:0.1 到 5%)來表示。如果秤無法改變位置(通常為對自動調(diào)平的物料,比如液體,進(jìn)行稱重的料罐秤),由于稱重傳感器的這一輸出浮動(單位:mV/V),轉(zhuǎn)移的重量就很有可能記錄不同。選擇公差 (mV/V) 較小的稱重傳感器可以大程度上減少這類誤差,同時在校準(zhǔn)前(通過微調(diào)接線盒)進(jìn)行調(diào)整移位也可以消除這一誤差。稱重模塊中使用的梅特勒-托利多稱重傳感器一般都經(jīng)過調(diào)整,公差 (mV/V) 都在
±0.25% 范圍內(nèi)或者小,F(xiàn)lexmount 和 Centerligne 使用的 0745A 已調(diào)整至 ±0.1%。梅特勒托利多稱重模塊
2.水平吹來的風(fēng)也會對秤的上表面和下表面的垂直組件產(chǎn)生作用力。如果上表面和下表面完全對稱, 氣流模式相同,那么產(chǎn)生的垂直作用力就會相等并且相反,因此會抵消。但是,這種情況并不存在,特別是考慮到附屬物的情況下,比如混合器、管路、檢視艙口和支撐架。事實(shí)上,這些力很難量化,唯一可行的方法就是遮蓋住秤或者將其置于室內(nèi),強(qiáng)烈建議在要求較高的精確度的情況下采用這樣方法,另請參見下面的“溫度效應(yīng)”部分。注意,位于建筑背風(fēng)面的料罐不一定會受到風(fēng)的影響,建筑上的氣流會在背風(fēng)處產(chǎn)生氣壓梯度,并對秤產(chǎn)生垂直合力。
3.如果風(fēng)向與水平線呈角度,那么垂直合力就會作用于秤,這會直接影響秤的讀數(shù)。如果秤位于斜坡上或者風(fēng)向被建筑物或其它障礙物改變,就會導(dǎo)致這一狀況發(fā)生。如果來自風(fēng)扇或 HVAC 系統(tǒng)的氣流直接從上方作用于小量程工業(yè)稱或?qū)嶒炇姨炱剑敲丛谑覂?nèi)也會發(fā)生同樣的問題。
4.如果風(fēng)在大型臺秤的下方匯集,就會發(fā)生問題,導(dǎo)致壓力增大,平臺傾倒。將秤置于四面墻壁完好的基坑中,以保護(hù)秤。
精確度 中等精度 低精度 水平檢測
精確度等級 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 自校正、浮動或固定 自校正、浮動或固定
固定或靜止的稱重傳感器 無 無 無 僅用于液體或氣體
梅特勒托利多稱重模塊
料罐特性 準(zhǔn)備校驗砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準(zhǔn)備校驗砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準(zhǔn)備校驗砝碼、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 自校正 自校正、浮動或張力 自校正、浮動、固定或張力 活動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
稱重模塊上的水分或腐蝕性物質(zhì)會影響稱重傳感器的壽命。樹葉、塵土之類的雜物聚集在稱重模塊上或者稱重模塊周圍也會導(dǎo)致問題。您可以采取很多措施來盡量降低受潮和被腐蝕問題發(fā)生的可能性:
?對稱重模塊做好充分排水。
?避免使稱重模塊接觸要融化以及會將水分引入系統(tǒng)的積雪。
?不要使用平頂?shù)牧瞎?,會積存積水、積雪、樹葉或者其它雜物,從而增加系統(tǒng)的無補(bǔ)償重量。
?定期用水管澆料罐來清除積存的雜物。
?保持電纜清潔,并保持良好狀態(tài)。電纜包皮破損或磨損,水會進(jìn)入電纜,造成腐蝕。
?將電纜置于導(dǎo)線管或聚四氟乙烯套中,以保護(hù)電纜。
?將料罐(和稱重模塊)置于遠(yuǎn)離腐蝕性物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的地方。在溫度、水分以及空氣的綜合作用下會腐蝕周邊的稱重模塊。如果料罐旁有腐蝕性物質(zhì),請?zhí)砑颖Wo(hù)涂層和屏蔽材料。地區(qū)的空氣流通也有助于防止發(fā)生腐蝕性破壞。
?工具、生活用品以及垃圾的存放要遠(yuǎn)離料罐和稱重系統(tǒng)。
梅特勒托利多稱重模塊地震荷載
地震所產(chǎn)生的地震力是會影響料罐和料倉秤的強(qiáng)大的外力之一。地震指地面突然運(yùn)動,它會對人造重 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,每個點(diǎn)都表示 5 年內(nèi)發(fā)生的 4 級或 4 級以上的地震;一般來
說,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發(fā)生水平或垂直滑動,長期以來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,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,并在地表形成地面波;這樣地震就會同時發(fā)生水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動,并對地表的設(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
過去 40 年里,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原理得到重大發(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)計規(guī)范,該原理將繼續(xù)完善。世界范圍內(nèi)采用的設(shè)計規(guī)范很多,例如,美國廣泛采用 ICC 制定的國際建筑規(guī)范,而在整個歐洲則正在采用 CEN 制定的 EN1998 歐洲規(guī)范 8:結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。由于液體在料罐中晃動會產(chǎn)生流體動力效應(yīng),因此在設(shè)計料罐時還要考慮到其它因素;已專門為這一狀況編寫了規(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)計第 4 部分:料倉、料罐和管路 CEN
D100 用于儲水的焊接碳鋼料罐 AWWA
D103 用于儲水的工廠涂層栓接鋼制料罐 AWWA
NZSEE 準(zhǔn)則 存儲料罐抗震設(shè)計建議 NZSEE
ACI 350.1 含液體的混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計及說明 ACI
表 4-1:高位料罐防震設(shè)計相關(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)計規(guī)范,那么秤的設(shè)計必須符合這些規(guī)范。需要考慮的因素有很多,包括需要對抗的地震的嚴(yán)重性和類型、距離已知斷層的距離、現(xiàn)場土壤/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、存儲的物料的毒性和震后秤所需的環(huán)境。另外,許多國家要求必須由經(jīng)認(rèn)證可以在該地區(qū)執(zhí)行工作的專業(yè)工程師來完成抗震設(shè)計。梅特勒-托利多認(rèn)為,抗震設(shè)計必須由本地經(jīng)過認(rèn)證的經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員根據(jù)本地條例及不同的情況來完成;我們的數(shù)據(jù)表為設(shè)計師提供進(jìn)行此類分析所需的稱重傳感器及稱重模塊數(shù)據(jù)。
要對傳輸系統(tǒng)中運(yùn)輸?shù)奈矬w進(jìn)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(jī)上進(jìn)行稱重時通常會移動,因此這些應(yīng)用需要一個能夠承受高水平剪切力負(fù)載,同時仍可以稱出可復(fù)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(fù)載時來回移動,從而減輕震動。但是稱重傳感器的自恢復(fù)懸掛裝置往往會使傳輸裝置返回“原”位置,以確保進(jìn)行可重復(fù)性稱重。
有很多臺秤可以作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,但是有時需要專門建造一個平臺來配合一個特定的應(yīng)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(jī)械秤轉(zhuǎn)換
可以通過兩種方式將舊的機(jī)械秤轉(zhuǎn)變成電子稱重。第一種方法是秤桿轉(zhuǎn)換。其中包括在添加 S 形元件拉式稱重模塊的同時保留現(xiàn)有的機(jī)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(xiàn)有稱重平臺下方添加壓式稱重模塊。
秤桿轉(zhuǎn)換
秤轉(zhuǎn)換可以保留機(jī)械秤的刻度盤,這樣既可以進(jìn)行電子稱重,也可以進(jìn)行機(jī)械稱重。在現(xiàn)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??潭葥鼙P端鎖定,這樣 S 形元件就可以感應(yīng)到從地磅中延伸出的橫桿施加的張力。為防止發(fā)生斷電或出現(xiàn)線路故障,操作人員可以為刻度盤解鎖,完全恢復(fù)機(jī)械操作。圖 2-6 顯示秤轉(zhuǎn)換。
如何確定秤轉(zhuǎn)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(fù)載所獲得的原始張力負(fù)載(單位:磅 [千克])。
?確定現(xiàn)有秤的量程(單位:磅 [千克])。
?確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。
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(fù)載 + 量程
倍數(shù)
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(shù)乘以該量程,這在第 7 章“拉式稱重模塊”中作出了進(jìn)一步講述。
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(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(shí)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。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(yùn)因素
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