稱重模塊靜態(tài)與動(dòng)態(tài)載荷

在為某個(gè)應(yīng)用程序選擇稱重模塊時(shí)，考慮如何為稱重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉(cāng)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(huì)對(duì)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(dòng)態(tài)載荷。使用動(dòng)態(tài)載荷，在將產(chǎn)品放在秤上或進(jìn)行加工的過(guò)程中會(huì)將水平剪切力傳輸至稱重模塊。請(qǐng)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(gè)稱重模塊？

對(duì)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(gè)料罐有四個(gè)支架，那么您就需要使用四個(gè)稱重模塊。
而對(duì)于新的安裝而言，好選擇三點(diǎn)支撐系統(tǒng)，因?yàn)槠浯_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(dòng)或者地震載荷因素，那么料罐可能需要四個(gè)或四個(gè)以上的支撐來(lái)另外加固，防止其傾斜。
大多數(shù)的秤應(yīng)用都采用三個(gè)或者四個(gè)稱重模塊。梅特勒-托利多儀表可以計(jì)算四個(gè)、八個(gè)，甚至多的稱重模塊的輸出總和，但是出四個(gè)以后就很難達(dá)到平均分配重量以及調(diào)整移位。
要計(jì)算每個(gè)稱重模塊的必要量程，請(qǐng)用系統(tǒng)總量程除以支撐的數(shù)量?？偭砍桃獞?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(huì)影響應(yīng)用中稱重模塊的量程，請(qǐng)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(chǎng)校準(zhǔn)

另外一個(gè)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(yàn)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(chǎng)校準(zhǔn)的方法。

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(jì)過(guò)程中要考慮到這一狀況，特別是料斗秤、臺(tái)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(shí)。典型的例子就是對(duì)鐵屑進(jìn)行稱重，通過(guò)電磁收集器為稱裝載；以及用來(lái)對(duì)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(guò)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(duì)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(qǐng)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(qǐng)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(jì)算得出的是秤結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重
傾斜時(shí)的保守結(jié)果，例如，當(dāng)負(fù)載掉落到相對(duì)合規(guī)的帶有 4 個(gè)稱重傳感器的地秤中心位置時(shí)。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(jì)量單位保持一致，請(qǐng)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(guò)程，從而降低物體置于秤上時(shí)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(tái)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(lái)抑制沖擊力。

稱重模塊是一種稱量設(shè)備，它包含一個(gè)稱重傳感器，以及將稱重傳感器連接至平臺(tái)、輸送皮帶、料罐、料斗、容器或者任何組成秤體的物體所*的安裝硬件。通常情況下要用三到四個(gè)稱重模塊才能完全支撐物體的總重量。這樣就能有效地將物體轉(zhuǎn)變成秤體。一個(gè)稱重模塊系統(tǒng)必須能夠 提供準(zhǔn)確的稱重?cái)?shù)據(jù)，并且能夠安全支撐物體。
稱重模塊分為兩種基本類型：壓式型和拉式型。
壓式稱重模塊
壓式稱重模塊適用于大多數(shù)的稱重應(yīng)用。這些模塊可以直接安裝到地面、結(jié)構(gòu)底座或橫梁上。料罐或其它物體安裝在稱重模塊的頂部。
一個(gè)典型的壓式稱重模塊。它由稱重傳感器、頂板（承受載荷）、負(fù)載銷（將載荷從頂板傳至稱重傳感器）以及底板（用螺栓固定至地面或者其它支撐表面）組成。可能會(huì)用壓緊螺栓來(lái)防止容器翻倒。至少需要三個(gè)稱重模塊組成三角形才能完全支撐一個(gè)秤體，4 個(gè)稱重模塊組成正方形或矩形的情況也很常見。
頂板
稱重傳感器
壓緊螺栓
底板
負(fù)載銷
拉式稱重模塊
拉式稱重模塊用于上方（比如從建筑的上部構(gòu)造或上層露面上）必須懸掛的料罐、料倉(cāng)或其它物體上形成秤體。
一個(gè)典型的拉式稱重模塊。它采用的是 S 形的稱重傳感器，兩端都有螺紋孔。兩端都旋入了球形桿端軸承，連接叉裝置通過(guò)螺紋桿連接至上部的結(jié)構(gòu)和下部的料罐。通常情況下要用三個(gè)或三個(gè)以上的稱重模塊才能完全支撐起秤體。

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。

稱重模塊一般安裝指南
向稱重傳感器施加力
使用應(yīng)變計(jì)的稱重傳感器十分敏感，能夠檢測(cè)到重量發(fā)生的十分細(xì)微的變化。技巧是確保它們僅對(duì)您想要測(cè)量的重量作出反應(yīng)，而不對(duì)其它力作出反應(yīng)。要獲得準(zhǔn)確的重量讀數(shù)，您必須認(rèn)真核實(shí)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(fù)載在整個(gè)重量范圍內(nèi)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?jiǎng)?wù)必?zé)o比牢固。如梅特勒托利多稱重模塊
果料罐秤及其結(jié)構(gòu)支撐經(jīng)過(guò)仔細(xì)設(shè)計(jì)和安裝，那么秤就可以獲得理想的載荷應(yīng)用。如果秤安裝不正確，則由多種力會(huì)影響其精確度。下面的部分講述的是料罐秤應(yīng)用中常碰到的載荷問(wèn)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(huì)發(fā)生角向負(fù)載。這一對(duì)角力可看作是其垂直組件和水平組件的合力。在設(shè)計(jì)完好的稱重模塊應(yīng)用中，稱重傳感器會(huì)感應(yīng)出重量（垂直作用力），但無(wú)法感應(yīng)到側(cè)向負(fù)載（水平力）。
為帶有稱重傳感器的稱重模塊應(yīng)用固定在底座上。料罐重量產(chǎn)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(yīng)；相當(dāng)于圖 5-2a 中施加的力。水平組件（側(cè)向力）= F × Tangent θ.
所示為角向負(fù)載是如何影響固定在進(jìn)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(yīng)的作用力 (FN) 會(huì)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，F(xiàn)N = 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(huì)出現(xiàn)偏心荷載。這一問(wèn)題可能由熱膨脹和收縮所致，也可能由安裝硬件設(shè)計(jì)不佳所致。使用能夠適應(yīng)膨脹和收縮的稱重模塊，您就可以避免偏心荷載問(wèn)題。
側(cè)向載荷和端部載荷
如果水平力作用于稱重傳感器的側(cè)面或端部，則會(huì)發(fā)生側(cè)向負(fù)載和端部負(fù)載（請(qǐng)參見圖 5-5）。它們可能由熱膨脹和收縮、偏離或者動(dòng)態(tài)負(fù)載引起的容器移位所致。側(cè)向和端部作用力可能會(huì)影響秤的線性和磁滯。對(duì)于靜態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言，請(qǐng)使用能夠抵消熱運(yùn)動(dòng)的稱重模塊系統(tǒng)。而對(duì)于動(dòng)態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言，請(qǐng)使用帶有自校準(zhǔn)負(fù)載銷懸架的稱重模塊系統(tǒng)。
施加至稱重傳感器的側(cè)向作用力和端部作用力
如果側(cè)向所用力轉(zhuǎn)動(dòng)稱重傳感器，則會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)矩載荷。這可能由結(jié)構(gòu)彎曲、系統(tǒng)動(dòng)力則學(xué)、熱運(yùn)動(dòng)或安裝硬件偏離所致。轉(zhuǎn)矩載荷會(huì)降低系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。為避免發(fā)生這一問(wèn)題， 請(qǐng)務(wù)必遵守相應(yīng)的結(jié)構(gòu)支撐和安裝指南，并使用防止料罐運(yùn)動(dòng)的稱重模塊。



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