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)生水平運動，并在地表形成地面波；這樣地震就會同時發(fā)生水平運動和垂直運動，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)。
稱重模塊是一種稱量設(shè)備，它包含一個稱重傳感器，以及將稱重傳感器連接至平臺、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。一個稱重模塊系統(tǒng)必須能夠 提供準(zhǔn)確的稱重數(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?？赡軙脡壕o螺栓來防止容器翻倒。至少需要三個稱重模塊組成三角形才能完全支撐一個秤體，4 個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、料倉或其它物體上形成秤體。
一個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或三個以上的稱重模塊才能完全支撐起秤體。
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)牧瞎蓿瑫e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)。
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
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?，那么在室?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。
料罐和容器設(shè)計
將出現(xiàn)料罐秤的精確度會受到料罐本身設(shè)計的影響。應(yīng)設(shè)計新的料罐，保證其在物料重量作用下不會嚴(yán)重彎曲，并且不會在滿載或空載的情況下出現(xiàn)壓力失衡。如果您要將現(xiàn)有料罐轉(zhuǎn)至秤上，您可能需要修改料罐來滿足這些要求。
壓式秤的穩(wěn)定性
稱重模塊旨在將負(fù)載準(zhǔn)確移至稱重傳感器，同時避免發(fā)生上一部分中所述的不必要的作用力。
是從 Centerlign（一種典型壓式稱重模塊）頂板的簡化橫截面圖。
頂板
搖桿銷
稱重傳感器
梅特勒托利多稱重模塊Centerlign 頂板的簡化橫截面
它顯示的是置于搖桿銷上的頂板，是將載荷移至稱重傳感器的工具。搖桿銷的上表面為球面半徑，這就是說頂板只有單點支撐，理論上應(yīng)為頂板的中心點。另外，稱重模塊必須具備允許頂板在發(fā)生熱膨脹和收縮時水平移動的機(jī)制，這種情況下，搖桿銷經(jīng)過 5-7 次傾斜，使頂板的支撐點水平移開中心點位置。前述狀況有兩個重要后果：
1.無法向頂板施加力矩來防止其轉(zhuǎn)出水平面之外。
2.頂板會自然轉(zhuǎn)出水平面之外。即使從上方向頂板*添加負(fù)載，下面的支撐點也會因為熱膨脹/收縮輕微偏離中心，這樣就會產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)動頂板的可能。這一情形會因為必然的制造和安裝容差而加重。
這些點對所有稱重模塊都適用，并且對壓式秤的設(shè)計師有很多啟示：
?一個單獨的壓式稱重模塊無法支撐一個秤，至少需要三個稱重模塊。在平面圖中，稱重模塊不能在一條直線上，三個稱重模塊必須安排成三角形，四個則要安排成正方形或矩形等。
?作用于稱重心的垂直重力應(yīng)始終在支撐點規(guī)定的稱重模塊頂板上的水平面范圍內(nèi)；不得出這一范圍。換句話說，在正常的稱重狀況下一定會對稱重模塊產(chǎn)生一些向下的作用力。不能過任何稱重模塊的額定量程，因為可能會損壞稱重傳感器；理想狀況下重心應(yīng)在*位置，這樣所有的稱重模塊才能平均負(fù)載。
?請參見圖 5-8，稱重模塊必須夾在堅固的底座（下部）和堅固的秤結(jié)構(gòu)（下部）之間，以確?；晚敯灞３衷谒矫鎯?nèi)。底座可以是混凝土，也可以是鋼結(jié)構(gòu)。秤結(jié)構(gòu)可為鋼質(zhì)平臺，也可為料罐、料斗等，增加稱重模塊頂板的堅固性。如果料罐有支架，支架一定要牢固并且呈十字支撐，請參見下面的圖 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置（可看到 4 個稱重模塊中的 2 個）
?基板不能直接置于腳輪或車輪上，如圖 5-9 所示?？梢灾谱靼赋樱擒囕?腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅固的架構(gòu)。
梅特勒托利多稱重模塊環(huán)境因素
由于環(huán)境因素會影響稱重模塊系統(tǒng)的精確度和安全性，因此在設(shè)計階段一定要考慮到這些因素。如果秤會受到風(fēng)、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(shè)備，從而使秤在極端情況下保持穩(wěn)定狀態(tài)。
風(fēng)力載荷安裝在室外或者開放式建筑或架構(gòu)中的秤會受到風(fēng)力的影響，由于種種原因需要考慮到 這一因素。秤
體受到風(fēng)力影響會產(chǎn)生新的力，作用于稱重模塊，并且會導(dǎo)致稱重模塊過載，個別情況下還會導(dǎo)致秤傾倒。同時也會嚴(yán)重影響秤的性能。下面兩部分會對這些要點作進(jìn)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
在秤的穩(wěn)定性分析中，一般會假設(shè)風(fēng)從任意水平方向吹來。風(fēng)吹向秤的側(cè)面對迎風(fēng)一側(cè)產(chǎn)生水平作用
力，這會對秤產(chǎn)生幾個結(jié)構(gòu)效應(yīng)：
1.稱重模塊必須通過施加水平力來抵抗風(fēng)力。不得過 稱重模塊的額定大水平力。
2.風(fēng)力使重量從迎風(fēng)面的稱重模塊轉(zhuǎn)移到背風(fēng)面的稱重模塊上，請參見第 10 章，附錄 2，計算反作用力，進(jìn)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(fā)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(yīng)。
3.在個別情況下，風(fēng)力會導(dǎo)致秤傾倒，特別是高且細(xì)的料罐或料倉。秤零負(fù)載時容易發(fā)生傾倒。為防止發(fā)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(qiáng)風(fēng)吹到料罐，請參見第 5 章“其它容器控制方法”。
在計算風(fēng)力時，重要的因素是要確定（設(shè)定）現(xiàn)場的基本風(fēng)速，一般情況下，這可以在地區(qū)建筑條例的等風(fēng)速線圖中找到。同時，現(xiàn)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(shè)計必須符合當(dāng)?shù)氐慕ㄖl例。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)工程師來完成這一類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。梅特勒-托利多認(rèn)為，風(fēng)荷載設(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)。

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。現(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


http://kk458.cn