稱(chēng)重模塊上的水分或腐蝕性物質(zhì)會(huì)影響稱(chēng)重傳感器的壽命。樹(shù)葉、塵土之類(lèi)的雜物聚集在稱(chēng)重模塊上或者稱(chēng)重模塊周?chē)矔?huì)導(dǎo)致問(wèn)題。您可以采取很多措施來(lái)盡量降低受潮和被腐蝕問(wèn)題發(fā)生的可能性:
?對(duì)稱(chēng)重模塊做好充分排水。
?避免使稱(chēng)重模塊接觸要融化以及會(huì)將水分引入系統(tǒng)的積雪。
?不要使用平頂?shù)牧瞎蓿瑫?huì)積存積水、積雪、樹(shù)葉或者其它雜物,從而增加系統(tǒng)的無(wú)補(bǔ)償重量。
?定期用水管澆料罐來(lái)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(huì)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(chēng)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(huì)腐蝕周邊的稱(chēng)重模塊。如果料罐旁有腐蝕性物質(zhì),請(qǐng)?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(chēng)重系統(tǒng)。
料罐和容器設(shè)計(jì)
將出現(xiàn)料罐秤的精確度會(huì)受到料罐本身設(shè)計(jì)的影響。應(yīng)設(shè)計(jì)新的料罐,保證其在物料重量作用下不會(huì)嚴(yán)重彎曲,并且不會(huì)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(lái)滿足這些要求。
壓式秤的穩(wěn)定性
稱(chēng)重模塊旨在將負(fù)載準(zhǔn)確移至稱(chēng)重傳感器,同時(shí)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(chēng)重模塊)頂板的簡(jiǎn)化橫截面圖。
頂板
搖桿銷(xiāo)
稱(chēng)重傳感器
梅特勒托利多稱(chēng)重模塊Centerlign 頂板的簡(jiǎn)化橫截面
它顯示的是置于搖桿銷(xiāo)上的頂板,是將載荷移至稱(chēng)重傳感器的工具。搖桿銷(xiāo)的上表面為球面半徑,這就是說(shuō)頂板只有單點(diǎn)支撐,理論上應(yīng)為頂板的中心點(diǎn)。另外,稱(chēng)重模塊必須具備允許頂板在發(fā)生熱膨脹和收縮時(shí)水平移動(dòng)的機(jī)制,這種情況下,搖桿銷(xiāo)經(jīng)過(guò) 5-7 次傾斜,使頂板的支撐點(diǎn)水平移開(kāi)中心點(diǎn)位置。前述狀況有兩個(gè)重要后果:
1.無(wú)法向頂板施加力矩來(lái)防止其轉(zhuǎn)出水平面之外。
2.頂板會(huì)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(diǎn)也會(huì)因?yàn)闊崤蛎?收縮輕微偏離中心,這樣就會(huì)產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)動(dòng)頂板的可能。這一情形會(huì)因?yàn)楸厝坏闹圃旌桶惭b容差而加重。
這些點(diǎn)對(duì)所有稱(chēng)重模塊都適用,并且對(duì)壓式秤的設(shè)計(jì)師有很多啟示:
?一個(gè)單獨(dú)的壓式稱(chēng)重模塊無(wú)法支撐一個(gè)秤,至少需要三個(gè)稱(chēng)重模塊。在平面圖中,稱(chēng)重模塊不能在一條直線上,三個(gè)稱(chēng)重模塊必須安排成三角形,四個(gè)則要安排成正方形或矩形等。
?作用于稱(chēng)重心的垂直重力應(yīng)始終在支撐點(diǎn)規(guī)定的稱(chēng)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(shuō),在正常的稱(chēng)重狀況下一定會(huì)對(duì)稱(chēng)重模塊產(chǎn)生一些向下的作用力。不能過(guò)任何稱(chēng)重模塊的額定量程,因?yàn)榭赡軙?huì)損壞稱(chēng)重傳感器;理想狀況下重心應(yīng)在位置,這樣所有的稱(chēng)重模塊才能平均負(fù)載。
?請(qǐng)參見(jiàn)圖 5-8,稱(chēng)重模塊必須夾在堅(jiān)固的底座(下部)和堅(jiān)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(tái),也可為料罐、料斗等,增加稱(chēng)重模塊頂板的堅(jiān)固性。如果料罐有支架,支架一定要牢固并且呈十字支撐,請(qǐng)參見(jiàn)下面的圖 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置(可看到 4 個(gè)稱(chēng)重模塊中的 2 個(gè))
?基板不能直接置于腳輪或車(chē)輪上,如圖 5-9 所示??梢灾谱靼赋?,但是車(chē)輪/腳輪與稱(chēng)重模塊基板之間必須有堅(jiān)固的架構(gòu)。
現(xiàn)實(shí)狀況下梅特勒托利多稱(chēng)重模塊能夠獲得怎樣的精確度?
稱(chēng)秤系統(tǒng)的精確度取決于所采用的稱(chēng)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(chēng)重傳感器的性能額定值。以下是優(yōu)質(zhì)的稱(chēng)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(chēng)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(guò)系統(tǒng)中單個(gè)稱(chēng)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(huì)受到環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)因素(如振動(dòng)、溫度、活動(dòng)至固定連接、管路以及模塊支撐完整
梅特勒托利多稱(chēng)重模塊預(yù)測(cè)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(chēng)重傳感器、安裝硬件、料罐設(shè)計(jì)、底座以及環(huán)境影響
因素。不同的應(yīng)用要求不同的稱(chēng)重精確度。精確的配料或填料過(guò)程需要的精確度高于散裝存儲(chǔ)操作。表 3-2 詳細(xì)介紹了四種稱(chēng)重精確度,并列出了會(huì)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(chēng)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(gè)系統(tǒng)后通過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證才能確定。安裝完所有的管路和系統(tǒng)組件
后,添加校驗(yàn)砝碼或其它物料直至秤達(dá)到滿載量程,以對(duì)容器進(jìn)行“測(cè)試”。這樣可以避免產(chǎn)生累積壓力,同時(shí)使系統(tǒng)穩(wěn)定下來(lái)。系統(tǒng)穩(wěn)定后,測(cè)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(kāi)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(qǐng)將標(biāo)重讀數(shù)與秤上添加的實(shí)際重量進(jìn)行對(duì)比。
要對(duì)傳輸系統(tǒng)中運(yùn)輸?shù)奈矬w進(jìn)行稱(chēng)重,請(qǐng)將傳輸裝置的一部分安裝到稱(chēng)重模塊上。由于物體在輸送機(jī)上進(jìn)行稱(chēng)重時(shí)通常會(huì)移動(dòng),因此這些應(yīng)用需要一個(gè)能夠承受高水平剪切力負(fù)載,同時(shí)仍可以稱(chēng)出可復(fù)驗(yàn)的重量的稱(chēng)重模塊。通過(guò)梅特勒-托利多自校正稱(chēng)重模塊,傳輸裝置的稱(chēng)重部分可以在承受水平剪切力負(fù)載時(shí)來(lái)回移動(dòng),從而減輕震動(dòng)。但是稱(chēng)重傳感器的自恢復(fù)懸掛裝置往往會(huì)使傳輸裝置返回“原”位置,以確保進(jìn)行可重復(fù)性稱(chēng)重。
有很多臺(tái)秤可以作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,但是有時(shí)需要專(zhuān)門(mén)建造一個(gè)平臺(tái)來(lái)配合一個(gè)特定的應(yīng)用;這可能需要通過(guò)稱(chēng)重模塊來(lái)完成,稱(chēng)重模塊支撐的臺(tái)秤
機(jī)械秤轉(zhuǎn)換
可以通過(guò)兩種方式將舊的機(jī)械秤轉(zhuǎn)變成電子稱(chēng)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(chēng)重模塊的同時(shí)保留現(xiàn)有的機(jī)械秤秤桿和稱(chēng)重平臺(tái)。第二種方法就是換秤桿。其中包括 拆下秤桿,在現(xiàn)有稱(chēng)重平臺(tái)下方添加壓式稱(chēng)重模塊。
秤桿轉(zhuǎn)換
秤轉(zhuǎn)換可以保留機(jī)械秤的刻度盤(pán),這樣既可以進(jìn)行電子稱(chēng)重,也可以進(jìn)行機(jī)械稱(chēng)重。在現(xiàn)有桿秤秤桿上插入 S 形元件拉式稱(chēng)重模塊,置于刻度盤(pán)欄中??潭葥鼙P(pán)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(pán)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(chēng)重傳感器所需的量程(單位:磅 [千克]):
?確定桿秤秤桿因平臺(tái)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(chēng)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(duì)小稱(chēng)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(chēng)重模塊”中作出了進(jìn)一步講述。
稱(chēng)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(jiàn)的稱(chēng)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(chēng)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(chēng)重。本手冊(cè)中用“料罐”泛指稱(chēng)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(lèi)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(chēng)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(chēng)或不對(duì)稱(chēng)皆可。料斗:料斗指的是頂部打開(kāi)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(chēng)重模塊支撐的料斗。料倉(cāng):料倉(cāng)指的是類(lèi)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?lài)嵨锪?。它們常置于?hù)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(chēng)重。
稱(chēng)重模塊尺寸建議初始張力負(fù)載:一種用來(lái)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(diǎn)(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(diǎn)的位置,用倍增器進(jìn)行校準(zhǔn)(請(qǐng)參見(jiàn)圖 2-7)。例如,如果支點(diǎn)距離秤桿置于提升點(diǎn)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(chēng)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(yàn)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(yàn)砝碼值除以刻度盤(pán)上顯示的重量變化值。例如,如果刻度盤(pán)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(yàn)砝碼,那么倍數(shù)則為 400。稱(chēng)重模塊
通過(guò)秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負(fù)載。
換秤桿稱(chēng) 換秤桿后就不再使用機(jī)械秤的秤桿和刻度盤(pán)??梢孕薷默F(xiàn)有稱(chēng)重平臺(tái)來(lái)支持壓式稱(chēng)重模塊。這樣一來(lái)就會(huì)徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。
稱(chēng)重模塊一般安裝指南
向稱(chēng)重傳感器施加力
使用應(yīng)變計(jì)的稱(chēng)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(chēng)重傳感器的方式及位置。理論上,安裝的稱(chēng)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(jiàn)圖 5-1)。
要獲得理想的稱(chēng)重效果,稱(chēng)重容器和稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)重模塊應(yīng)用中,稱(chēng)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(chēng)重傳感器的稱(chēng)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(chēng)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(chēng)重的料罐上的稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)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(jiàn)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(chēng)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(xiāo)懸架的稱(chēng)重模塊系統(tǒng)。
施加至稱(chēng)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(chēng)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(chēng)重模塊。
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