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(shí)。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(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(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。
梅特勒托利多稱重模塊確定系統(tǒng)分辨率
非交易過程稱重
稱重傳感器和儀表結(jié)合來產(chǎn)生所需系統(tǒng)分辨率或增量的能力水平可通過以下公式計(jì)算得出:
信號強(qiáng)度 = 所需增量大小 × 稱重傳感器輸出 (mV/V)* × 激勵(lì)電壓 × 1,000
(伏特每增量) 單個(gè)稱重傳感器量程 × 稱重傳感器數(shù)量
大多數(shù)梅特勒-托利多稱重傳感器的輸出為 2 mV/V。
在公式中輸入所需增量,同時(shí)輸入稱重傳感器和儀表參數(shù),始終采用相同的重量單位。如果信號強(qiáng)度
(伏特每增量)低于儀表允許的小值,系統(tǒng)就可以提供所需的分辨率。
梅特勒托利多稱重模塊示例 1:
假設(shè)假設(shè)料罐秤的儀表上安裝了四個(gè) 5,000 磅稱重傳感器 (2 mV/V),儀表激勵(lì)電壓為 15 VDC,小值為
0.1 微伏每增量,顯示的大增量為 100,000。您想要稱起的重量達(dá) 15,000 磅,增量為 2 磅(顯示的增量為 7,500)。根據(jù)公式算出所需的信號強(qiáng)度:
2 lb × 2 mV/V × 15 VDC × 1,000 = 3.0 微特每增量
5,000 lb × 4
儀表的可取的小信號強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計(jì)算得出的信號為 3.0 微伏每增量,大于
該 0.1 微伏每增量,因此您能夠顯示 2 磅增量。
示例 2:
假設(shè)料罐秤的儀表安裝了四個(gè) 1100 千克的稱重傳感器 (1.94 mV/V),儀表的激勵(lì)電壓為 5 VDC,小值為 0.1 微伏每增量,顯示的大增量為 100,000。您想要稱起的重量達(dá) 1,000 千克,增量為 0.2 kg(顯示的增量為 5000)。根據(jù)公式算出所需的信號強(qiáng)度:
0.2 kg × 1.94 mV/V × 5 VDC × 1,000 = 0.44 微伏每增量
1100 kg × 4
儀表的可取的小信號強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計(jì)算得出的信號為 0.44 微伏每增量,大
于該 0.1 微伏每增量,因此您能夠顯示 0.2 千克增量。
合法貿(mào)易交易稱重
如果您用砝碼稱重來購買和/或銷售物料,分辨率或增量則會受到秤的許可的限制。下面一部分介紹合
法貿(mào)易應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及這些標(biāo)準(zhǔn)對稱分辨率的限制。
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,能夠檢測到重量發(fā)生的十分細(xì)微的變化。技巧是確保它們僅對您想要測量的重量作出反應(yīng),而不對其它力作出反應(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,并且要務(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,那么就會發(fā)生角向負(fù)載。這一對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,稱重傳感器會感應(yīng)出重量(垂直作用力),但無法感應(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,就會出現(xiàn)偏心荷載。這一問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,則會發(fā)生側(cè)向負(fù)載和端部負(fù)載(請參見圖 5-5)。它們可能由熱膨脹和收縮、偏離或者動態(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影響秤的線性和磁滯。對于靜態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言,請使用能夠抵消熱運(yùn)動的稱重模塊系統(tǒng)。而對于動態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言,請使用帶有自校準(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)動稱重傳感器,則會發(fā)生轉(zhuǎn)矩載荷。這可能由結(jié)構(gòu)彎曲、系統(tǒng)動力則學(xué)、熱運(yùn)動或安裝硬件偏離所致。轉(zhuǎn)矩載荷會降低系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。為避免發(fā)生這一問題, 請務(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)動的稱重模塊。
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、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??赡軙脡壕o螺栓來防止容器翻倒。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。
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