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(xiàn)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(xiàn)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(mǎn)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(mǎn)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(mǎn)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。
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)嵨锪稀K鼈兂V糜趹?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)重模塊稱(chēng)重系統(tǒng)性能
精確度、分辨率以及可重復(fù)性是衡量一個(gè)稱(chēng)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(lái)衡量,比如 NIST 認(rèn)證的校驗(yàn)砝碼。
分辨率指的是數(shù)字秤能夠檢測(cè)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(chēng)重傳感器和數(shù)字儀表的功能。數(shù)字重量?jī)x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(chēng)
重傳感器信號(hào)分為 1,000,000 個(gè)刻度,并且實(shí)際可以顯示 100,000 個(gè)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(gè)稱(chēng)重模塊?
可重復(fù)性指的是當(dāng)在秤上放置相同的重量時(shí),稱(chēng)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(huì)影響稱(chēng)重模塊稱(chēng)重系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。稍候本手冊(cè)對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。
?環(huán)境因素:風(fēng)力、地震力、溫度、振動(dòng)
?稱(chēng)重模塊系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)
?料罐和容器設(shè)計(jì)
?管路設(shè)計(jì)(活動(dòng)至固定連接)
?稱(chēng)重傳感器和終端的質(zhì)量
?稱(chēng)重傳感器總量程
?校準(zhǔn)
?操作 / 裝運(yùn)因素
稱(chēng)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(chēng)重模塊時(shí),考慮如何為稱(chēng)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(chēng)重模塊應(yīng)用都使用靜態(tài)載荷。如果是靜態(tài)載荷的話(huà),則幾乎或者根本不會(huì)對(duì)稱(chēng)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(chēng)重模塊。請(qǐng)參閱第 6 章“壓式稱(chēng)重模塊”,了解稱(chēng)重模塊懸掛的類(lèi)型以及其應(yīng)用參數(shù)。
采用多少個(gè)稱(chēng)重模塊?
對(duì)于現(xiàn)有安裝而言,稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)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。總量程要應(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(chēng)重模塊”和第 7 章“拉式稱(chēng)重模塊”中講述了確定稱(chēng)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(chēng)重模塊的量程,請(qǐng)參見(jiàn)第 4 章“稱(chēng)重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱(chēng)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(chēng)重模塊系統(tǒng)。如果您向現(xiàn)有料罐添加稱(chēng)重模塊的話(huà),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(chēng)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(chēng)重模塊秤性能
風(fēng)吹向秤會(huì)同時(shí)對(duì)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(shí)產(chǎn)生
的穩(wěn)定偏移,但是陣風(fēng)比較典型,會(huì)在零度數(shù)和跨度讀數(shù)時(shí)造成不穩(wěn)定性;好的情況下,這只會(huì)造成秤操作困難,壞的情況下則會(huì)導(dǎo)致重量值出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)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(huì)導(dǎo)致負(fù)載在稱(chēng)重模塊間轉(zhuǎn)移,如上一部分的第 2 點(diǎn)所述;這會(huì)導(dǎo)致某些稱(chēng)重模塊過(guò)載,也會(huì)影響重量讀數(shù)的精確度。由于存在制造公差,所有的稱(chēng)重傳感器的額定輸出都有一定的浮動(dòng);這在數(shù)據(jù)表中通常通過(guò)在額定輸出(單位:mV/V)后跟 ± 公差值(范圍:0.1 到 5%)來(lái)表示。如果秤無(wú)法改變位置(通常為對(duì)自動(dòng)調(diào)平的物料,比如液體,進(jìn)行稱(chēng)重的料罐秤),由于稱(chēng)重傳感器的這一輸出浮動(dòng)(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(chēng)重傳感器可以大程度上減少這類(lèi)誤差,同時(shí)在校準(zhǔn)前(通過(guò)微調(diào)接線(xiàn)盒)進(jìn)行調(diào)整移位也可以消除這一誤差。稱(chēng)重模塊中使用的梅特勒-托利多稱(chēng)重傳感器一般都經(jīng)過(guò)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(chēng)重模塊
2.水平吹來(lái)的風(fēng)也會(huì)對(duì)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(duì)稱(chēng), 氣流模式相同,那么產(chǎn)生的垂直作用力就會(huì)相等并且相反,因此會(huì)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(qǐng)參見(jiàn)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(huì)受到風(fēng)的影響,建筑上的氣流會(huì)在背風(fēng)處產(chǎn)生氣壓梯度,并對(duì)秤產(chǎn)生垂直合力。
3.如果風(fēng)向與水平線(xiàn)呈角度,那么垂直合力就會(huì)作用于秤,這會(huì)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(huì)導(dǎo)致這一狀況發(fā)生。如果來(lái)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(chēng)或?qū)嶒?yàn)室天平,那么在室內(nèi)也會(huì)發(fā)生同樣的問(wèn)題。
4.如果風(fēng)在大型臺(tái)秤的下方匯集,就會(huì)發(fā)生問(wèn)題,導(dǎo)致壓力增大,平臺(tái)傾倒。將秤置于四面墻壁完好的基坑中,以保護(hù)秤。
稱(chēng)重模塊是一種稱(chēng)量設(shè)備,它包含一個(gè)稱(chēng)重傳感器,以及將稱(chēng)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(chēng)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(chēng)重模塊系統(tǒng)必須能夠 提供準(zhǔn)確的稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù),并且能夠安全支撐物體。
稱(chēng)重模塊分為兩種基本類(lèi)型:壓式型和拉式型。
壓式稱(chēng)重模塊
壓式稱(chēng)重模塊適用于大多數(shù)的稱(chēng)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(chēng)重模塊的頂部。
一個(gè)典型的壓式稱(chēng)重模塊。它由稱(chēng)重傳感器、頂板(承受載荷)、負(fù)載銷(xiāo)(將載荷從頂板傳至稱(chēng)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?huì)用壓緊螺栓來(lái)防止容器翻倒。至少需要三個(gè)稱(chēng)重模塊組成三角形才能完全支撐一個(gè)秤體,4 個(gè)稱(chēng)重模塊組成正方形或矩形的情況也很常見(jiàn)。
頂板
稱(chēng)重傳感器
壓緊螺栓
底板
負(fù)載銷(xiāo)
拉式稱(chēng)重模塊
拉式稱(chēng)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(chēng)重模塊。它采用的是 S 形的稱(chēng)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(chēng)重模塊才能完全支撐起秤體。
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