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、料倉和容器用料罐、料斗、料倉和容器在很多行業(yè)中用于搬運物料。通過將一系列稱重模塊安裝到其中一個容器上,您就可以準確可靠地對物料進行稱重。本手冊中用“料罐”泛指稱重模塊支撐的料罐、料斗、料倉或容器,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,用于存儲或裝運液體、氣體或者能夠自由流動的固體。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,并且對稱或不對稱皆可。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,以便稍后進行裝運。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:料倉指的是類似垂直料罐的密閉容器,但是用于存儲粉末狀或顆粒狀的固態(tài)物料。料倉的尺寸各有不同,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、攪拌或者進行其它處理過程。容器中通常會發(fā)生化學反應(yīng),因此它必須能夠準確地對添加的物料進行稱重。
梅特勒托利多稱重模塊秤性能
風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,壞的情況下則會導致重量值出現(xiàn)嚴重錯誤。風影響秤的方式有很多種:
1.風水平吹向秤的側(cè)面會導致負載在稱重模塊間轉(zhuǎn)移,如上一部分的第 2 點所述;這會導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,同時在校準前(通過微調(diào)接線盒)進行調(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,位于建筑背風面的料罐不一定會受到風的影響,建筑上的氣流會在背風處產(chǎn)生氣壓梯度,并對秤產(chǎn)生垂直合力。
3.如果風向與水平線呈角度,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向被建筑物或其它障礙物改變,就會導致這一狀況發(fā)生。如果來自風扇或 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.如果風在大型臺秤的下方匯集,就會發(fā)生問題,導致壓力增大,平臺傾倒。將秤置于四面墻壁完好的基坑中,以保護秤。
稱重模塊稱重系統(tǒng)性能
精確度、分辨率以及可重復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)公認的標準來衡量,比如 NIST 認證的校驗砝碼。
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 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
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?
可重復性指的是當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。可重復性和精確度是緊密相關(guān)的。您所擁有的系統(tǒng)可重復,卻
未必準確;但是系統(tǒng)只有在可重復的情況下才能準確。
以下因素會影響稱重模塊稱重系統(tǒng)的精確度和可重復性。稍候本手冊對其進行了詳細說明。
?環(huán)境因素:風力、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
?操作 / 裝運因素
要對傳輸系統(tǒng)中運輸?shù)奈矬w進行稱重,請將傳輸裝置的一部分安裝到稱重模塊上。由于物體在輸送機上進行稱重時通常會移動,因此這些應(yīng)用需要一個能夠承受高水平剪切力負載,同時仍可以稱出可復驗的重量的稱重模塊。通過梅特勒-托利多自校正稱重模塊,傳輸裝置的稱重部分可以在承受水平剪切力負載時來回移動,從而減輕震動。但是稱重傳感器的自恢復懸掛裝置往往會使傳輸裝置返回“原”位置,以確保進行可重復性稱重。
有很多臺秤可以作為標準產(chǎn)品,但是有時需要專門建造一個平臺來配合一個特定的應(yīng)用;這可能需要通過稱重模塊來完成,稱重模塊支撐的臺秤
機械秤轉(zhuǎn)換
可以通過兩種方式將舊的機械秤轉(zhuǎn)變成電子稱重。第一種方法是秤桿轉(zhuǎn)換。其中包括在添加 S 形元件拉式稱重模塊的同時保留現(xiàn)有的機械秤秤桿和稱重平臺。第二種方法就是換秤桿。其中包括 拆下秤桿,在現(xiàn)有稱重平臺下方添加壓式稱重模塊。
秤桿轉(zhuǎn)換
秤轉(zhuǎn)換可以保留機械秤的刻度盤,這樣既可以進行電子稱重,也可以進行機械稱重。在現(xiàn)有桿秤秤桿上插入 S 形元件拉式稱重模塊,置于刻度盤欄中??潭葥鼙P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解鎖,完全恢復機械操作。圖 2-6 顯示秤轉(zhuǎn)換。
如何確定秤轉(zhuǎn)換后稱重傳感器所需的量程(單位:磅 [千克]):
?確定桿秤秤桿因平臺的固定負載所獲得的原始張力負載(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: 稱重傳感器量程 = 初始張力負載 + 量程
倍數(shù)
得出的就是可以采用的絕對小稱重傳感器量程,用安全系數(shù)乘以該量程,這在第 7 章“拉式稱重模塊”中作出了進一步講述。
現(xiàn)實狀況下梅特勒托利多稱重模塊能夠獲得怎樣的精確度?
稱秤系統(tǒng)的精確度取決于所采用的稱重傳感器的質(zhì)量。您能夠從秤系統(tǒng)獲得的佳狀態(tài)也只是達到稱重傳感器的性能額定值。以下是優(yōu)質(zhì)的稱重傳感器的標準性能額定值:
? 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 所示為稱重傳感器綜合誤差,即從零負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)的精確度可以達到甚至過系統(tǒng)中單個稱重傳感器的精確度(系統(tǒng)量程的 0.02%,甚**)。但是,在現(xiàn)實狀況下,精確度會受到環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)因素(如振動、溫度、活動至固定連接、管路以及模塊支撐完整
梅特勒托利多稱重模塊預測系統(tǒng)精確度
料罐秤的精確度由各種因素決定,包括儀表、稱重傳感器、安裝硬件、料罐設(shè)計、底座以及環(huán)境影響
因素。不同的應(yīng)用要求不同的稱重精確度。精確的配料或填料過程需要的精確度高于散裝存儲操作。表 3-2 詳細介紹了四種稱重精確度,并列出了會影響料罐秤達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到理想的精確度。
梅特勒托利多稱重模塊系統(tǒng)精確度總結(jié)
系統(tǒng)的真實精確度只能在安裝了整個系統(tǒng)后通過測試和驗證才能確定。安裝完所有的管路和系統(tǒng)組件
后,添加校驗砝碼或其它物料直至秤達到滿載量程,以對容器進行“測試”。這樣可以避免產(chǎn)生累積壓力,同時使系統(tǒng)穩(wěn)定下來。系統(tǒng)穩(wěn)定后,測試幾次(從零負載到滿載量程)以確定系統(tǒng)的終性能。從零負載開始,一步一步添加已知砝碼,直至達到系統(tǒng)的滿載量程。記錄每一步的標重。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)的實際誤差,請將標重讀數(shù)與秤上添加的實際重量進行對比。
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