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      稱重儀表及其選型要點(diǎn)研究

      發(fā)布時(shí)間:2019-11-04 14:08:24 |來(lái)源:中國(guó)知網(wǎng)

            以下內(nèi)容以電阻應(yīng)變式稱重傳感器為例說(shuō)明稱重傳感器的工作原理。電阻應(yīng)變式稱重傳感器就是將電阻應(yīng)變計(jì)粘貼在彈性敏感元件上,然后以適當(dāng)?shù)姆绞浇M成惠斯頓電橋,從而將物體的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。彈性敏感元件是承受被測(cè)物體重壓、將感應(yīng)到的物體質(zhì)量變化轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨硇巫兊牟考?,電阻?yīng)變計(jì)將彈性敏感元件的形變轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)的變化。

      選擇稱重儀表時(shí)需考慮以下方面:

      第一,稱重儀表屬于貿(mào)易結(jié)算類儀表,所以國(guó)家強(qiáng)檢表系列中包含了此類儀表。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需考慮稱重儀表的用途是用于貿(mào)易結(jié)算還是屬于普通的工藝稱。如果用于貿(mào)易結(jié)算,需考慮稱重儀表的檢定方案及考慮稱重儀表的測(cè)量精度等級(jí)。如果屬于普通的工藝稱,只是工廠生產(chǎn)車間內(nèi)部使用,可以不用考慮強(qiáng)制檢定的問(wèn)題,同時(shí)儀表的測(cè)量精度也可以統(tǒng)籌考慮。.

      第二,稱重儀表的測(cè)量精度對(duì)于儀表的價(jià)格影響很大。國(guó)家對(duì)于貿(mào)易稱一般規(guī)定要求整套稱的系統(tǒng)精度為三千分之一,對(duì)于工藝稱沒(méi)有明確的要求,一般由業(yè)主自行決定,按照常規(guī)一般工藝稱的系統(tǒng)精度達(dá)到千分之一就可以滿足要求。稱重儀表的精度與稱重儀表的傳感器精度、稱重控制器精度以及稱重傳感器的安裝精度有關(guān)。例如,一只稱重傳感器的精度為C3,最大測(cè)量重量為30T,那這只稱重傳感器可以準(zhǔn)確測(cè)量到的最小重量的顆粒度值即分度值為30×1000×(1/3000)=lOkg,也就是它的最小分辨率為lOkg。這個(gè)值的概念就是從被測(cè)容量?jī)?nèi)沒(méi)有物料開(kāi)始慢慢加入物料,要一直加到1Okg時(shí)傳感器才會(huì)有測(cè)量輸出值,低于lOkg是測(cè)量不到的。另一個(gè)表現(xiàn)就是如果現(xiàn)在罐內(nèi)有l(wèi)OOkg,在這個(gè)基礎(chǔ)上加料,也會(huì)在加入lOkg之后傳感器才會(huì)變化增加輸出。C3中的c為稱重傳感器準(zhǔn)確度級(jí)別,3為分度數(shù)。按照級(jí)別稱重傳感器精度等級(jí)共分為A、B、C、D四個(gè)級(jí)別。一般定義分度數(shù)為lO0~i000的為D級(jí),分度數(shù)為1000~10000的為C級(jí),分度數(shù)為1萬(wàn)~10萬(wàn)之間為B級(jí),l0萬(wàn)以上的為A級(jí)。電子稱重儀表一般為C級(jí)(大多用III表示)。分度數(shù)是以1000為單位的整數(shù)。對(duì)于模擬稱重傳感器,一般為c3等級(jí),可以做到c5、c6,但制作成本會(huì)很高。對(duì)于精度等級(jí)要求很高的場(chǎng)合,一般選用數(shù)子傳感器。稱重控制器也有分度值這個(gè)概念,這個(gè)概念與稱重控制器分度數(shù)相關(guān)。一臺(tái)稱重控制器分度值為10,也就是說(shuō)這臺(tái)表顯示的數(shù)值變化是以1O為增量變化的,如10、20、30、40等,在2O和3O之間不會(huì)出現(xiàn)其他數(shù)字顯示。如果分度值為2,那么顯示的數(shù)字就會(huì)是2、’4、6、8、1O等,不會(huì)出現(xiàn)11、13等數(shù)字。稱重控制器的分度數(shù)可以在儀表內(nèi)的一定數(shù)值范圍內(nèi)設(shè)定,有的模擬控制器可以設(shè)定到10萬(wàn)(不同品牌、不同型號(hào)規(guī)格的儀表有差異),但過(guò)高的設(shè)置分度數(shù),顯示的分度值就會(huì)很小,就會(huì)造成品示的重量數(shù)值在不斷變化,這對(duì)于用重量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量結(jié)算工況就會(huì)造成困擾,因此在應(yīng)用時(shí)應(yīng)該合理設(shè)置控制器的分度數(shù)。一般儀表稱重控制器在出廠時(shí)除了表明此臺(tái)表可以達(dá)到的分度數(shù)之外還會(huì)標(biāo)明此表的檢定分度數(shù),表明在這個(gè)分度數(shù)范圍內(nèi)設(shè)置,數(shù)據(jù)顯示是比較穩(wěn)定有效的。從以上的稱重控制器的高分度數(shù)范圍可以看出稱重控制器分精度一般不會(huì)影響稱重儀表的精度,傳感器的精度決定了稱重儀表的精度上限。

      第三,稱重儀表的工作環(huán)境溫度對(duì)儀表的使用效果有很大的影響。在溫度化時(shí),無(wú)論是哪種金屬,它的導(dǎo)電能力都有或多或少的變化,這樣導(dǎo)致測(cè)量的電阻值會(huì)有微小的變化從而影響重量數(shù)值。一般稱重傳感器內(nèi)部都有溫度補(bǔ)償電路,在外界溫度變化時(shí)會(huì)自動(dòng)修正電阻值,高質(zhì)量的稱重傳感器對(duì)溫度的補(bǔ)充效果會(huì)有更優(yōu)異的表現(xiàn)。對(duì)那些晝夜溫差變化比較大的場(chǎng)合,如果傳感器補(bǔ)充效果不佳,就會(huì)出現(xiàn)同一個(gè)物體重量在早晨或晚上的數(shù)據(jù)與中午的重量數(shù)據(jù)不一樣的現(xiàn)象。

      第四,稱重傳感器是安裝在現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)要求防爆的場(chǎng)合,選擇稱重儀表時(shí)要求稱重傳感器及其接線盒要符合相應(yīng)的防爆要求。如果稱重控制器也是安77—裝在現(xiàn)場(chǎng)也要求其滿足防爆要求。如果接線盒及稱重控制器可以安裝在遠(yuǎn)離傳感器的地方,那么它們的防爆級(jí)別有時(shí)可以低于稱重傳感器。

      第五,選擇合適的傳感器測(cè)量范圍及傳感器數(shù)量是精準(zhǔn)測(cè)量的保障。模塊的數(shù)量選擇要考慮兩個(gè)方面,一是現(xiàn)場(chǎng)的安裝條件可以允許安裝幾個(gè)支撐點(diǎn),這個(gè)是被限制不能更改的。再就是如果選用的模塊的規(guī)格容量不大,就需要通過(guò)增加模塊數(shù)量的方法來(lái)測(cè)量,這兩個(gè)方面需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況統(tǒng)籌考慮。選擇模塊規(guī)格盡量不要太大,太大測(cè)量精度也會(huì)受影響且價(jià)格高。模塊容量規(guī)格太小,模塊負(fù)荷太大,使用壽命受影響或者在物料加得比較多時(shí)就會(huì)超過(guò)稱的測(cè)量范圍。合理地選擇模塊容量規(guī)格及數(shù)量需要有現(xiàn)場(chǎng)的盡量詳見(jiàn)的數(shù)據(jù),包括加料時(shí)狀況、工作時(shí)所受外力情況,如風(fēng)力等影響。如果安裝之后會(huì)受到風(fēng)的作用力,在選擇傳感器的最大測(cè)量范圍時(shí)應(yīng)予以考慮。一臺(tái)稱選用了4個(gè)稱重模塊,每個(gè)稱重模塊最大測(cè)量重量為IOT,那這臺(tái)稱最大測(cè)量的重量為IOTX4=40T。這40T的容量包含了罐體等容器及其上邊附屬連接管道、設(shè)備的重量,如果這些重量為2T,那容器中能夠測(cè)量的最大物料重量為4OT一2T=38T,以上沒(méi)有考慮預(yù)留在加入物料時(shí)對(duì)傳感器的沖擊裕量??紤]加料時(shí)對(duì)傳感器的沖擊,一般稱重儀表測(cè)量的物料量為其最大測(cè)量范圍的50%~70%,物料沖擊越大,預(yù)留的沖擊裕量越大。以上如果按照50%的裕量考慮,那可以測(cè)量最大的物料量為38T×50%=19T。以上還有另一種算法,40TX(1—50%)一2T=18T,這兩種算法的差距在工稱實(shí)踐中沒(méi)有區(qū)別,可以考慮降低沖擊裕量平衡掉差別。

      第六,稱重儀表中稱重控制器的功能對(duì)整體價(jià)格影響很明顯。如果現(xiàn)場(chǎng)只需要稱重儀表完成稱重的功能,控制的功能由其他儀表設(shè)備完成,選型時(shí)就可以選用基本型的控制器或者僅選用只帶傳感器標(biāo)定功能的顯示儀表即可。我們經(jīng)常用到的稱重儀表一般是將稱重?cái)?shù)據(jù)送到Dcs系統(tǒng)中進(jìn)行顯示控制。根據(jù)業(yè)主的要求不同,要注意選擇稱重?cái)?shù)據(jù)的傳輸信號(hào)方式。如選用傳輸信號(hào)4-20mA的方式送~IJDCS中顯示,輸~78一送模擬信號(hào)由于現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)距離傳輸電磁干擾原因或控制器輸出級(jí)電路穩(wěn)定性問(wèn)題等原因變化0.OlmA的情況并不少見(jiàn),這個(gè)變化對(duì)于電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是可以接受的,但是這個(gè)信號(hào)誤差會(huì)導(dǎo)致在現(xiàn)場(chǎng)稱重控制器上顯示的數(shù)據(jù)與控制室DCS系統(tǒng)上顯示數(shù)據(jù)不太一致,這個(gè)數(shù)據(jù)差距在有的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)為是允許的,但有的現(xiàn)場(chǎng)就不允許。對(duì)于這種現(xiàn)象在選型時(shí)最好要求稱重控制器采用與DCS系統(tǒng)匹配的通訊輸出方式,這樣由于通訊數(shù)字傳輸在稱重控制器上顯示的數(shù)據(jù)與在系統(tǒng)上顯示的數(shù)據(jù)完全一致。

      第七,很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)稱重的釜內(nèi)或罐內(nèi)物料因工藝要求不能靜止,要在釜或罐頂安裝攪拌機(jī)不停的攪動(dòng)物料。這樣做的結(jié)果造成稱重模塊所受的力不單是物料及罐等設(shè)備的重力產(chǎn)生的向下的壓力,還會(huì)有一個(gè)水平方向的扭力。如果稱重傳感器選擇不當(dāng),傳感器就會(huì)對(duì)這個(gè)扭力產(chǎn)生應(yīng)力,應(yīng)力的存在就會(huì)影響稱重傳感器對(duì)物料重量的量。在選擇傳感器類型時(shí),要詳細(xì)了解稱重儀表的工作狀況,明確被測(cè)物體是否存在攪拌等運(yùn)動(dòng)設(shè)備對(duì)稱重儀表產(chǎn)生扭力的現(xiàn)象。如果被測(cè)物體有攪拌,選擇稱重傳感器時(shí)選擇動(dòng)載的模塊,可以有效地減小扭力存在對(duì)稱重測(cè)量的影響。

      第八,有些被測(cè)容器上沒(méi)有安裝攪拌設(shè)備,但容器本體會(huì)因?yàn)閮?nèi)部物料溫度大范圍快速變化造成容器膨脹、收縮變化,如果稱重模塊安裝在容器底部固定在地面基礎(chǔ)或地板上,設(shè)備本體的體積變化會(huì)使稱重模塊在水平方向上受力,與上述的存在攪拌現(xiàn)象相同也會(huì)對(duì)稱重測(cè)量產(chǎn)生影響。合理采用全浮動(dòng)模塊、半浮動(dòng)模塊及固定模塊組合可以有效消除設(shè)備膨脹造成的測(cè)量影響。對(duì)于那些在稱重過(guò)程中可能某個(gè)方向產(chǎn)生水平推力的場(chǎng)合這種配置十分有效。以上為稱重儀表選型注意事項(xiàng),在選型時(shí)應(yīng)該考慮這些因素。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的不同,選型時(shí)需要考慮各個(gè)因素的要求不同。

       

       

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