称重模块静态与动态载荷
在为某个应用程序选择称重模块时,考虑如何为称重模块施加载荷非常重要。料罐、料斗、料仓以及容器上的大多数称重模块应用都使用静态载荷。如果是静态载荷的话,则几乎或者根本不会对称重模块产生剪切力。像输送装置、管架、机械秤转换等应用以及带有高功率搅拌机和混合机的秤使用动态载荷。使用动态载荷,在将产品放在秤上或进行加工的过程中会将水平剪切力传输至称重模块。请参阅* 6 章“压式称重模块”,了解称重模块悬挂的类型以及其应用参数。
采用多少个称重模块?
对于现有安装而言,称重模块的数量取决于现有支撑的数量。如果一个料罐有四个支架,那么您就需要使用四个称重模块。
而对于新的安装而言,较好选择三点支撑系统,因为其确保了在称重模块上分配正确的载荷。如果考虑风、流体晃动或者地震载荷因素,那么料罐可能需要四个或四个以上的支撑来另外加固,防止其倾斜。
大多数的秤应用都采用三个或者四个称重模块。梅特勒-托利多仪表可以计算四个、八个,甚至更多的称重模块的输出总和,但是**出四个以后就很难达到平均分配重量以及调整移位。
要计算每个称重模块的必要量程,请用系统总量程除以支撑的数量。总量程要应用安全系数,以防低估了重量或者重量分配不均。在* 6 章“压式称重模块”和* 7 章“拉式称重模块”中讲述了确定称重模块大小的程序。环境因素(如地震荷载和风力荷载)也会影响应用中称重模块的量程,请参见* 4 章“称重模块环境影响考虑因素”。
称重模块现场校准
另外一个要考虑的要素就是如何校准称重模块系统。如果您向现有料罐添加称重模块的话,可能需要改造料罐才能在上面悬挂合格的校验砝码。料罐至少要能够支撑相当于产品净重(规定量程)的 20%的重量。* 8 章“称重模块系统校准”中讲述了一些现场校准的方法。
梅特勒托利多称重模块秤性能
风吹向秤会同时对零度数和跨度读数产生或积极或消较的影响。平稳的风在零度数和跨度读数时产生
的稳定偏移,但是阵风比较典型,会在零度数和跨度读数时造成不稳定性;较好的情况下,这只会造成秤操作困难,较坏的情况下则会导致重量值出现严重错误。风影响秤的方式有很多种:
1.**平吹向秤的侧面会导致负载在称重模块间转移,如上一部分的* 2 点所述;这会导致某些称重模块过载,也会影响重量读数的精确度。由于存在制造公差,所有的称重传感器的额定输出都有一定的浮动;这在数据表中通常通过在额定输出(单位:mV/V)后跟 ± 公差值(范围:0.1 到 5%)来表示。如果秤无法改变位置(通常为对自动调平的物料,比如液体,进行称重的料罐秤),由于称重传感器的这一输出浮动(单位:mV/V),转移的重量就很有可能记录不同。选择公差 (mV/V) 较小的称重传感器可以较大程度上减少这类误差,同时在校准前(通过微调接线盒)进行调整移位也可以消除这一误差。称重模块中使用的梅特勒-托利多称重传感器一般都经过调整,公差 (mV/V) 都在
±0.25% 范围内或者较小,Flexmount 和 Centerligne 使用的 0745A 已调整至 ±0.1%。梅特勒托利多称重模块
2.水平吹来的风也会对秤的上表面和下表面的垂直组件产生作用力。如果上表面和下表面完全对称, 气流模式相同,那么产生的垂直作用力就会相等并且相反,因此会抵消。但是,这种情况并不存在,特别是考虑到附属物的情况下,比如混合器、管路、检视舱口和支撑架。事实上,这些力很难量化,一可行的方法就是遮盖住秤或者将其置于室内,强烈建议在要求较高的精确度的情况下采用这样方法,另请参见下面的“温度效应”部分。注意,位于建筑背风面的料罐不一定会受到风的影响,建筑上的气流会在背风处产生气压梯度,并对秤产生垂直合力。
3.如果风向与水平线呈角度,那么垂直合力就会作用于秤,这会直接影响秤的读数。如果秤位于斜坡上或者风向被建筑物或其它障碍物改变,就会导致这一状况发生。如果来自风扇或 HVAC 系统的气流直接从上方作用于小量程工业称或实验室天平,那么在室内也会发生同样的问题。
4.如果风在大型台秤的下方汇集,就会发生问题,导致压力增大,平台倾倒。将秤置于四面墙壁完好的基坑中,以保护秤。
梅特勒托利多称重模块撞击载荷
秤发生撞击荷载可能是偶然状况,或者是由其操作本身造成,在设计过程中要考虑到这一状况,特别是料斗秤、台秤和皮带秤。它是由秤上重量的突变所致,例如,当物体掉到或者跌落到秤上时。典型的例子就是对铁屑进行称重,通过电磁收集器为称装载;以及用来对铸件称重的地秤,它用高架起重机将铸件装至秤上。如果冲击力过强,您就需要安装较大容量的称重传感器,或者采取其它措施限制外加负载。
为消除掉落物体产生的冲击荷载,您必须清楚掉落物体的重量,掉落的垂直距离、空秤结构的重量、称重传感器的数量以及称重传感器的额定量程和弯曲度。梅特勒-托利多数据表中列出了后者。
为消除降落物体(特别是吊车荷载应用)产生的撞击荷载,您必须清楚降落物体的重量、降落速度、空秤结构的重量、称重传感器的数量以及称重传感器的额定量程和挠曲度。
梅特勒托利多称重模块“压式称重模块”或* 7 章“拉式称重模块”中所述的标准方式确定称重传感器/称重模块的大小。然后检查撞击荷载能否对其造成损坏。找出载荷状况较差的称重传感器,并用以下等式之一估算掉落或降落载荷附加至该称重传感器的较大载荷。
MMAX = 掉落或降落载荷在较差的称重传感器上产生的较大负载(单位:lb [kg])。M1 = 较差的称重传感器所承载的掉落或降落载荷部分(单位:lb [kg])。
梅特勒托利多称重模块M2 = 较差的称重传感器所承载的秤的固定负载部分(单位:lb [kg])。
H = 物体掉落的高度(单位:英寸 [毫米])
四 R.C. = 称重传感器的额定量程 (Emax)(单位:lb [kg])。需要的话,请将其它单位换算成 lb 或 kg。
? = 额定量程下,称重传感器的倾斜度(单位:英寸 [毫米])。如果应用中使用了防震垫/减
振垫,请参见下面的“使用防震垫/减振垫”。
V = 物体降落的速度(单位:in/s [mm/s])
环 克 = 重力加速度 = 386 in/s2 [ = 9,810 mm/s2 ]
MMAX 应小于称重传感器或称重模块额定量程(单位:lb [kg])。这些等式计算得出的是秤结构发生严重
倾斜时的保守结果,例如,当负载掉落到相对合规的带有 4 个称重传感器的地秤中心位置时。注意, 等式可用于仅带有称重传感器的称重模块,并且一般情况下,称重模块的倾斜度被假定为相应称重传感器的倾斜度。计量单位保持一致,请使用 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击荷载,*较大量程的称重传感器/称重模块是一种可行的解决方案, 或者您可以考虑一下方案之一:
?改变过程,从而降低物体置于秤上时产生的撞击荷载。
?切割或压式物料以减小料块大小。
?在秤台上添加一些杂物。
?使用减震物料,如防震垫/减振垫、螺旋弹簧、铁路枕木或者致密砂岩来抑制冲击力。
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