2009年3月30日
电子皮带秤链码校验简介
一:概述
中华人民共和国国家计量检定规程JJG650-90中规定链码是一种模拟负荷标准器在约定时间内可做为“电子皮带秤”的算验标定器。
电子皮带秤经过一段时间使用后,计量精度会发生变化,为了校验“电子皮带秤”的计量精度,满足生产中的计量要求,M系列电子皮带秤校验链码符合中华人民共和国皮带秤计量检定规程JJG650-90的规定,是一种模拟负荷标准器,它能近拟的模拟物料作用于皮带上的单位长度的重量,作为“电子皮带秤”的校验标准器。
M系列“电子皮带秤校验链码”。动态校验计量精度高(静态3/1000,动态1/1000),操作方便,不占场地,即安全又减少了繁锁的劳动力,大大地提高了工作效率,节约企业的投资而且和实物校验装置“电子料斗秤”相比,“电子料斗秤”设备面积大,占用场地大,校验时又很麻烦,造价又高。M系列校验链码是解决皮带秤校验的首选设备。若加配自动收放卷扬装置能使链码在校验过程中进入自动化操作,大提高了工作效率。
二:链码的组成及工作原理
组成:链码由码辊和链板逐个连成一体,形状类似链条。
工作原理:链码模拟皮带上每米物料的负荷置于运行中的皮带上,两端用软绳呈“八”字形牵拉以防走偏或同皮带一起滑行,其位置应能覆盖电子皮带秤的称重托辊以及前后各二组托辊。记录皮带一圈的长度和运行的圈数,与链码的标称值之积作为基准值;以仪表在上述情况下的累积量值与基准值比较就能确定电子皮带秤的实际误差是否在允差范围,便能检定其计量精度是否合格。
三:技术指标及特点
精度:1/1000(自检精度3/1000)
特点:标定精度高
比实物校验结构简单,造价低
结构合理,构成均匀,操作方便
占地面积小,系统安全可靠
节省人力,工作效率高
可选的链码收卷装置,实现校验过程自动化
四:链码选择原则
链码标称值的确定
按电子皮带秤检定的要求,链码的规格可取相应皮带输送机最大量程点的20%-80%作为负荷,其计算公式如下:
q=Q/(3.6×V)(Kg/m)×(20%-80%)
计算完毕后还须园整为标准系列选取定。
式中:
q—皮带秤负荷所对应的链码规格的大小(单位Kg/m)
Q—皮带输送机最大流量(单位t/h)
V—皮带运动速度(单位m/s)
链码校验长度的确定
链码校验长度取决于电子皮带秤称重托辊的数量,通常在托辊间距1.2米的情况下按如下选定:
当称重托辊为1组时,链码校验长度取5.2米,
当称重托辊为2组时,链码校验长度取6.2米,
当称重托辊为3组时,链码校验长度取7.2米,
当称重托辊为4组时,链码校验长度取8.2米,
链码型号的选择
对较长的装有电子皮带秤的皮带输送机(主要是槽形皮带),宜选用M20型,其储藏保护方式如置于皮带输送机上部的藏箱。
对较短的装有电子皮带秤的皮带给料机(主要是平皮带),宜选用M10型,其储藏保护方式如卷扬箱。
五:自动收卷校验装置
自动收卷校验装置由电控箱,链码、藏箱、牵拉驱头及支腿组成。藏箱由钢板焊接而成,非工作时,链码置于藏箱内得到保护,工作时释放牵拉驱动头使链码靠自身重量滑下到皮带上。牵拉驱动头由卷桶,减速机(含电机)及钢丝绳组成,支腿用于支承整个校验装置的重量并于用户现场固定的皮带输送机架上。
六:设备的使用操作
1:设备安装完毕后,即可操作电控箱将链码放置电子皮带秤的称量段上。
2:将链码的每米重量输入称重仪表内。
3:启动输送机
4:按仪表操作说明进行间隔校准,仪表标定结束后显示标定误差,送入后仪表可以自动修改参数,直到达到标准。
中华人民共和国国家计量检定规程JJG650-90中规定链码是一种模拟负荷标准器在约定时间内可做为“电子皮带秤”的算验标定器。
电子皮带秤经过一段时间使用后,计量精度会发生变化,为了校验“电子皮带秤”的计量精度,满足生产中的计量要求,M系列电子皮带秤校验链码符合中华人民共和国皮带秤计量检定规程JJG650-90的规定,是一种模拟负荷标准器,它能近拟的模拟物料作用于皮带上的单位长度的重量,作为“电子皮带秤”的校验标准器。
M系列“电子皮带秤校验链码”。动态校验计量精度高(静态3/1000,动态1/1000),操作方便,不占场地,即安全又减少了繁锁的劳动力,大大地提高了工作效率,节约企业的投资而且和实物校验装置“电子料斗秤”相比,“电子料斗秤”设备面积大,占用场地大,校验时又很麻烦,造价又高。M系列校验链码是解决皮带秤校验的首选设备。若加配自动收放卷扬装置能使链码在校验过程中进入自动化操作,大提高了工作效率。
二:链码的组成及工作原理
组成:链码由码辊和链板逐个连成一体,形状类似链条。
工作原理:链码模拟皮带上每米物料的负荷置于运行中的皮带上,两端用软绳呈“八”字形牵拉以防走偏或同皮带一起滑行,其位置应能覆盖电子皮带秤的称重托辊以及前后各二组托辊。记录皮带一圈的长度和运行的圈数,与链码的标称值之积作为基准值;以仪表在上述情况下的累积量值与基准值比较就能确定电子皮带秤的实际误差是否在允差范围,便能检定其计量精度是否合格。
三:技术指标及特点
精度:1/1000(自检精度3/1000)
特点:标定精度高
比实物校验结构简单,造价低
结构合理,构成均匀,操作方便
占地面积小,系统安全可靠
节省人力,工作效率高
可选的链码收卷装置,实现校验过程自动化
四:链码选择原则
链码标称值的确定
按电子皮带秤检定的要求,链码的规格可取相应皮带输送机最大量程点的20%-80%作为负荷,其计算公式如下:
q=Q/(3.6×V)(Kg/m)×(20%-80%)
计算完毕后还须园整为标准系列选取定。
式中:
q—皮带秤负荷所对应的链码规格的大小(单位Kg/m)
Q—皮带输送机最大流量(单位t/h)
V—皮带运动速度(单位m/s)
链码校验长度的确定
链码校验长度取决于电子皮带秤称重托辊的数量,通常在托辊间距1.2米的情况下按如下选定:
当称重托辊为1组时,链码校验长度取5.2米,
当称重托辊为2组时,链码校验长度取6.2米,
当称重托辊为3组时,链码校验长度取7.2米,
当称重托辊为4组时,链码校验长度取8.2米,
链码型号的选择
对较长的装有电子皮带秤的皮带输送机(主要是槽形皮带),宜选用M20型,其储藏保护方式如置于皮带输送机上部的藏箱。
对较短的装有电子皮带秤的皮带给料机(主要是平皮带),宜选用M10型,其储藏保护方式如卷扬箱。
五:自动收卷校验装置
自动收卷校验装置由电控箱,链码、藏箱、牵拉驱头及支腿组成。藏箱由钢板焊接而成,非工作时,链码置于藏箱内得到保护,工作时释放牵拉驱动头使链码靠自身重量滑下到皮带上。牵拉驱动头由卷桶,减速机(含电机)及钢丝绳组成,支腿用于支承整个校验装置的重量并于用户现场固定的皮带输送机架上。
六:设备的使用操作
1:设备安装完毕后,即可操作电控箱将链码放置电子皮带秤的称量段上。
2:将链码的每米重量输入称重仪表内。
3:启动输送机
4:按仪表操作说明进行间隔校准,仪表标定结束后显示标定误差,送入后仪表可以自动修改参数,直到达到标准。
工业称重仪表的低成本化设计
一、概述
工业级称重控制仪表产品的生命力取决于其质量及可靠性的高低。产品质量是指产品满足使用要求所具有的全部特征和特性,即产品的性能、寿命、可靠性、可维护性、维护保障性、安全性、经济性等;产品可靠性是产品质量的重要内容。据调查,影响产品或系统可靠性的原因中,40%是设计技术水平的高低,30%属于元器件选择是否适中,15%是属于生产制造工艺方法和水平情况,10%属于全面质量管理的深入程度,5%属于使用、维护情况的好坏,因而设计是保证仪表质量和可靠性的前提和基础。另一方面,企业受利润最大化驱使,必然追求产品成本的最小化;因此,工业称重仪表的高性价比是衡器厂商不懈求索的永恒主题。
二、主要技术参数
作为称重仪表,首先必须满足计量精度的要求,而作为工业应用场合,仪表要能适应现场的各种恶劣环境,为此,特提出以下这些技术参数,作为后续设计探讨的基本依据。
⑴静态准确度:OIMLIII级
⑵动态准确度:优于1‰
⑶A/D速率:≥100次/秒,A/D分辩率:≥18位
⑷工作温度:-20℃~85℃
⑸相对湿度:≤99%RH
⑹工作电源:AC85V~264V,功率≤20W
⑺EMC性能:优良
⑻扩展模块:可靠、方便
三、系统组成框图
工业称重仪表的基本组成如下:
上述框图应该也是所有智能化仪表的一个经典组成图。因低成本化的设计要求,已将上述框图分为基本功能模块和扩展模块。基本功能模块是任何称重场合不可缺少的构件,因此在硬件电路规划时可将该部分集成在一块主CPU印制板上,并在CPU板上预置好智能化的扩展槽;扩展功能因场合要求不同,可能只用一个或一个以上,因此可将每一种扩展功能设计成各自独立的印制板,这样可以按需灵活配置,从而减少了因集成多余功能引起的成本浪费,还会因少用电子元件而提高了产品的可靠性。
四、低成本软硬件优化方案
电子技术特别是数模混合集成技术的飞速发展,为工业称重仪表硬件电路低成本化设计上提供了条件。有关新型I2C存贮器及时钟器件、新型Σ-ΔA/D、新型RISC结构的微处理器可以大大简化电路,极大提高了电路性能,在实际设计中应越来越广泛被采用。
(一)基本功能模块的优化
基本功能模块是仪表组成的核心部分,直接决定了仪表性能的好坏及成本的高低;而其中最为关键的器件该是MCU莫属了,MCU即单片微处理器,是智能化仪表的大脑和心脏。根据MCU的不同选择,目前市场上的称重仪表的基本功能电路可概括为以下几种组合模式:
模式A:AMP+A/D+MCU+扩展RAM+扩展EPROM+扩展I/O+E2PROM+键盘+显示驱动器+WDT
分析:典型芯片有8031/8039/80C49/8751等。属早期MCU芯片,很多功能在外部扩展,MCU芯片及其扩展芯片已渐渐被市场淘汰,芯片集成商为应付早期产品只在少量生产,故芯片价格相当昂贵;该组合模式产品的稳定性及抗干扰性能也很差,产品难以通过EMC测试。
模式B:AMP+A/D+MCU+E2PROM+键盘+显示驱动器+WDT
分析:MCU典型芯片有AT89C5X系列、W78E5X等,片内具有FLASH程序存贮器。
由于该系列MCU无WDT功能,设计时要在外部护展,因而增加了一定的硬件成本,同时该系列MCU的I/O口无EMI/EMS处理措施,给产品可靠性留下隐患。优势是与模式A相比其性价比有所提高,目前称重控制仪采用该模式仍比较广泛。
模式C:A/D+MCU+显示/键盘
分析:MCU典型芯片有STC89XX系列、AVR系列等,该系列MCU内部集成了E2PROM及WDT功能,I/O口有EMC措施,且价格不比模式B用MCU贵。因此仪表可靠性及硬件成本均得到极大改善。
模式D:MCU+E2PROM+显示/键盘
分析:MCU将AMP、A/D及微处理器集成在一块芯片内,属混合信号MCU,代表芯片有AD公司的Adu8XX,TI公司的MSC121X,SILICONLAB公司的C8051F35X,等。该模式更加简化电路,在小型化、节电或本安应用中不失为一种好的选择方案。
A/D选型:
称重仪表用的A/D转换类型主要有:双积分型、三积分型、Σ-Δ型;双积分及三积分由于受A/D转换速度限制,一般在工业动态称重场合很少被采用;目前,市场上大多仪表均采用Σ-Δ型A/D转换,特点是A/D分辩率高,线性好,A/D转换速度又能满足工业动态称重的需求。目前市场上型A/D器件低中高档均有供货。建议控制仪表可选内带PGA的中档Σ-Δ型A/D芯片,比较经济和实用。
(二)各扩展功能的优化
称重仪表的基本性能已由基本CPU板模块保证,由于仪表的扩展功能决定了称重仪表的实用性及档次的高低,因此对仪表扩展功能的接口电路也需巧妙选材,精心设计。工业现场用称重仪表的扩展功能主要有以下几类,分别介绍如下:
1.打印模块:可设计成串口/并口兼容方式,打印单据一般需要时间/日期数据,可将时钟电路安排在打印接口板上。
2.4-20mA模块:由于工业现场数据DCS系统传输采用4-20mA信号标准,因此称重仪表要与之兼容则要备有该功能模块。一般DCS系统的4-20mA有1‰精度就够了,选12位D/A转换器即可,高位数D/A会增加模块成本;
该模块软件算法:MAout=weight/[max/(H_ma-L_ma)]
其中Maout:实时输出电流所需的D/A数字量
weight:料重实时测量值;max:秤最大量程
L_ma:秤处零位,4mA输出所需的D/A调节值
H_ma:秤处满量程,20mA输出所需的D/A调节值
该算法通过软件能方便被编程实现,可以大大简化硬件电路成本。
3.通讯模块:由于工业DCS系统存在众多缺陷,目前,FCS系统(现场总线控制系统)正越来越广泛被应用在自动化控制当中,FCS系统技术主要以Profibus为主,要求现场过程控制设备具备基于RS485传输智能通讯接口。因而,工业称重仪表的通讯接口智能化设计已是大势所趋,从而使称重信息能在企业Intrnet(Ethernet)甚至Internet上互联互通,数据共享。而为基于RS485传输的工业称重仪表制定统一的通讯协议已迫在眉捷。建议采用下面基本通讯格式:STX(起始位)+IP地址+数据信息/命令+。。。+ETX(结束位)
IP地址:仪表地址编号
工业称重仪表智能化通讯是发展趋势,是提高仪表性能和档次的具体体现,而且基于RS485传输的通讯成本也最低的。
4.PWM模块
在包装秤及定量给料秤需要通过振动方式加料时,该功能模块作用明显。
振动加料器控制信号如图示:
常规控制方法:一般为快中慢三段给料,需三只振动控制器,且该控制器均需通过电位器手动调节振动量。此种控制成本高,振动控制器易损坏。
模块控制原理:交流过零时中断捕获振动调节量(与称重成比例同步变化),根据调节量控制定时器触发可控硅导通,从而达到自动调幅目的。如上图示t1,t2点为
触发时刻,且t2比t1时刻触发振动量大。
特点:仪表全数字化设定及控制,振动量随物料多少自动无级调节。因此,这是一种具极低成本的、极高性能和可靠性的配料控制秤解决方案。
5.I/O模块:
在有些工业称重场合,称重仪表与PLC之间的信号联络越来越多,该I/O模块就显得必不可少。该模块输出信号方式:光电隔离型的OC门输出,或电磁隔离型的继电器干结点输出;注意电路中继电器线圈应两端反并一只二极管以吸收反势电压。
另外该I/O模块也可设计成智能型的I/O接口,根据接收Profibus或PC机命令去执行相应I/O输入输出功能。
6.BCD模块
有些工业用秤场合,PLC与称重仪表之间通讯是通过交换BCD码来实现的。
可将该模块设计成如下形式:
特点:可以近距离的BCD卡与PLC以BCD码方式直接传输,也可远距离的仪表与BCD卡以Rs485方式间接传输,这样,在远程传输时可节省昂贵的BCD多芯电缆线成本和安装费用。
(三)称重控制软件的优化
由于硬件的模块化设计极大的降低了成本,使得很多复杂的控制需要通过软件将各种功能整合在一起,而软件设计的边际成本几乎为零,因此软件的优化设计工作是低成本化工业仪表设计的灵魂。软件设计应当采用模块化设计方法,其流程图可如下图:
五、抗干扰对策
工业称重控制仪表作为智能化现场测控终端,往往运行在较恶劣的环境中,来自现场的干扰其频谱往往很宽,且具有随机性,这些干扰一旦串入仪表,将使仪表工作状态失常甚至造成死机。严重时将会使整个控制系统瘫痪。因此,工业称重仪表应从设计初期就要考虑电磁兼容性问题,并提出一些具体解决方案。由于电磁干扰产生必须具备三个条件,即干扰源,传播途径(传导和辐射),敏感设备。由于干扰源无法去控制,可以从设计上从切断传播途径,降低仪表电磁敏感度角度,从软硬件上提出综合解决方案如下:
电磁辐射:其能量较低,仅对模拟信号有影响;措施有采用屏蔽信号线,仪表放大器输入端加LC/RC滤波器,放大电路或仪表壳体采用金属屏蔽,并将屏蔽体良好接地。软件上采取单层或多层滤波及判断法对数据进行处理,取出有效值。
I/O线传导:主要由各种输入输出接口串入,对此种干扰只需将输入输出口采用光耦隔离措施即可;尽量采用I2C/SPI串口器件及贴片元件,以减少印板走线数量,模拟与数字电路分开布线,其接地点在DC电源输入端口处汇接。软件上,对输入信号进行多次判断后取值,对输出信号,采用与其复位状态相反的电平作I/O控制信号输出,对I2C/SPI串口器件控制字在程序运行中要经常去刷新。
电源线传导:仪表干扰信号主要是由该部分引入。包括雷击、静电引起的浪涌尖峰电压,电感负载启停引起的反势浪涌尖峰电压,以及一些功率控制单元开闭引起的高频谐波等,这些干扰由于能量大有时将导致仪表工作瘫痪。在硬件上的对策是可采用直流电源两级稳压方式,先由开关电源初步稳压(可削除上述的串扰信号,及电网电压波动干扰),再在主CPU板上增加一级稳压,以提高电源纹波系数;其次在直流电输入端增加浪涌抑制二极管。软件上采用措施为:指令亢余、数据备份、软件陷井等手段。
另外,震动和风力也是影响仪表工作的因素,震动和风力主要是通过影响传感器输出信号进而使仪表数据显示产生变动,此类解决方法,可通过软件滤波方式及逻辑判断法加以剔除。
六、结论
综上所述,工业称重仪表的低成本优化设计,离不开电子新技术的广泛采用。新型MCU、新型I2C器件、新型Σ-ΔA/D等器件的选用及功能模块化设计将使仪表整机成本变得极低;另一方面,新技术应用加精心设计也使仪表EMC性能得到根本提高;而模块的高性能化设计和先进控制技术的应用极大地提升仪表的档次。总之,高性价比工业称重控制仪是市场之求,企业创富之源。
工业级称重控制仪表产品的生命力取决于其质量及可靠性的高低。产品质量是指产品满足使用要求所具有的全部特征和特性,即产品的性能、寿命、可靠性、可维护性、维护保障性、安全性、经济性等;产品可靠性是产品质量的重要内容。据调查,影响产品或系统可靠性的原因中,40%是设计技术水平的高低,30%属于元器件选择是否适中,15%是属于生产制造工艺方法和水平情况,10%属于全面质量管理的深入程度,5%属于使用、维护情况的好坏,因而设计是保证仪表质量和可靠性的前提和基础。另一方面,企业受利润最大化驱使,必然追求产品成本的最小化;因此,工业称重仪表的高性价比是衡器厂商不懈求索的永恒主题。
二、主要技术参数
作为称重仪表,首先必须满足计量精度的要求,而作为工业应用场合,仪表要能适应现场的各种恶劣环境,为此,特提出以下这些技术参数,作为后续设计探讨的基本依据。
⑴静态准确度:OIMLIII级
⑵动态准确度:优于1‰
⑶A/D速率:≥100次/秒,A/D分辩率:≥18位
⑷工作温度:-20℃~85℃
⑸相对湿度:≤99%RH
⑹工作电源:AC85V~264V,功率≤20W
⑺EMC性能:优良
⑻扩展模块:可靠、方便
三、系统组成框图
工业称重仪表的基本组成如下:
上述框图应该也是所有智能化仪表的一个经典组成图。因低成本化的设计要求,已将上述框图分为基本功能模块和扩展模块。基本功能模块是任何称重场合不可缺少的构件,因此在硬件电路规划时可将该部分集成在一块主CPU印制板上,并在CPU板上预置好智能化的扩展槽;扩展功能因场合要求不同,可能只用一个或一个以上,因此可将每一种扩展功能设计成各自独立的印制板,这样可以按需灵活配置,从而减少了因集成多余功能引起的成本浪费,还会因少用电子元件而提高了产品的可靠性。
四、低成本软硬件优化方案
电子技术特别是数模混合集成技术的飞速发展,为工业称重仪表硬件电路低成本化设计上提供了条件。有关新型I2C存贮器及时钟器件、新型Σ-ΔA/D、新型RISC结构的微处理器可以大大简化电路,极大提高了电路性能,在实际设计中应越来越广泛被采用。
(一)基本功能模块的优化
基本功能模块是仪表组成的核心部分,直接决定了仪表性能的好坏及成本的高低;而其中最为关键的器件该是MCU莫属了,MCU即单片微处理器,是智能化仪表的大脑和心脏。根据MCU的不同选择,目前市场上的称重仪表的基本功能电路可概括为以下几种组合模式:
模式A:AMP+A/D+MCU+扩展RAM+扩展EPROM+扩展I/O+E2PROM+键盘+显示驱动器+WDT
分析:典型芯片有8031/8039/80C49/8751等。属早期MCU芯片,很多功能在外部扩展,MCU芯片及其扩展芯片已渐渐被市场淘汰,芯片集成商为应付早期产品只在少量生产,故芯片价格相当昂贵;该组合模式产品的稳定性及抗干扰性能也很差,产品难以通过EMC测试。
模式B:AMP+A/D+MCU+E2PROM+键盘+显示驱动器+WDT
分析:MCU典型芯片有AT89C5X系列、W78E5X等,片内具有FLASH程序存贮器。
由于该系列MCU无WDT功能,设计时要在外部护展,因而增加了一定的硬件成本,同时该系列MCU的I/O口无EMI/EMS处理措施,给产品可靠性留下隐患。优势是与模式A相比其性价比有所提高,目前称重控制仪采用该模式仍比较广泛。
模式C:A/D+MCU+显示/键盘
分析:MCU典型芯片有STC89XX系列、AVR系列等,该系列MCU内部集成了E2PROM及WDT功能,I/O口有EMC措施,且价格不比模式B用MCU贵。因此仪表可靠性及硬件成本均得到极大改善。
模式D:MCU+E2PROM+显示/键盘
分析:MCU将AMP、A/D及微处理器集成在一块芯片内,属混合信号MCU,代表芯片有AD公司的Adu8XX,TI公司的MSC121X,SILICONLAB公司的C8051F35X,等。该模式更加简化电路,在小型化、节电或本安应用中不失为一种好的选择方案。
A/D选型:
称重仪表用的A/D转换类型主要有:双积分型、三积分型、Σ-Δ型;双积分及三积分由于受A/D转换速度限制,一般在工业动态称重场合很少被采用;目前,市场上大多仪表均采用Σ-Δ型A/D转换,特点是A/D分辩率高,线性好,A/D转换速度又能满足工业动态称重的需求。目前市场上型A/D器件低中高档均有供货。建议控制仪表可选内带PGA的中档Σ-Δ型A/D芯片,比较经济和实用。
(二)各扩展功能的优化
称重仪表的基本性能已由基本CPU板模块保证,由于仪表的扩展功能决定了称重仪表的实用性及档次的高低,因此对仪表扩展功能的接口电路也需巧妙选材,精心设计。工业现场用称重仪表的扩展功能主要有以下几类,分别介绍如下:
1.打印模块:可设计成串口/并口兼容方式,打印单据一般需要时间/日期数据,可将时钟电路安排在打印接口板上。
2.4-20mA模块:由于工业现场数据DCS系统传输采用4-20mA信号标准,因此称重仪表要与之兼容则要备有该功能模块。一般DCS系统的4-20mA有1‰精度就够了,选12位D/A转换器即可,高位数D/A会增加模块成本;
该模块软件算法:MAout=weight/[max/(H_ma-L_ma)]
其中Maout:实时输出电流所需的D/A数字量
weight:料重实时测量值;max:秤最大量程
L_ma:秤处零位,4mA输出所需的D/A调节值
H_ma:秤处满量程,20mA输出所需的D/A调节值
该算法通过软件能方便被编程实现,可以大大简化硬件电路成本。
3.通讯模块:由于工业DCS系统存在众多缺陷,目前,FCS系统(现场总线控制系统)正越来越广泛被应用在自动化控制当中,FCS系统技术主要以Profibus为主,要求现场过程控制设备具备基于RS485传输智能通讯接口。因而,工业称重仪表的通讯接口智能化设计已是大势所趋,从而使称重信息能在企业Intrnet(Ethernet)甚至Internet上互联互通,数据共享。而为基于RS485传输的工业称重仪表制定统一的通讯协议已迫在眉捷。建议采用下面基本通讯格式:STX(起始位)+IP地址+数据信息/命令+。。。+ETX(结束位)
IP地址:仪表地址编号
工业称重仪表智能化通讯是发展趋势,是提高仪表性能和档次的具体体现,而且基于RS485传输的通讯成本也最低的。
4.PWM模块
在包装秤及定量给料秤需要通过振动方式加料时,该功能模块作用明显。
振动加料器控制信号如图示:
常规控制方法:一般为快中慢三段给料,需三只振动控制器,且该控制器均需通过电位器手动调节振动量。此种控制成本高,振动控制器易损坏。
模块控制原理:交流过零时中断捕获振动调节量(与称重成比例同步变化),根据调节量控制定时器触发可控硅导通,从而达到自动调幅目的。如上图示t1,t2点为
触发时刻,且t2比t1时刻触发振动量大。
特点:仪表全数字化设定及控制,振动量随物料多少自动无级调节。因此,这是一种具极低成本的、极高性能和可靠性的配料控制秤解决方案。
5.I/O模块:
在有些工业称重场合,称重仪表与PLC之间的信号联络越来越多,该I/O模块就显得必不可少。该模块输出信号方式:光电隔离型的OC门输出,或电磁隔离型的继电器干结点输出;注意电路中继电器线圈应两端反并一只二极管以吸收反势电压。
另外该I/O模块也可设计成智能型的I/O接口,根据接收Profibus或PC机命令去执行相应I/O输入输出功能。
6.BCD模块
有些工业用秤场合,PLC与称重仪表之间通讯是通过交换BCD码来实现的。
可将该模块设计成如下形式:
特点:可以近距离的BCD卡与PLC以BCD码方式直接传输,也可远距离的仪表与BCD卡以Rs485方式间接传输,这样,在远程传输时可节省昂贵的BCD多芯电缆线成本和安装费用。
(三)称重控制软件的优化
由于硬件的模块化设计极大的降低了成本,使得很多复杂的控制需要通过软件将各种功能整合在一起,而软件设计的边际成本几乎为零,因此软件的优化设计工作是低成本化工业仪表设计的灵魂。软件设计应当采用模块化设计方法,其流程图可如下图:
五、抗干扰对策
工业称重控制仪表作为智能化现场测控终端,往往运行在较恶劣的环境中,来自现场的干扰其频谱往往很宽,且具有随机性,这些干扰一旦串入仪表,将使仪表工作状态失常甚至造成死机。严重时将会使整个控制系统瘫痪。因此,工业称重仪表应从设计初期就要考虑电磁兼容性问题,并提出一些具体解决方案。由于电磁干扰产生必须具备三个条件,即干扰源,传播途径(传导和辐射),敏感设备。由于干扰源无法去控制,可以从设计上从切断传播途径,降低仪表电磁敏感度角度,从软硬件上提出综合解决方案如下:
电磁辐射:其能量较低,仅对模拟信号有影响;措施有采用屏蔽信号线,仪表放大器输入端加LC/RC滤波器,放大电路或仪表壳体采用金属屏蔽,并将屏蔽体良好接地。软件上采取单层或多层滤波及判断法对数据进行处理,取出有效值。
I/O线传导:主要由各种输入输出接口串入,对此种干扰只需将输入输出口采用光耦隔离措施即可;尽量采用I2C/SPI串口器件及贴片元件,以减少印板走线数量,模拟与数字电路分开布线,其接地点在DC电源输入端口处汇接。软件上,对输入信号进行多次判断后取值,对输出信号,采用与其复位状态相反的电平作I/O控制信号输出,对I2C/SPI串口器件控制字在程序运行中要经常去刷新。
电源线传导:仪表干扰信号主要是由该部分引入。包括雷击、静电引起的浪涌尖峰电压,电感负载启停引起的反势浪涌尖峰电压,以及一些功率控制单元开闭引起的高频谐波等,这些干扰由于能量大有时将导致仪表工作瘫痪。在硬件上的对策是可采用直流电源两级稳压方式,先由开关电源初步稳压(可削除上述的串扰信号,及电网电压波动干扰),再在主CPU板上增加一级稳压,以提高电源纹波系数;其次在直流电输入端增加浪涌抑制二极管。软件上采用措施为:指令亢余、数据备份、软件陷井等手段。
另外,震动和风力也是影响仪表工作的因素,震动和风力主要是通过影响传感器输出信号进而使仪表数据显示产生变动,此类解决方法,可通过软件滤波方式及逻辑判断法加以剔除。
六、结论
综上所述,工业称重仪表的低成本优化设计,离不开电子新技术的广泛采用。新型MCU、新型I2C器件、新型Σ-ΔA/D等器件的选用及功能模块化设计将使仪表整机成本变得极低;另一方面,新技术应用加精心设计也使仪表EMC性能得到根本提高;而模块的高性能化设计和先进控制技术的应用极大地提升仪表的档次。总之,高性价比工业称重控制仪是市场之求,企业创富之源。
2009年3月29日
称重模块在称重系统中的应用
摘要:称重模块是一种广泛应用的新型传感器,就其结构特点及其与称重终端组成称重系统在油漆行业方面的应用作了详述。
关键词:称重模块;人机界面;涂料
称重模块是一种广泛应用的新型传感器。它将高精度剪切梁传感器、负荷传递装置与安装连接板等部件合为一体,既保证了剪切梁传感器精度高、稳定性好的特点,又解决了因安装不当造成称量误差的问题。
称重模块分为两类:静载称重模块和动载称重模块。
静载称重模块主要适用于侧向力较小的静载荷称重场合;
动载称重模块主要适用于承受水平作用力的机械装置如流水线、传送带等。在当今涂料生产工艺上,随着对涂料品质的进一步要求,合成各物料的比例要求越来越精确,使得称重模块得到广泛的应用。本文着重介绍梅特勒一托利多衡器有限公司的FW 静载称重模块在称重系统中的应用。
1 称重模块特点
称重模块1个突出的特点在于其简单合理的设计,没有需焊接的部件,也不需要额外的配件,所有模块的制造、组装、测试都符合质量标准,使调试安装工作更方便、快速,并能在形状各异的物体上安装。传统的电子称重系统,在进行静态载荷或动态载荷称重时,很容易受到周围环境的干扰,影响系统称量准确性的因素很多,一些出自系统本身,如系统的设计、安装、标定及维护;
另一些是外部因素,如上升气流、震动及温度变化。称重模块与传统电子称重系统相比,减少了这些因素在称重过程中的影响,因为整个系统只有1个传感器是刚性连接(固定式模块),秤体可以通过其他的浮动式、半浮动模块来承受膨胀和收缩。
2 称重模块构造
Fw 静载称重模块由顶板、底板、SB系列剪切梁称重传感器、传感器承压头及支撑螺栓等部件构成。在称量时,载荷作用于顶板,通过传感器承压头施加到传感器的承载点上。传感器将容器所产生的压力转化成电信号输出到仪表。模块的容量依据其所用传感器而定,Fw 称重模块的容量为0.5~ 50t。Fw 静载称重模块根据传感器的不同组装方式可分成3种类型:固定式模块、半浮动模块和浮动式模块。
这3种类型模块的组合可使称重系统免受热胀冷缩的影响,保证传感器的受力点不变。固定式模块通过一固定点连接传感器和顶板,使传感器不能平移,但可以围绕固定点旋转;半浮动模块阻止秤体围绕固定式模块转动,但允许秤体因热胀冷缩而产生径向移动;浮动式模块只承受垂直载荷。1套简单的称重系统必须由1只固定式模块,1只半浮动模块及一些浮动式模块组成。半浮动模块必须安装在固定模块的对角上且其自由轴指向固定式模块(4模块系统)或与径向一致(3模块系统)。
3 称重模块的选择
3.1 确定FW 静载称重模块的数量安装过程中支撑脚的数量应视秤体形状、尺寸而定。一般而言,垂直放置的圆柱形容器比较适合3只传感器的配置,水平放置的容器或方形用4只传感器比较适合。总载荷应尽可能平均地作用在每个传感器上。当3个支撑脚不能很好地支撑整个秤体时,应加另外的支撑脚,使传感器在整个量程都能受力,包括空载状态。对于已安装支撑脚的罐,可根据支撑脚数量来确定称重模块数量。
3.2 确定传感器的容量
依照以下原则选定所需传感器的容量和模块类型
1)计算秤体的皮重(空载时),并加上冲击、震动外力等可能附加的重量。
2)估计所需称量的最大载荷。
3)将皮重和最大载荷相加得毛重。将毛重乘以1.5倍,即可确定所选用传感器的最小容量,所有的传感器应选取相同的容量,传感器的选用应和计算出的容量相匹配,避免影响系统的灵敏度。容量选择时应满足以下关系式:
单只模块容量>1.5K(mo+ ms)/n
1.5— — 标准安全系数;
m。— — 空罐的质量;
ms— — 满载时最大载荷;
K— — 附加安全系数(若风力、晃动、震动等影响很小,K一1);
n— — 称重模块数量。
如一只油漆罐空罐的质量是4.0 t,满载荷是10.3 t,选择3个模块称重,则单只模块容量应大于1.5×1×(4.0+ 10.3)/3—7.15t,根据模块额定载荷最后选择10 t的模块。
3.3 注意事项
1)容器在设计时应考虑标定时安放砝码的位置及安装维修时的千斤顶工作位;
2)模块上支架偏斜而引起与水平线的夹角不大于0.5。,基座支架结构扭转或偏斜而引起与水平线夹角不大于0.5。;
3)模块基座支架结构偏斜(挠度)一致;
4)支承罐体的基础(或楼层)应有足够的承载力及刚度,基础挠度变形小于3 mm;
5)罐体的进、出口应尽量采用软连接;
6)每只模块应有独立的接地;
7)安装完成后必须进行标定。
4 称重系统构成
称重控制终端的任务就是接收来自传感器的模拟信号,并将之显示为实际的质量读数。在实际称重中,还需根据用户的配置及要求提供必要的数据或控制信号。常用的控制终端为Panther系列。有面板安装和台式安装方式,工作电压220 V AC/5o Hz,6只防水功能键,7位荧光数码显示,3只质量预置点输出(容量可任意设定),1只可定义输入点,1个RS一232接口。单次质量数据/连续质量数据输出,可用于串接打印机或计算机。预置点输出可提供继电器输出接口、光电隔离接口、模拟量接口及专用PI C接口(Profibus—DP,R10接口,Mod—bus接口).集成功能:称重显示、检重、分选、定值控制功能等。
5 工程实例分析
在化工项目上,很多危险区域存在爆炸性物质,如油性车间,应采用防爆衡器。防爆衡器主要有两大类型:复合型和本安型。复合型是指秤台在危险区,仪表在安全区,秤台与仪表之间加安全栅。本安型配置是指仪表和秤台均在危险区,如果要接位于安全区的外设,必须通过光纤通讯套件。根据某工厂要求既要求现场操控,又要在PLC上直接控制,但现场是防爆区,选取本安型配置要加隔爆电源和光纤通讯套件,增加了工程投资。如果选取复合型,把仪表放置在控制室.观察数据和现场操作不太方便,也体现不了总线化接线的优势。而且工艺要求对罐加入不同定量的多种溶剂,需要现场设定,为适合需要,最后方案确定为在现场设置仪表控制箱,内置能设置在防爆2区BT4环境下的Panther仪表和人机界面,实现在现场的操作要求。系统组成如图1所示。
图1 防爆称重系统组成图
6 结束语
由于称重模块精度高,在涂料罐的定量配比工艺流程已得到广泛的应用。上海立邦公司某车间经过调试运行,证实配比精度高,能更好地保证涂料的质量,并已投产。立邦公司在广州的涂料车间也正按上述方案在设计。
关键词:称重模块;人机界面;涂料
称重模块是一种广泛应用的新型传感器。它将高精度剪切梁传感器、负荷传递装置与安装连接板等部件合为一体,既保证了剪切梁传感器精度高、稳定性好的特点,又解决了因安装不当造成称量误差的问题。
称重模块分为两类:静载称重模块和动载称重模块。
静载称重模块主要适用于侧向力较小的静载荷称重场合;
动载称重模块主要适用于承受水平作用力的机械装置如流水线、传送带等。在当今涂料生产工艺上,随着对涂料品质的进一步要求,合成各物料的比例要求越来越精确,使得称重模块得到广泛的应用。本文着重介绍梅特勒一托利多衡器有限公司的FW 静载称重模块在称重系统中的应用。
1 称重模块特点
称重模块1个突出的特点在于其简单合理的设计,没有需焊接的部件,也不需要额外的配件,所有模块的制造、组装、测试都符合质量标准,使调试安装工作更方便、快速,并能在形状各异的物体上安装。传统的电子称重系统,在进行静态载荷或动态载荷称重时,很容易受到周围环境的干扰,影响系统称量准确性的因素很多,一些出自系统本身,如系统的设计、安装、标定及维护;
另一些是外部因素,如上升气流、震动及温度变化。称重模块与传统电子称重系统相比,减少了这些因素在称重过程中的影响,因为整个系统只有1个传感器是刚性连接(固定式模块),秤体可以通过其他的浮动式、半浮动模块来承受膨胀和收缩。
2 称重模块构造
Fw 静载称重模块由顶板、底板、SB系列剪切梁称重传感器、传感器承压头及支撑螺栓等部件构成。在称量时,载荷作用于顶板,通过传感器承压头施加到传感器的承载点上。传感器将容器所产生的压力转化成电信号输出到仪表。模块的容量依据其所用传感器而定,Fw 称重模块的容量为0.5~ 50t。Fw 静载称重模块根据传感器的不同组装方式可分成3种类型:固定式模块、半浮动模块和浮动式模块。
这3种类型模块的组合可使称重系统免受热胀冷缩的影响,保证传感器的受力点不变。固定式模块通过一固定点连接传感器和顶板,使传感器不能平移,但可以围绕固定点旋转;半浮动模块阻止秤体围绕固定式模块转动,但允许秤体因热胀冷缩而产生径向移动;浮动式模块只承受垂直载荷。1套简单的称重系统必须由1只固定式模块,1只半浮动模块及一些浮动式模块组成。半浮动模块必须安装在固定模块的对角上且其自由轴指向固定式模块(4模块系统)或与径向一致(3模块系统)。
3 称重模块的选择
3.1 确定FW 静载称重模块的数量安装过程中支撑脚的数量应视秤体形状、尺寸而定。一般而言,垂直放置的圆柱形容器比较适合3只传感器的配置,水平放置的容器或方形用4只传感器比较适合。总载荷应尽可能平均地作用在每个传感器上。当3个支撑脚不能很好地支撑整个秤体时,应加另外的支撑脚,使传感器在整个量程都能受力,包括空载状态。对于已安装支撑脚的罐,可根据支撑脚数量来确定称重模块数量。
3.2 确定传感器的容量
依照以下原则选定所需传感器的容量和模块类型
1)计算秤体的皮重(空载时),并加上冲击、震动外力等可能附加的重量。
2)估计所需称量的最大载荷。
3)将皮重和最大载荷相加得毛重。将毛重乘以1.5倍,即可确定所选用传感器的最小容量,所有的传感器应选取相同的容量,传感器的选用应和计算出的容量相匹配,避免影响系统的灵敏度。容量选择时应满足以下关系式:
单只模块容量>1.5K(mo+ ms)/n
1.5— — 标准安全系数;
m。— — 空罐的质量;
ms— — 满载时最大载荷;
K— — 附加安全系数(若风力、晃动、震动等影响很小,K一1);
n— — 称重模块数量。
如一只油漆罐空罐的质量是4.0 t,满载荷是10.3 t,选择3个模块称重,则单只模块容量应大于1.5×1×(4.0+ 10.3)/3—7.15t,根据模块额定载荷最后选择10 t的模块。
3.3 注意事项
1)容器在设计时应考虑标定时安放砝码的位置及安装维修时的千斤顶工作位;
2)模块上支架偏斜而引起与水平线的夹角不大于0.5。,基座支架结构扭转或偏斜而引起与水平线夹角不大于0.5。;
3)模块基座支架结构偏斜(挠度)一致;
4)支承罐体的基础(或楼层)应有足够的承载力及刚度,基础挠度变形小于3 mm;
5)罐体的进、出口应尽量采用软连接;
6)每只模块应有独立的接地;
7)安装完成后必须进行标定。
4 称重系统构成
称重控制终端的任务就是接收来自传感器的模拟信号,并将之显示为实际的质量读数。在实际称重中,还需根据用户的配置及要求提供必要的数据或控制信号。常用的控制终端为Panther系列。有面板安装和台式安装方式,工作电压220 V AC/5o Hz,6只防水功能键,7位荧光数码显示,3只质量预置点输出(容量可任意设定),1只可定义输入点,1个RS一232接口。单次质量数据/连续质量数据输出,可用于串接打印机或计算机。预置点输出可提供继电器输出接口、光电隔离接口、模拟量接口及专用PI C接口(Profibus—DP,R10接口,Mod—bus接口).集成功能:称重显示、检重、分选、定值控制功能等。
5 工程实例分析
在化工项目上,很多危险区域存在爆炸性物质,如油性车间,应采用防爆衡器。防爆衡器主要有两大类型:复合型和本安型。复合型是指秤台在危险区,仪表在安全区,秤台与仪表之间加安全栅。本安型配置是指仪表和秤台均在危险区,如果要接位于安全区的外设,必须通过光纤通讯套件。根据某工厂要求既要求现场操控,又要在PLC上直接控制,但现场是防爆区,选取本安型配置要加隔爆电源和光纤通讯套件,增加了工程投资。如果选取复合型,把仪表放置在控制室.观察数据和现场操作不太方便,也体现不了总线化接线的优势。而且工艺要求对罐加入不同定量的多种溶剂,需要现场设定,为适合需要,最后方案确定为在现场设置仪表控制箱,内置能设置在防爆2区BT4环境下的Panther仪表和人机界面,实现在现场的操作要求。系统组成如图1所示。
图1 防爆称重系统组成图
6 结束语
由于称重模块精度高,在涂料罐的定量配比工艺流程已得到广泛的应用。上海立邦公司某车间经过调试运行,证实配比精度高,能更好地保证涂料的质量,并已投产。立邦公司在广州的涂料车间也正按上述方案在设计。
衡器国家行业标准目录
GB/T 335-2002 非自行指示秤
GB/T 7551-1997 称重传感器
GB/T 7721-2007 连续累计自动衡器
GB/T 7722-2005 电子台案秤
GB/T 7723-2002 固定式电子衡
GB/T 7724-1999 称重显示控制器
GB/T 11883-2002 电子吊秤
GB/T 11884-2000 弹簧度盘秤
GB/T 11885-1999 自动轨道衡
GB 14249.1-1993 电子衡器安全要求
GB/T 14249.2-1993 电子衡器通用技术条件
GB/T 14250-1993 衡器术语
GB/T 15561-1995 静态电子轨道衡
GB/T 21296-2007 动态公路车辆自动衡器
QB/T 1075-1991 杠杆式地上衡
QB/T 1076-1991 QGT型轻轨道衡
QB/T 1077-1991 静态机械轨道衡
QB/T 1078-1991 电子料斗秤
QB 1563-1992 衡器产品型号编制方法
QB/T 2065-1994 人体秤
QB/T 2066-1994 象限杆度盘秤
QB/T 2087-1995 架盘天平
QB/T 2501-2000 重力式自动装料衡器
QB/T2823- 非自行指示轨道衡
GB/T 7551-1997 称重传感器
GB/T 7721-2007 连续累计自动衡器
GB/T 7722-2005 电子台案秤
GB/T 7723-2002 固定式电子衡
GB/T 7724-1999 称重显示控制器
GB/T 11883-2002 电子吊秤
GB/T 11884-2000 弹簧度盘秤
GB/T 11885-1999 自动轨道衡
GB 14249.1-1993 电子衡器安全要求
GB/T 14249.2-1993 电子衡器通用技术条件
GB/T 14250-1993 衡器术语
GB/T 15561-1995 静态电子轨道衡
GB/T 21296-2007 动态公路车辆自动衡器
QB/T 1075-1991 杠杆式地上衡
QB/T 1076-1991 QGT型轻轨道衡
QB/T 1077-1991 静态机械轨道衡
QB/T 1078-1991 电子料斗秤
QB 1563-1992 衡器产品型号编制方法
QB/T 2065-1994 人体秤
QB/T 2066-1994 象限杆度盘秤
QB/T 2087-1995 架盘天平
QB/T 2501-2000 重力式自动装料衡器
QB/T2823- 非自行指示轨道衡
数字式汽车衡的安装调试方法
一、引言
数字式传感器和数字式仪表技术的发展,数字式称重系统现在已逐渐成为称重技术领域的新宠,以其调试简便高效、适应现场能力强等优势正在称重技术领域展露头角。其中在汽车衡和静态轨道衡上的应用最为普遍。
数字式汽车衡因为采用数字称重技术,构成方式与传统的模拟汽车衡存在较大的差异,首先,数字式汽车衡的仪表(或计算机)和传感器之间的接口属于数字通讯(一般为RS485通讯方式)接口,仪表直接接收的是传感器送出的数字信号,传输线长度可达1000米;而普通的模拟式汽车衡仪表和传感器之间的接口属于模拟接口,仪表首先接收传感器的模拟信号,然后再对其进行A/D转换后才能进一步处理,传输距离一般在20~30米。其次,由于数字式汽车衡接收的是数字信号,调整角差时直接在仪表中通过软件来处理,而不像模拟式汽车衡那样,需要调整接线盒中的电位器来达到调整角差目的。这些明显的差异,也就决定了数字式汽车衡在安装调试时存在诸多有别于模拟式汽车衡的地方。
二、数字式汽车衡的安装调试方法
前面已经提过,数字式汽车衡采用的是数字式传感器,传感器一般直接输出的为RS485方式的数字信号,所以,组成汽车衡时即可采用数字式称重仪表,也可直接采用计算机配专用软件。两种构成方式在安装调试上无太大区别,为描述方便,下面都以数字式仪表为例予以说明。
第一、数字式仪表和数字式传感器的接口连接:这是数字式汽车衡的安装调试的关键。
首先要明确接口中各引脚的定义。数字传感器一般均采用RS485通讯方式接口,但由于使用习惯和设计习惯等差异,这中间又存两线制和四线制RS485接口方式的差异,连接时需要加以区分。两线制的RS485接口属于我们常规使用中见的最多的一种方式,传感器输出总共5根线,分别为:屏蔽线、电源正、地(GND)、接收正/发送正(A/T+)和接收负/发送负(B/T-),可以配接两线制和四线制RS485接口的数字仪表。接口连接方式如下图1所示:
(图1)2线制RS485传感器与4线制RS485和2线制RS485仪表接口方式
四线制RS485接口的传感器一般输出线为7根,包括:屏蔽线、电源、地线(GND)、接收正(+R)、接收负(-R)、发送正(+T)、发送负(-T)等。四线制RS485接口的传感器,一般只能连接提供4线制接口的仪表,强烈建议不要使用在两线制接口的数字仪表上,否则会出现数据通讯故障。接口方式如图2所示。
注意,无论那种接线方式,接线时首先一定要确保电源线连接正确,尤其在整个秤安装完毕后通电调试前,一定要仔细核对和检查电源线接线的正确性,否则极易造成数字传感器内部电路损坏。
图2 4线制RS485传感器与4线制RS485仪表接口方式
三、数字式汽车衡安装前的准备工作(前期预备调试):
安装前,应认真做好以下准备工作,为后面的安装和调试提供便利。
1. 首先确定数字传感器所使用的通讯速度、数据格式以及通讯字符串格式等与数字仪表内部定义的是否一致。数字式仪表和数字式传感器以RS485通讯方式连接,所以通讯速度(波特率)、数据格式(包括数据位数、停止位位数、校验方式等)必须一致;同时,通讯数据和命令要能被正确解析,通讯字符串格式也必须与仪表收发的字符串格式一致。例如:HBM的数字传感器,就具有9600和19200两种通讯波特率,7位和8位两种数据位数,校验方式也存在无校验、奇校验和偶校验等3种方式,通讯字符串格式也存在Formate1~Formate4等多种,使用前若不确定清除,极易为后面的调试带来很大的麻烦。
如果存在参数不一致,安装前必须先通过数字传感器自带的设置软件将数字传感器的通讯波特率和数据格式设置的与仪表一致。有些数字仪表如耀华的XK3190-DS1、DS2等具有开机自动检测和设置通讯参数的功能,直接将数字传感器逐个与仪表连接即可完成通讯参数设置。
2. 确定数字传感器的自身滤波强度。
数字传感器自身滤波强度的设置没有一个固定的标准,一般能满足现场使用要求即可。根据现场经验,一般我们建议可将传感器的滤波强度设置的比最终汽车衡工作的滤波强度低1~3个级别。以HBM的数字传感器为例,假如我们最终的汽车衡实际工作时使用的滤波强度为5级,就可以将HBM的数字传感器设置在4级以下(0.5Hz以上),后续的滤波由仪表完成,一般仪表滤波可设置在3级或3级以上。
如果没有条件修改数字传感器滤波强度,当使用中发现数字数字传感器数据反应过慢时或稳定性差时,也可以通过降低或提高仪表滤波强度方式来达到同样的效果。
3. 设置和标识数字式传感器的通讯地址。
设置数字式传感器的通讯地址,有人会习惯于传感器安装完毕后再进行。为了方便后期安装调试工作,建议最好在传感器安装前完成此项工作。设置操作即可使用传感器自带的软件,也可使用数字仪表提供的通讯地址设置功能来完成。对此没有统一要求,用户可根据现场条件选择。传感器地址最好依照安装次序由小到大编码,例如8个传感器,可依次将通讯地址设为:1、2、3、4、5、6、7和8。每个数字式传感器设置完毕后,最好在传感器醒目位置及与接线盒的接口端做出明显的标识,便于后续的安装和连接。
4. 数字式传感器最大输出码值的确认。
数字式传感器最大输出码值(即满量程输出码值)一般用户会不大去关心,其实最大输出码值与汽车衡最终的所能达到的计量精度及示值稳定至关重要。由于汽车衡都采用多个传感器,且每个传感器实际使用的信号范围一般都在1/3~1/4F.S内,如果最大输出码值为30,000码,若每个传感器使用1/4量程信号,则每个传感器实际最大输出码值为7500码,假如整个秤体由8个传感器构成,则秤体满量程实际输出为60000码。如果秤最终按1/5000的精度来标定,则每个d=12码,这样的话,传感器每跳动6码就会产生1个分度的跳动,从而导致最终示值不稳定;同时,对于秤最终零位处理也带来诸多问题。所以,建议用户一定要注意将传感器最大输出码值设置的足够大,比如HBM的数字式传感器,最好确保满载输出为100万码。
四、数字式汽车衡的秤体安装
数字式汽车衡的秤体安装要求,与一般模拟式汽车衡的安装要求一样,也需要做到基础平整可靠,传感器和秤台接触良好,每个传感器受力相对均匀等。
个别用户都会有这样一个错误的观点:认为数字式汽车衡由于进行的是数字方式,可调整的范围极其大,所以不必严格要求每个数字传感器受力均匀。数字式汽车衡数字调角差的范围的确很大,无论传感器受力差异再大,都能修正过来;但是,现场经验证明,这样调试的结果都是暂时的,在使用一段时间后,角差和线性都会发生较严重的改变,导致计量准确度变差。同时,我们发现,在传感器受力不均匀的情况下,数字角差修正的精度也不太理想。
一般,我们在一台数字式汽车衡安装完毕后,应先在仪表上设置完传感器的相关参数(包括传感器类型、数量、每个角位对应的传感器等),并对秤进行一次简单标定,然后用尽可能接近满量程的重物(例如汽车配载砝码)在秤台上来回压2~6次,以保证秤台各部分稳固,传感器垂直受力。压完后要能看到秤台压在空秤时可靠回零,否则需检查秤台和传感器是否存在安装问题,基础是否存在不实等问题,问题解决后再重压秤台2~3次,查看秤回零情况。
当整个秤体回零理想后,通过查看空秤时每个传感器输出的码值来初步评估传感器受力情况,我们通过下面的例子来简要说明以下评估的方法。
例如:一台数字式汽车衡秤体,共安装了8个数字式传感器,地址分别为1~8,分别分布在八个角位(即安装位置),如图3所示。
图3 数字式汽车衡秤体平面示意图
评估方法:在空秤状态下查看各角位传感器内码,符合下面三个条件,说明秤台安装良好,传感器受力相对均匀:
1)角位一和八、二和七、三和六以及角位四和角位五内码相差不是很大(经验值:差值在20%以内,越小越好)。
2)角位一、四、五、八之间内码相差不是很大,角位二、三、六、七之间内码相差不是很大(经验值:差值在20%以内,越小越好)。
3)角位二、三、六、七的码值近似的约为角位一、四、五、八码值的两倍左右。
上述举例的方法和原则同样适用于4个和6个或8个以上数字式传感器的数字式汽车衡。
从图3读者也可以看出,数字式传感器的安装也尽可能的按地址顺序有规律的排布,这样会给后面的角差调整提供诸多方便。
五、数字式汽车衡的角差修正
当前面所有工作完成后,就可以开始对数字式汽车衡进行角差修正。角差修正前建议最好对仪表进行一次简单的标定,然后再开始压角和调整角差。一般数字式汽车衡仪表都提供手动和自动两种角差修正方法,使用哪一种方法全都依赖个人习惯。笔者建议最好先自动修正角差,然后通过手动进行微调修正,这样,最终可得到非常理想的校正结果。
完成了角差修正,就可以开始对称进行标定和其它计量性能检测了。
结束语
数字式称重系统是新兴的称重技术,也是未来称重技术发展的一个方向。它以其诸多便利和优点正在为越来越多的人接收和喜爱。数字式汽车衡是数字式称重系统中最具代表性的产品之一,通过对它安装和调试方法的简单介绍,我们不难发现,数字式称重系统的安装和调试既有它独特的地方,又与普通模拟称重系统存在很多相似之处。
数字式传感器和数字式仪表技术的发展,数字式称重系统现在已逐渐成为称重技术领域的新宠,以其调试简便高效、适应现场能力强等优势正在称重技术领域展露头角。其中在汽车衡和静态轨道衡上的应用最为普遍。
数字式汽车衡因为采用数字称重技术,构成方式与传统的模拟汽车衡存在较大的差异,首先,数字式汽车衡的仪表(或计算机)和传感器之间的接口属于数字通讯(一般为RS485通讯方式)接口,仪表直接接收的是传感器送出的数字信号,传输线长度可达1000米;而普通的模拟式汽车衡仪表和传感器之间的接口属于模拟接口,仪表首先接收传感器的模拟信号,然后再对其进行A/D转换后才能进一步处理,传输距离一般在20~30米。其次,由于数字式汽车衡接收的是数字信号,调整角差时直接在仪表中通过软件来处理,而不像模拟式汽车衡那样,需要调整接线盒中的电位器来达到调整角差目的。这些明显的差异,也就决定了数字式汽车衡在安装调试时存在诸多有别于模拟式汽车衡的地方。
二、数字式汽车衡的安装调试方法
前面已经提过,数字式汽车衡采用的是数字式传感器,传感器一般直接输出的为RS485方式的数字信号,所以,组成汽车衡时即可采用数字式称重仪表,也可直接采用计算机配专用软件。两种构成方式在安装调试上无太大区别,为描述方便,下面都以数字式仪表为例予以说明。
第一、数字式仪表和数字式传感器的接口连接:这是数字式汽车衡的安装调试的关键。
首先要明确接口中各引脚的定义。数字传感器一般均采用RS485通讯方式接口,但由于使用习惯和设计习惯等差异,这中间又存两线制和四线制RS485接口方式的差异,连接时需要加以区分。两线制的RS485接口属于我们常规使用中见的最多的一种方式,传感器输出总共5根线,分别为:屏蔽线、电源正、地(GND)、接收正/发送正(A/T+)和接收负/发送负(B/T-),可以配接两线制和四线制RS485接口的数字仪表。接口连接方式如下图1所示:
(图1)2线制RS485传感器与4线制RS485和2线制RS485仪表接口方式
四线制RS485接口的传感器一般输出线为7根,包括:屏蔽线、电源、地线(GND)、接收正(+R)、接收负(-R)、发送正(+T)、发送负(-T)等。四线制RS485接口的传感器,一般只能连接提供4线制接口的仪表,强烈建议不要使用在两线制接口的数字仪表上,否则会出现数据通讯故障。接口方式如图2所示。
注意,无论那种接线方式,接线时首先一定要确保电源线连接正确,尤其在整个秤安装完毕后通电调试前,一定要仔细核对和检查电源线接线的正确性,否则极易造成数字传感器内部电路损坏。
图2 4线制RS485传感器与4线制RS485仪表接口方式
三、数字式汽车衡安装前的准备工作(前期预备调试):
安装前,应认真做好以下准备工作,为后面的安装和调试提供便利。
1. 首先确定数字传感器所使用的通讯速度、数据格式以及通讯字符串格式等与数字仪表内部定义的是否一致。数字式仪表和数字式传感器以RS485通讯方式连接,所以通讯速度(波特率)、数据格式(包括数据位数、停止位位数、校验方式等)必须一致;同时,通讯数据和命令要能被正确解析,通讯字符串格式也必须与仪表收发的字符串格式一致。例如:HBM的数字传感器,就具有9600和19200两种通讯波特率,7位和8位两种数据位数,校验方式也存在无校验、奇校验和偶校验等3种方式,通讯字符串格式也存在Formate1~Formate4等多种,使用前若不确定清除,极易为后面的调试带来很大的麻烦。
如果存在参数不一致,安装前必须先通过数字传感器自带的设置软件将数字传感器的通讯波特率和数据格式设置的与仪表一致。有些数字仪表如耀华的XK3190-DS1、DS2等具有开机自动检测和设置通讯参数的功能,直接将数字传感器逐个与仪表连接即可完成通讯参数设置。
2. 确定数字传感器的自身滤波强度。
数字传感器自身滤波强度的设置没有一个固定的标准,一般能满足现场使用要求即可。根据现场经验,一般我们建议可将传感器的滤波强度设置的比最终汽车衡工作的滤波强度低1~3个级别。以HBM的数字传感器为例,假如我们最终的汽车衡实际工作时使用的滤波强度为5级,就可以将HBM的数字传感器设置在4级以下(0.5Hz以上),后续的滤波由仪表完成,一般仪表滤波可设置在3级或3级以上。
如果没有条件修改数字传感器滤波强度,当使用中发现数字数字传感器数据反应过慢时或稳定性差时,也可以通过降低或提高仪表滤波强度方式来达到同样的效果。
3. 设置和标识数字式传感器的通讯地址。
设置数字式传感器的通讯地址,有人会习惯于传感器安装完毕后再进行。为了方便后期安装调试工作,建议最好在传感器安装前完成此项工作。设置操作即可使用传感器自带的软件,也可使用数字仪表提供的通讯地址设置功能来完成。对此没有统一要求,用户可根据现场条件选择。传感器地址最好依照安装次序由小到大编码,例如8个传感器,可依次将通讯地址设为:1、2、3、4、5、6、7和8。每个数字式传感器设置完毕后,最好在传感器醒目位置及与接线盒的接口端做出明显的标识,便于后续的安装和连接。
4. 数字式传感器最大输出码值的确认。
数字式传感器最大输出码值(即满量程输出码值)一般用户会不大去关心,其实最大输出码值与汽车衡最终的所能达到的计量精度及示值稳定至关重要。由于汽车衡都采用多个传感器,且每个传感器实际使用的信号范围一般都在1/3~1/4F.S内,如果最大输出码值为30,000码,若每个传感器使用1/4量程信号,则每个传感器实际最大输出码值为7500码,假如整个秤体由8个传感器构成,则秤体满量程实际输出为60000码。如果秤最终按1/5000的精度来标定,则每个d=12码,这样的话,传感器每跳动6码就会产生1个分度的跳动,从而导致最终示值不稳定;同时,对于秤最终零位处理也带来诸多问题。所以,建议用户一定要注意将传感器最大输出码值设置的足够大,比如HBM的数字式传感器,最好确保满载输出为100万码。
四、数字式汽车衡的秤体安装
数字式汽车衡的秤体安装要求,与一般模拟式汽车衡的安装要求一样,也需要做到基础平整可靠,传感器和秤台接触良好,每个传感器受力相对均匀等。
个别用户都会有这样一个错误的观点:认为数字式汽车衡由于进行的是数字方式,可调整的范围极其大,所以不必严格要求每个数字传感器受力均匀。数字式汽车衡数字调角差的范围的确很大,无论传感器受力差异再大,都能修正过来;但是,现场经验证明,这样调试的结果都是暂时的,在使用一段时间后,角差和线性都会发生较严重的改变,导致计量准确度变差。同时,我们发现,在传感器受力不均匀的情况下,数字角差修正的精度也不太理想。
一般,我们在一台数字式汽车衡安装完毕后,应先在仪表上设置完传感器的相关参数(包括传感器类型、数量、每个角位对应的传感器等),并对秤进行一次简单标定,然后用尽可能接近满量程的重物(例如汽车配载砝码)在秤台上来回压2~6次,以保证秤台各部分稳固,传感器垂直受力。压完后要能看到秤台压在空秤时可靠回零,否则需检查秤台和传感器是否存在安装问题,基础是否存在不实等问题,问题解决后再重压秤台2~3次,查看秤回零情况。
当整个秤体回零理想后,通过查看空秤时每个传感器输出的码值来初步评估传感器受力情况,我们通过下面的例子来简要说明以下评估的方法。
例如:一台数字式汽车衡秤体,共安装了8个数字式传感器,地址分别为1~8,分别分布在八个角位(即安装位置),如图3所示。
图3 数字式汽车衡秤体平面示意图
评估方法:在空秤状态下查看各角位传感器内码,符合下面三个条件,说明秤台安装良好,传感器受力相对均匀:
1)角位一和八、二和七、三和六以及角位四和角位五内码相差不是很大(经验值:差值在20%以内,越小越好)。
2)角位一、四、五、八之间内码相差不是很大,角位二、三、六、七之间内码相差不是很大(经验值:差值在20%以内,越小越好)。
3)角位二、三、六、七的码值近似的约为角位一、四、五、八码值的两倍左右。
上述举例的方法和原则同样适用于4个和6个或8个以上数字式传感器的数字式汽车衡。
从图3读者也可以看出,数字式传感器的安装也尽可能的按地址顺序有规律的排布,这样会给后面的角差调整提供诸多方便。
五、数字式汽车衡的角差修正
当前面所有工作完成后,就可以开始对数字式汽车衡进行角差修正。角差修正前建议最好对仪表进行一次简单的标定,然后再开始压角和调整角差。一般数字式汽车衡仪表都提供手动和自动两种角差修正方法,使用哪一种方法全都依赖个人习惯。笔者建议最好先自动修正角差,然后通过手动进行微调修正,这样,最终可得到非常理想的校正结果。
完成了角差修正,就可以开始对称进行标定和其它计量性能检测了。
结束语
数字式称重系统是新兴的称重技术,也是未来称重技术发展的一个方向。它以其诸多便利和优点正在为越来越多的人接收和喜爱。数字式汽车衡是数字式称重系统中最具代表性的产品之一,通过对它安装和调试方法的简单介绍,我们不难发现,数字式称重系统的安装和调试既有它独特的地方,又与普通模拟称重系统存在很多相似之处。
中华人民共和国计量法
第一章 总 则
第一条 为了加强计量监督管理,保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠,有利于生产、贸易和科学技术的发展,适应社会主义现代化建设的需要,维护国家、人民的利益,制定本法。
第二条 在中华人民共和国境内,建立计量基准器具、计量标准器具,进行计量检定,制造、修理、销售、使用计量器具,必须遵守本法。
第三条 国家采用国际单位制。
国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位,为国家法定计量单位。国家法定计量单位的名称、符号由国务院公布
非国家法定计量单位应当废除。废除的办法由国务院制定。
第四条 国务院计量行政部门对全国计量工作实施统一监督管理。
县级以上地方人民政府计量行政部门对本行政区域内的计量工作实施监督管理。
第二章 计量基准器具、计量标准器具和计量检定
第五条 国务院计量行政部门负责建立各种计量基准器具,作为统一全国量值的最高依据。
第六条 县级以上地方人民政府计量行政部门根据本地区的需要,建立社会公用计量标准器具,经上级人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。
第七条 国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府有关主管部门,根据本部门的特殊需要,可以建立本部门使用的计量标准器具,其各项最高计量标准器具经同级人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。
第八条 企业、事业单位根据需要,可以建立本单位使用的计量标准器具,其各项最高计量标准器具经有关人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。
第九条 县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具,部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具,以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具,实行强制检定。未按照规定申请检定或者检定不合格的,不得使用。实行强制检定的工作计量器具的目录和管理办法,由国务院制定。
对前款规定以外的其他计量标准器具和工作计量器具,使用单位应当自行定期检定或者送其他计量检定机构检定,具级以上人民政府计量行政部门应当进行监督检查。
第十条 计量检定必须按照国家计量检定系统表进行。国家计量检定系统表由国务院计量行政部门制定。
计量检定必须执行计量检定规程。国家计量检定规程由国务院计量行政部门制定。没有国家计量检定规程的,由国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府计量行政部门分别制定部门计量检定规程和地方计量检定规程,并向国务院计量行政部门备案。
第十一条 计量检定工作应当按照经济合理的原则,就地就近进行。
第三章 计量器具管理
第十二条 制造、修理计量器具的企业、事业单位,必须具备与所制造、修理的计量器具相适应的设施、人员和检定仪器设备,经县级以上人民政府计量行政部门考核合格,取得《制造计量器具许可证》或者《修理计量器具许可证》。
制造、修理计量器具的企业未取得《制造计量器具许可证》或者《修理计量器具许可证》的,工商行政管理部门不予办理营业执照。
第十三条 制造计量器具的企业、事业单位生产本单位未生产过的计量器具新产品,必须经省级以上人民政府计量行政部门对其样品的计量性能考核合格,方可投入生产。
第十四条 未经国务院计量行政部门批准,不得制造、销售和进口国务院规定废除的非法定计量单位的计量器具和国务院禁止使用的其他计量器具。
第十五条 制造、修理计量器具的企业、事业单位必须对制造、修理的计量器具进行检定,保证产品计量性能合格,并对合格产品出具产品合格证。
县级以上人民政府计量行政部门应当对制造、修理的计量器具的质量进行监督检查。
第十六条 进口的计量器具,必须经省级以上人民政府计量行政部门检定合格后,方可销售。
第十七条 使用计量器具不得破坏其准确度,损害国家和消费者的利益。
第十八条 个体工商户可以制造、修理简易的计量器具。
制造、修理计量器具的个体工商户,必须经县级人民政府计量行政部门考核合格,发给《制造计量器具许可证》或者《修理计量器具许可证》后,方可向工商行政管理部门申请营业执照。
个体工商户制造、修理计量器具的范围和管理办法,由国务院计量行政部门制定。
第四章 计量监督
第十九条 县级以上人民政府计量行政部门,根据需要设置计量监督员。计量监督员管理办法,由国务院计量行政部门制定。
第二十条 县级以上人民政府计量行政部门可以根据需要设置计量检定机构,或者授权其他单位的计量检定机构,执行强制检定和其他检定、测试任务。
执行前款规定的检定、测试任务的人员,必须经考核合格。
第二十一条 处理因计量器具准确度所引起的纠纷,以国家计量基准器具或者社会公用计量标准器具检定的数据为准。
第二十二条 为社会提供公证数据的产品质量检验机构,必须经省级以上人民政府计量行政部门对其计量检定、测试的能力和可靠性考核合格。
第五章 法律责任
第二十三条 未取得《制造计量器具许可证》、《修理计量器具许可证》制造或者修理计量器具的,责令停止生产、停止营业,没收违法所得,可以并处罚款。
第二十四条 制造、销售未经考核合格的计量器具新产品的,责令停止制造、销售该种新产品,没收违法所得,可以并处罚款。
第二十五条 制造、修理、销售的计量器具不合格的,没收违法所得,可以并处罚款。
第二十六条 属于强制检定范围的计量器具,未按照规定申请检定或者检定不合格继续使用的,责令停止使用,可以并处罚款。
第二十七条 使用不合格的计量器具或者破坏计量器具准确度,给国家和消费者造成损失的,责令赔偿损失,没收计量器具和违法所得,可以并处罚款。
第二十八条 制造、销售、使用以欺骗消费者为目的的计量器具的,没收计量器具和违法所得,处以罚款;情节严重的,并对个人或者单位直接责任人员按诈骗罪或者投机倒把罪追究刑事责任。
第二十九条 违反本法规定,制造、修理、销售的计量器具不合格,造成人身伤亡或者重大财产损失的,比照《刑法》第一百八十七条的规定,对个人或者单位直接责任人员追究刑事责任。
第三十条 计量监督人员违法失职,情节严重的,依照《刑法》有关规定追究刑事责任;情节轻微的,给予行政处分。
第三十一条 本法规定的行政处罚,由县级以上地方人民政府计量行政部门决定。本法第二十七条规定的行政处罚,也可以由工商行政管理部门决定。
第三十二条 当事人对行政处罚决定不服的,可以在接到处罚通知之日起十五日内向人民法院起诉;对罚款、没收违法所得的行政处罚决定期满不起诉又不履行的,由作出行政处罚决定的机关申请人民法院强制执行。
第六章 附 则
第三十三条 中国人民解放军和国防科技工业系统计量工作的监督管理办法,由国务院、中央军事委员会依据本法另行制定。
第三十四条 国务院计量行政部门根据本法制定实施细则,报国务院批准施行。
第三十五条 本法自一九八六年七月一日起施行。
附:刑法有关条文
(一)第二十八条涉及的刑法条款:
第一百五十一条 盗窃、诈骗、抢夺公私财物数额较大的,处五年以下有期徒刑、拘役或者管制。
第一百一十七条 违反金融、外汇、金银、工商管理法规,投机倒把,情节严重的,处三年以下有期徒刑或者拘役,可以并处、单处罚金或者没收财产。
(二)第二十九条、第三十条涉及的刑法条款:
第一百八十七条 国家工作人员由于玩忽职守,致使公共财产、国家和人民利益遭受重大损失的,处五年以下有期徒刑或者拘役。
第一条 为了加强计量监督管理,保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠,有利于生产、贸易和科学技术的发展,适应社会主义现代化建设的需要,维护国家、人民的利益,制定本法。
第二条 在中华人民共和国境内,建立计量基准器具、计量标准器具,进行计量检定,制造、修理、销售、使用计量器具,必须遵守本法。
第三条 国家采用国际单位制。
国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位,为国家法定计量单位。国家法定计量单位的名称、符号由国务院公布
非国家法定计量单位应当废除。废除的办法由国务院制定。
第四条 国务院计量行政部门对全国计量工作实施统一监督管理。
县级以上地方人民政府计量行政部门对本行政区域内的计量工作实施监督管理。
第二章 计量基准器具、计量标准器具和计量检定
第五条 国务院计量行政部门负责建立各种计量基准器具,作为统一全国量值的最高依据。
第六条 县级以上地方人民政府计量行政部门根据本地区的需要,建立社会公用计量标准器具,经上级人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。
第七条 国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府有关主管部门,根据本部门的特殊需要,可以建立本部门使用的计量标准器具,其各项最高计量标准器具经同级人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。
第八条 企业、事业单位根据需要,可以建立本单位使用的计量标准器具,其各项最高计量标准器具经有关人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。
第九条 县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具,部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具,以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具,实行强制检定。未按照规定申请检定或者检定不合格的,不得使用。实行强制检定的工作计量器具的目录和管理办法,由国务院制定。
对前款规定以外的其他计量标准器具和工作计量器具,使用单位应当自行定期检定或者送其他计量检定机构检定,具级以上人民政府计量行政部门应当进行监督检查。
第十条 计量检定必须按照国家计量检定系统表进行。国家计量检定系统表由国务院计量行政部门制定。
计量检定必须执行计量检定规程。国家计量检定规程由国务院计量行政部门制定。没有国家计量检定规程的,由国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府计量行政部门分别制定部门计量检定规程和地方计量检定规程,并向国务院计量行政部门备案。
第十一条 计量检定工作应当按照经济合理的原则,就地就近进行。
第三章 计量器具管理
第十二条 制造、修理计量器具的企业、事业单位,必须具备与所制造、修理的计量器具相适应的设施、人员和检定仪器设备,经县级以上人民政府计量行政部门考核合格,取得《制造计量器具许可证》或者《修理计量器具许可证》。
制造、修理计量器具的企业未取得《制造计量器具许可证》或者《修理计量器具许可证》的,工商行政管理部门不予办理营业执照。
第十三条 制造计量器具的企业、事业单位生产本单位未生产过的计量器具新产品,必须经省级以上人民政府计量行政部门对其样品的计量性能考核合格,方可投入生产。
第十四条 未经国务院计量行政部门批准,不得制造、销售和进口国务院规定废除的非法定计量单位的计量器具和国务院禁止使用的其他计量器具。
第十五条 制造、修理计量器具的企业、事业单位必须对制造、修理的计量器具进行检定,保证产品计量性能合格,并对合格产品出具产品合格证。
县级以上人民政府计量行政部门应当对制造、修理的计量器具的质量进行监督检查。
第十六条 进口的计量器具,必须经省级以上人民政府计量行政部门检定合格后,方可销售。
第十七条 使用计量器具不得破坏其准确度,损害国家和消费者的利益。
第十八条 个体工商户可以制造、修理简易的计量器具。
制造、修理计量器具的个体工商户,必须经县级人民政府计量行政部门考核合格,发给《制造计量器具许可证》或者《修理计量器具许可证》后,方可向工商行政管理部门申请营业执照。
个体工商户制造、修理计量器具的范围和管理办法,由国务院计量行政部门制定。
第四章 计量监督
第十九条 县级以上人民政府计量行政部门,根据需要设置计量监督员。计量监督员管理办法,由国务院计量行政部门制定。
第二十条 县级以上人民政府计量行政部门可以根据需要设置计量检定机构,或者授权其他单位的计量检定机构,执行强制检定和其他检定、测试任务。
执行前款规定的检定、测试任务的人员,必须经考核合格。
第二十一条 处理因计量器具准确度所引起的纠纷,以国家计量基准器具或者社会公用计量标准器具检定的数据为准。
第二十二条 为社会提供公证数据的产品质量检验机构,必须经省级以上人民政府计量行政部门对其计量检定、测试的能力和可靠性考核合格。
第五章 法律责任
第二十三条 未取得《制造计量器具许可证》、《修理计量器具许可证》制造或者修理计量器具的,责令停止生产、停止营业,没收违法所得,可以并处罚款。
第二十四条 制造、销售未经考核合格的计量器具新产品的,责令停止制造、销售该种新产品,没收违法所得,可以并处罚款。
第二十五条 制造、修理、销售的计量器具不合格的,没收违法所得,可以并处罚款。
第二十六条 属于强制检定范围的计量器具,未按照规定申请检定或者检定不合格继续使用的,责令停止使用,可以并处罚款。
第二十七条 使用不合格的计量器具或者破坏计量器具准确度,给国家和消费者造成损失的,责令赔偿损失,没收计量器具和违法所得,可以并处罚款。
第二十八条 制造、销售、使用以欺骗消费者为目的的计量器具的,没收计量器具和违法所得,处以罚款;情节严重的,并对个人或者单位直接责任人员按诈骗罪或者投机倒把罪追究刑事责任。
第二十九条 违反本法规定,制造、修理、销售的计量器具不合格,造成人身伤亡或者重大财产损失的,比照《刑法》第一百八十七条的规定,对个人或者单位直接责任人员追究刑事责任。
第三十条 计量监督人员违法失职,情节严重的,依照《刑法》有关规定追究刑事责任;情节轻微的,给予行政处分。
第三十一条 本法规定的行政处罚,由县级以上地方人民政府计量行政部门决定。本法第二十七条规定的行政处罚,也可以由工商行政管理部门决定。
第三十二条 当事人对行政处罚决定不服的,可以在接到处罚通知之日起十五日内向人民法院起诉;对罚款、没收违法所得的行政处罚决定期满不起诉又不履行的,由作出行政处罚决定的机关申请人民法院强制执行。
第六章 附 则
第三十三条 中国人民解放军和国防科技工业系统计量工作的监督管理办法,由国务院、中央军事委员会依据本法另行制定。
第三十四条 国务院计量行政部门根据本法制定实施细则,报国务院批准施行。
第三十五条 本法自一九八六年七月一日起施行。
附:刑法有关条文
(一)第二十八条涉及的刑法条款:
第一百五十一条 盗窃、诈骗、抢夺公私财物数额较大的,处五年以下有期徒刑、拘役或者管制。
第一百一十七条 违反金融、外汇、金银、工商管理法规,投机倒把,情节严重的,处三年以下有期徒刑或者拘役,可以并处、单处罚金或者没收财产。
(二)第二十九条、第三十条涉及的刑法条款:
第一百八十七条 国家工作人员由于玩忽职守,致使公共财产、国家和人民利益遭受重大损失的,处五年以下有期徒刑或者拘役。
国际度量衡(计量)相关组织
什么是OIPM?
OIPM是「国际度量衡组织(International Organization of Weights & Measures)」的法文简称,于一八七五年由国际米制公约议决在巴黎设立,下设国际度量衡大会(CGPM)、国际度量衡委员会(CIPM)及国际度量衡局(BIPM)等三个组织。
什么是CGPM?多久集会一次?主要任务为何?
CGPM是「国际度量衡大会(General Conference of Weights & Measures)」的法文简称,每四年集会一次,听取国际度量衡委员会的工作报告,并讨论国际单位制(International System of Units, SI制)之改进及推展等事项,及审查会员国最新研究发展出来量测标准。
什么是CIPM?多久集会一次?主要任务为何?
CIPM是「国际度量衡委员会(International Committee of Weights & Measures)」的法文简称,每年集会一次,监督BIPM的业务,并执行国际米制公约及CGPM的决议事项,此外,它并成立八个不同领域的咨询委员会,提供各项量测技术咨询。
什么是BIPM?其成立的宗旨为何?主要任务有哪些?
BIPM是「国际度量衡局(International Bureau of Weights & Measures)」的法文简称,位于巴黎近郊的Sevres市,是一个永久性的科技实验室,成立的宗旨是在确保计量科学的发展及国际度量衡标准的一致性。它的主要任务如下:
建立并收集基本标准原器,以划一并维持国际度量衡标准。
执行国家及国际间标准件的比对。
有关计量科学与量测技术的发展与整合。
建立物理量的基本标准及其实现法。
什么是ILAC?其成立的宗旨为何?目前有多少会员?
ILAC是「国际实验室认证大会(International Laboratory Accreditation Conference)」的英文简称,是一个非官方性的组织,由各国家话区域性的实验室或认证机构所组成。其成立的宗旨为协助与促成各会员间实验室测试与校正作业的国际化,期使检测结果能达到相互认证与接受;并透过会间的共同努力,以不断提升实验室认证技术、经验及资讯管道的交流。目前有四十个经济体及四十四个机构加入。
什么是APLAC?其成立的宗旨为何?目前有多少会员?
APLAC是「亚太实验室联盟(Asia-Pacific Laboratory Accreditation Cooperation)」的英文简称,于一九九一年成立,进行亚太地区实验室的区域性合作事宜。目前参加的会员国有十八个。
什么是APMP?其成立的宗旨为何?目前有多少会员?
APMP是「亚太度量衡计画(Asia-Pacific Metrology Programe)」的英文简称,成立于一九八0年,是一个借着共享度量衡领域之设备与经验而改善亚太地区各国量测能力的计画,目前共有十九个国家为其会员国。其主要活动如下:
国家量测系统的资讯交换
人员训练
国家标准的校正
量测能力的评估
什么是OIML?其成立的宗旨为何?目前有多少会员?
OIML是「国际法定度量衡组织(International Organization for Legal Metrology)」的法文简称,成立于一九五五年,其宗旨在提供并促进各国法定度量衡系统及量测仪器有一个共同的国际基础。目前参加的会员国有五十五个。
什么是NTEP?其成立的宗旨为何?
NTEP是美国为了保证贸易和商业的公正性,保护用户的利益不受损害,对用于贸易和商业的称重、计量产品进行的型式评定程序(the National Type Evaluation Program)的简称。NTEP证书是由美国称重计量协会 (the National Conference on Weights and Measure,简称NCWM)发放的官方符合性证书,它表明产品已成功通过NTEP的评估,符合美国称重和计量法规要求。用于贸易和商业的产品必须得到NTEP证书方可在美国市场销售,对于非贸易和商业的产品,NTEP认证不是必须的,制造商可以自主决定是否需要取得NTEP证书。用于贸易和商业的产品如衡器、出租车计费器、水表、电表、油量计等称重和计量设备均须得到NTEP证书。
OIPM是「国际度量衡组织(International Organization of Weights & Measures)」的法文简称,于一八七五年由国际米制公约议决在巴黎设立,下设国际度量衡大会(CGPM)、国际度量衡委员会(CIPM)及国际度量衡局(BIPM)等三个组织。
什么是CGPM?多久集会一次?主要任务为何?
CGPM是「国际度量衡大会(General Conference of Weights & Measures)」的法文简称,每四年集会一次,听取国际度量衡委员会的工作报告,并讨论国际单位制(International System of Units, SI制)之改进及推展等事项,及审查会员国最新研究发展出来量测标准。
什么是CIPM?多久集会一次?主要任务为何?
CIPM是「国际度量衡委员会(International Committee of Weights & Measures)」的法文简称,每年集会一次,监督BIPM的业务,并执行国际米制公约及CGPM的决议事项,此外,它并成立八个不同领域的咨询委员会,提供各项量测技术咨询。
什么是BIPM?其成立的宗旨为何?主要任务有哪些?
BIPM是「国际度量衡局(International Bureau of Weights & Measures)」的法文简称,位于巴黎近郊的Sevres市,是一个永久性的科技实验室,成立的宗旨是在确保计量科学的发展及国际度量衡标准的一致性。它的主要任务如下:
建立并收集基本标准原器,以划一并维持国际度量衡标准。
执行国家及国际间标准件的比对。
有关计量科学与量测技术的发展与整合。
建立物理量的基本标准及其实现法。
什么是ILAC?其成立的宗旨为何?目前有多少会员?
ILAC是「国际实验室认证大会(International Laboratory Accreditation Conference)」的英文简称,是一个非官方性的组织,由各国家话区域性的实验室或认证机构所组成。其成立的宗旨为协助与促成各会员间实验室测试与校正作业的国际化,期使检测结果能达到相互认证与接受;并透过会间的共同努力,以不断提升实验室认证技术、经验及资讯管道的交流。目前有四十个经济体及四十四个机构加入。
什么是APLAC?其成立的宗旨为何?目前有多少会员?
APLAC是「亚太实验室联盟(Asia-Pacific Laboratory Accreditation Cooperation)」的英文简称,于一九九一年成立,进行亚太地区实验室的区域性合作事宜。目前参加的会员国有十八个。
什么是APMP?其成立的宗旨为何?目前有多少会员?
APMP是「亚太度量衡计画(Asia-Pacific Metrology Programe)」的英文简称,成立于一九八0年,是一个借着共享度量衡领域之设备与经验而改善亚太地区各国量测能力的计画,目前共有十九个国家为其会员国。其主要活动如下:
国家量测系统的资讯交换
人员训练
国家标准的校正
量测能力的评估
什么是OIML?其成立的宗旨为何?目前有多少会员?
OIML是「国际法定度量衡组织(International Organization for Legal Metrology)」的法文简称,成立于一九五五年,其宗旨在提供并促进各国法定度量衡系统及量测仪器有一个共同的国际基础。目前参加的会员国有五十五个。
什么是NTEP?其成立的宗旨为何?
NTEP是美国为了保证贸易和商业的公正性,保护用户的利益不受损害,对用于贸易和商业的称重、计量产品进行的型式评定程序(the National Type Evaluation Program)的简称。NTEP证书是由美国称重计量协会 (the National Conference on Weights and Measure,简称NCWM)发放的官方符合性证书,它表明产品已成功通过NTEP的评估,符合美国称重和计量法规要求。用于贸易和商业的产品必须得到NTEP证书方可在美国市场销售,对于非贸易和商业的产品,NTEP认证不是必须的,制造商可以自主决定是否需要取得NTEP证书。用于贸易和商业的产品如衡器、出租车计费器、水表、电表、油量计等称重和计量设备均须得到NTEP证书。
OIML型式合格证书申请表
申请单位名称:
Name of Applicant:
国名:
Name of Country:
地址:
Address:
邮政编码:
Post Cord:
电话:
Tel:
传真
Fax:
负责人:(签字)
Signature of person responsible:
联系人:(签字)
Signature of liaison person
申请日期:
Date if application:
OIML 中国秘书处:
根据“OIML计量器具证书制度”第3.1.1款规定,我单位下列计量器具产品样机申请“OIML合格证书”。
Office for OIML Affairs:
According to the clause 3.1.1 of OIML Certificate System for Measuring Instrument, I apply to OIML certificate of Conformity for samples of measuring instrument as follows:
产品名称:
Name of instrument:
型号:
Type:
样机编号:
Number of sample:
技术规格:
Specification:
是否向其它国家的CIML委员有过申请?
Whether to apply to any other CIML Member for a certificate?
□ 是 申请结果:
Yes Result of application:
□ 否
No
是否进行过型式批准?
Whether to have any type approval?
□ 是 发证单位:
Yes Issuing authority:
证书号:
Number of Certificate:
□ 否
No
样机照片:
Photos of sample:
产品简要说明(包括原理、结构、特征):
Brief description (principle, construction and characters etc):
审查意见和处理决定:
Checking conclusion and decision:
填表说明:
1. 不同品种的计量器具分别填写申请书。
申请书一式四份(申请单位、申请受理人、型式试验单位、OIML中国秘书处各一份)。
3. 填写整齐清楚。模糊和无印章(国内)、无签字(国外)无效。
4. 技术规格主要包括:测量范围、准确度等级、仪器分辨率、仪器适用范围、仪器的体积、重量等。
审查意见和处理决定由接受申请的单位填写。内容包括是否接受申请,是否需要做试验以及做试验的单位。
6. 申请者除提交申请书和样机外,还需提供下述文件:
A. 技术说明书
产品检验方法
C. 型式批准证书及试验报告(如果有)
7. 除产品简要说明外此表用中英两种文字填写。
Note:
1. Different categories of measuring instruments should be applied separately.
2. Four copies of an application (applicant, representative of applicant, testing body and Office for OIML Affairs has one copy separately).
3. Application should be tidy and clear. Ambiguous and without seal (domestic) or sign (foreign country) are invalid.
4. Specification (measuring range, accuracy class, resolution, applicable scope, weigh and volume: L.W.H.)
5. Checking conclusion and decision is filled by body accepted application: In checking conclusion and decision, body accepted should made it clear whether application to be accepted and any tests to be required and laboratories responsible testing.
6. Except for application and samples, documents are required:
A. Technical manual
B. Testing methods
C. Type approval certificate and test report (if applicable).
7. Filling this application both in Chinese and English except brief description.
Name of Applicant:
国名:
Name of Country:
地址:
Address:
邮政编码:
Post Cord:
电话:
Tel:
传真
Fax:
负责人:(签字)
Signature of person responsible:
联系人:(签字)
Signature of liaison person
申请日期:
Date if application:
OIML 中国秘书处:
根据“OIML计量器具证书制度”第3.1.1款规定,我单位下列计量器具产品样机申请“OIML合格证书”。
Office for OIML Affairs:
According to the clause 3.1.1 of OIML Certificate System for Measuring Instrument, I apply to OIML certificate of Conformity for samples of measuring instrument as follows:
产品名称:
Name of instrument:
型号:
Type:
样机编号:
Number of sample:
技术规格:
Specification:
是否向其它国家的CIML委员有过申请?
Whether to apply to any other CIML Member for a certificate?
□ 是 申请结果:
Yes Result of application:
□ 否
No
是否进行过型式批准?
Whether to have any type approval?
□ 是 发证单位:
Yes Issuing authority:
证书号:
Number of Certificate:
□ 否
No
样机照片:
Photos of sample:
产品简要说明(包括原理、结构、特征):
Brief description (principle, construction and characters etc):
审查意见和处理决定:
Checking conclusion and decision:
填表说明:
1. 不同品种的计量器具分别填写申请书。
申请书一式四份(申请单位、申请受理人、型式试验单位、OIML中国秘书处各一份)。
3. 填写整齐清楚。模糊和无印章(国内)、无签字(国外)无效。
4. 技术规格主要包括:测量范围、准确度等级、仪器分辨率、仪器适用范围、仪器的体积、重量等。
审查意见和处理决定由接受申请的单位填写。内容包括是否接受申请,是否需要做试验以及做试验的单位。
6. 申请者除提交申请书和样机外,还需提供下述文件:
A. 技术说明书
产品检验方法
C. 型式批准证书及试验报告(如果有)
7. 除产品简要说明外此表用中英两种文字填写。
Note:
1. Different categories of measuring instruments should be applied separately.
2. Four copies of an application (applicant, representative of applicant, testing body and Office for OIML Affairs has one copy separately).
3. Application should be tidy and clear. Ambiguous and without seal (domestic) or sign (foreign country) are invalid.
4. Specification (measuring range, accuracy class, resolution, applicable scope, weigh and volume: L.W.H.)
5. Checking conclusion and decision is filled by body accepted application: In checking conclusion and decision, body accepted should made it clear whether application to be accepted and any tests to be required and laboratories responsible testing.
6. Except for application and samples, documents are required:
A. Technical manual
B. Testing methods
C. Type approval certificate and test report (if applicable).
7. Filling this application both in Chinese and English except brief description.
电子衡器的基本常识
何谓「衡器」?
一般称作秤又称磅秤(因欧美国家之秤重单位为英磅制,故以磅字取之)。
衡量仪器简称为衡器是秤与天平的总称,是量测物体质量的器具,简单说就是秤重、秤物品的一种器具。
衡器有何用途?
电子衡器种类;使用者
第四级:体重秤、厨房秤;家庭。
第三级:计价秤、计重秤、计数秤;市场、各类工厂。
第二级:珠宝天平、实验室天平、纺织天平、工业天平;食品业、电子业、银楼、制药厂、学校实验室、纺织厂。
第一级:质量比较仪、分析天平;研究机构、制药厂、化学工厂、油漆与染料厂。
电子衡器的组成为何?
承载与传力结构---被秤物体与秤重传感器之间的机械结构,包含秤盘、支秤架、连结元件及过载保护。
秤重传感器---将质量转换为电量讯号的转换元件。其结构为电桥,电量讯号量测、处理与数据输出装置。
类比电子电路:讯号放大器、滤波器、补偿器、AD转换器。
数位电子电路:微处理器、单晶片微电脑、RAM、ROM。
数据输出装置:显示器、列印机(Printer)、4-20MA、0-10VA、RELAY OUTPUT 、BCD。
数据传输装置:Current Loop、RS232C、IEEE488、RS-485、甚至使用无线电传输。
数据显示方式:LCD、LED、VFD
何谓「非自动衡器」?
需藉由人力来操作之秤。
例如传统制之机械杠杆秤,须在表尺另一侧置同等倍数之法码子,与结构内之杠杆,产生不同之牵引力,在表尺取得重量值,使用上耗时且精度仅在1/3000以下,渐被时代淘汰。
何谓「最大秤量」?
最大秤重能力(满载值),表示这一部秤最大能秤重到多重。
何谓「最小刻度」?
起跳值,例︰60Kg×5g,5g即为最小刻度,即最小感量。
何谓「刻度间隔」?
感量=( e ),表示每一跳会增加多少重量,例如︰300g×0.001g,0.001g即为感量。
何谓「刻度间隔数」?
如秤由10g起跳,每10g为一刻度直到最大秤量共为多少个刻度数,例如︰ 100kg×10g,(100×1000)÷10=10000,10000即为刻度间隔数。
何谓「精密度」?
例:秤量6000g最小刻度(感量)0.5g。即05/6000=1/12000 1/12000即为此秤之精密度。
何谓「电磁干扰」?
无线电波所产生之干扰通称之,例如︰大哥大手机所发出的电波。
何谓「内部解析度」?
即内部精密度,如5 COUNT 1跳,则5 COUNT即为内部解析度,例如︰100g(秤重)×0.01g(感量),5 COUNT 1跳,0.01g÷100g=1/10000(精密度),1/10000÷5=1/50000(内部解析度),内部解析主要为让CPU作运算用。
内部解析度:主要常用于计数秤,简单的说即为Counting Scale所能计数分析之最小值。
何谓「OFFSET值」?
由COUNT中取一值做为开机零点值,主要为使秤保持在正常运作,以避免有不当情况发生。 (count:指内部解析值) 一般秤在设定时,会由软体人对该机型的秤定义-OFF SET值,即零点值,可供调整时的判断及依据。
何谓「SPAN值」?
放负载于秤所显示之值,即为SPAN,使秤放多少重量就显示多少重量,使秤不致有太大的误差出现。
何谓「重复性」?
取一砝码重复放于秤上,看显示重量是否相同并记录。
每次所秤的值之误差大小。即可决定产品之品质。
何谓「线性」?
置不同之法码于秤盘上,于100g、200g、500g(等比例之重量)观查所显示之重量值,是否呈线性变化,或者忽高忽低即决定秤之准确度。
何谓「蠕变CREEP」?
经一时间负载之测试并记录其结果,看其有无变化,测试之结果,CREEP之大小将决定于此秤之稳定性。
何谓「迟滞」?
取等比例之砝码往上累加放置秤上并将显示之重量记录,再将秤上的砝码等比例取下,看其是否有误差,有点类似Q15测线性,测试其回复性是否良好。
适用温度为何?
-10℃~+40℃。 (依OIML之定义,未标明适用温度则以此为依据)。
何谓「湿度」?
空气中含水份的相对百分比,湿度过高将影响秤的线性及稳定性,过低、太过干燥将产生静电干扰。
何谓「称量」?
将物体和砝码在天平上进行比较以求得物体的重量的过程,也叫称衡,称量是分析化学实验的重要操作。要取得准确称量结果,操作者必须遵守天平使用规则。化学药品和试样的称量都要在专用的容器中进行。
称量方法有两种:
增量法,先将容器(如小皿、称量纸等)的重量称出,然后调整砝码至所需重量,再将被称物体加入容器中,调整天平使处于平衡状态,即称得其重量﹔
减量法,被称物体置于专用容器称量瓶中,先称出总重量,然后取出称量瓶,按规定操作倾倒出适量被称物后再作称量,通过几次倾倒,最后称得一份符合预定要求重量的样品。
被称物的准确重量由最初一次重量减去最后一次重量求得。这一方法适用于称量不能暴露于空气中的物体(如易吸潮的物体和挥发性液体等),定量分析中的试样和基准物质大都用此法称量。采用此法,可以连续称出多个样品,操作简便。
何谓「电子秤」?
利用电子技术的方法测量,显示和控制物料质量的称重仪表。电子秤用于需要快速,远距离测量以及数字显示,打印,自动控制等场合。称量范围可从几克到几百吨,称量精确度可达0.001~0.0001以上。在应用中,可用它构成料斗秤、吊车秤、计价秤、地中衡、汽车秤、轨道衡和皮带秤等。电子秤按称重方式分为分批称重式和连续称重式两类。电子秤与机械秤、机械-电气秤、液动秤比较,除机械结构简单、维修工作量小等外,突出的优点是能组合成自动化程度很高的、复杂的、多组分配料称量控制系统。
何谓「吊秤」?
用于称量自由悬吊状物体的衡器。有机械式吊秤和电子吊秤两类。
机械式吊秤有游砣平衡示值和指针示值两种。计量速度慢﹐功能单一。
电子吊秤由称重传感器﹑秤体和称重显示器组成。采用微处理器进行采样和数据处理。称重时3~5秒内即可稳定读数。电子吊秤可按传感器装置的位置和秤量的大小分为勾头悬挂式﹑行车式﹑便携式3种。勾头悬挂式电子吊秤使用较广﹐它又可分为无线直示式﹑无线传输式和有线式﹐常见规格为200~50000kg。
无线直示式电子吊秤的结构特点是﹐称重传感器﹑秤体和称重显示控制器3部分构成一个整体﹐由可充电电池供电﹐没有拖曳的电源线。其工作原理如图1无线直示式电子吊秤工作原理所示。将吊秤挂在起重机械的吊钩上即可称重﹐被称物质量直接显示在吊秤上。它需要在称重现场操作读数。
无线传输式电子吊秤的结构特点是﹐秤的称重传感器和秤体为一独立的单元件﹐称重显示控制器为另一独立单元件。两单元件之间没有电线和其他机械连接。称重秤体单元件挂在起重机械的吊钩上﹐由可充电电池供电﹔称重显示控制器单元件置于地面操作台上。操作台距离起重机械现场可达100~400m。无线传输式电子吊秤的工作原理如图2无线传输式电子吊秤工作原理所示。称重时﹐重量电信号通过称重秤体单元件上的无线电传输装置以编码载波形式传出﹐称重显示控制器单元件上的接收装置接受信号并送入微处理器处理﹐最后显示出被称物质量或打印记录。
有线式电子吊秤的结构与无线传输式电子吊秤相似﹐也由称重秤体单元件和称重显示控制器单元件组成﹐使用方法也相同。但两单元件间有电线相连接。称重时﹐重量显示信号通过电线传递到称重显示控制器﹐显示出被称物质量。因使用有线电源供电﹐带有拖曳的电线﹐故该秤在使用时显得很不方便。
一般称作秤又称磅秤(因欧美国家之秤重单位为英磅制,故以磅字取之)。
衡量仪器简称为衡器是秤与天平的总称,是量测物体质量的器具,简单说就是秤重、秤物品的一种器具。
衡器有何用途?
电子衡器种类;使用者
第四级:体重秤、厨房秤;家庭。
第三级:计价秤、计重秤、计数秤;市场、各类工厂。
第二级:珠宝天平、实验室天平、纺织天平、工业天平;食品业、电子业、银楼、制药厂、学校实验室、纺织厂。
第一级:质量比较仪、分析天平;研究机构、制药厂、化学工厂、油漆与染料厂。
电子衡器的组成为何?
承载与传力结构---被秤物体与秤重传感器之间的机械结构,包含秤盘、支秤架、连结元件及过载保护。
秤重传感器---将质量转换为电量讯号的转换元件。其结构为电桥,电量讯号量测、处理与数据输出装置。
类比电子电路:讯号放大器、滤波器、补偿器、AD转换器。
数位电子电路:微处理器、单晶片微电脑、RAM、ROM。
数据输出装置:显示器、列印机(Printer)、4-20MA、0-10VA、RELAY OUTPUT 、BCD。
数据传输装置:Current Loop、RS232C、IEEE488、RS-485、甚至使用无线电传输。
数据显示方式:LCD、LED、VFD
何谓「非自动衡器」?
需藉由人力来操作之秤。
例如传统制之机械杠杆秤,须在表尺另一侧置同等倍数之法码子,与结构内之杠杆,产生不同之牵引力,在表尺取得重量值,使用上耗时且精度仅在1/3000以下,渐被时代淘汰。
何谓「最大秤量」?
最大秤重能力(满载值),表示这一部秤最大能秤重到多重。
何谓「最小刻度」?
起跳值,例︰60Kg×5g,5g即为最小刻度,即最小感量。
何谓「刻度间隔」?
感量=( e ),表示每一跳会增加多少重量,例如︰300g×0.001g,0.001g即为感量。
何谓「刻度间隔数」?
如秤由10g起跳,每10g为一刻度直到最大秤量共为多少个刻度数,例如︰ 100kg×10g,(100×1000)÷10=10000,10000即为刻度间隔数。
何谓「精密度」?
例:秤量6000g最小刻度(感量)0.5g。即05/6000=1/12000 1/12000即为此秤之精密度。
何谓「电磁干扰」?
无线电波所产生之干扰通称之,例如︰大哥大手机所发出的电波。
何谓「内部解析度」?
即内部精密度,如5 COUNT 1跳,则5 COUNT即为内部解析度,例如︰100g(秤重)×0.01g(感量),5 COUNT 1跳,0.01g÷100g=1/10000(精密度),1/10000÷5=1/50000(内部解析度),内部解析主要为让CPU作运算用。
内部解析度:主要常用于计数秤,简单的说即为Counting Scale所能计数分析之最小值。
何谓「OFFSET值」?
由COUNT中取一值做为开机零点值,主要为使秤保持在正常运作,以避免有不当情况发生。 (count:指内部解析值) 一般秤在设定时,会由软体人对该机型的秤定义-OFF SET值,即零点值,可供调整时的判断及依据。
何谓「SPAN值」?
放负载于秤所显示之值,即为SPAN,使秤放多少重量就显示多少重量,使秤不致有太大的误差出现。
何谓「重复性」?
取一砝码重复放于秤上,看显示重量是否相同并记录。
每次所秤的值之误差大小。即可决定产品之品质。
何谓「线性」?
置不同之法码于秤盘上,于100g、200g、500g(等比例之重量)观查所显示之重量值,是否呈线性变化,或者忽高忽低即决定秤之准确度。
何谓「蠕变CREEP」?
经一时间负载之测试并记录其结果,看其有无变化,测试之结果,CREEP之大小将决定于此秤之稳定性。
何谓「迟滞」?
取等比例之砝码往上累加放置秤上并将显示之重量记录,再将秤上的砝码等比例取下,看其是否有误差,有点类似Q15测线性,测试其回复性是否良好。
适用温度为何?
-10℃~+40℃。 (依OIML之定义,未标明适用温度则以此为依据)。
何谓「湿度」?
空气中含水份的相对百分比,湿度过高将影响秤的线性及稳定性,过低、太过干燥将产生静电干扰。
何谓「称量」?
将物体和砝码在天平上进行比较以求得物体的重量的过程,也叫称衡,称量是分析化学实验的重要操作。要取得准确称量结果,操作者必须遵守天平使用规则。化学药品和试样的称量都要在专用的容器中进行。
称量方法有两种:
增量法,先将容器(如小皿、称量纸等)的重量称出,然后调整砝码至所需重量,再将被称物体加入容器中,调整天平使处于平衡状态,即称得其重量﹔
减量法,被称物体置于专用容器称量瓶中,先称出总重量,然后取出称量瓶,按规定操作倾倒出适量被称物后再作称量,通过几次倾倒,最后称得一份符合预定要求重量的样品。
被称物的准确重量由最初一次重量减去最后一次重量求得。这一方法适用于称量不能暴露于空气中的物体(如易吸潮的物体和挥发性液体等),定量分析中的试样和基准物质大都用此法称量。采用此法,可以连续称出多个样品,操作简便。
何谓「电子秤」?
利用电子技术的方法测量,显示和控制物料质量的称重仪表。电子秤用于需要快速,远距离测量以及数字显示,打印,自动控制等场合。称量范围可从几克到几百吨,称量精确度可达0.001~0.0001以上。在应用中,可用它构成料斗秤、吊车秤、计价秤、地中衡、汽车秤、轨道衡和皮带秤等。电子秤按称重方式分为分批称重式和连续称重式两类。电子秤与机械秤、机械-电气秤、液动秤比较,除机械结构简单、维修工作量小等外,突出的优点是能组合成自动化程度很高的、复杂的、多组分配料称量控制系统。
何谓「吊秤」?
用于称量自由悬吊状物体的衡器。有机械式吊秤和电子吊秤两类。
机械式吊秤有游砣平衡示值和指针示值两种。计量速度慢﹐功能单一。
电子吊秤由称重传感器﹑秤体和称重显示器组成。采用微处理器进行采样和数据处理。称重时3~5秒内即可稳定读数。电子吊秤可按传感器装置的位置和秤量的大小分为勾头悬挂式﹑行车式﹑便携式3种。勾头悬挂式电子吊秤使用较广﹐它又可分为无线直示式﹑无线传输式和有线式﹐常见规格为200~50000kg。
无线直示式电子吊秤的结构特点是﹐称重传感器﹑秤体和称重显示控制器3部分构成一个整体﹐由可充电电池供电﹐没有拖曳的电源线。其工作原理如图1无线直示式电子吊秤工作原理所示。将吊秤挂在起重机械的吊钩上即可称重﹐被称物质量直接显示在吊秤上。它需要在称重现场操作读数。
无线传输式电子吊秤的结构特点是﹐秤的称重传感器和秤体为一独立的单元件﹐称重显示控制器为另一独立单元件。两单元件之间没有电线和其他机械连接。称重秤体单元件挂在起重机械的吊钩上﹐由可充电电池供电﹔称重显示控制器单元件置于地面操作台上。操作台距离起重机械现场可达100~400m。无线传输式电子吊秤的工作原理如图2无线传输式电子吊秤工作原理所示。称重时﹐重量电信号通过称重秤体单元件上的无线电传输装置以编码载波形式传出﹐称重显示控制器单元件上的接收装置接受信号并送入微处理器处理﹐最后显示出被称物质量或打印记录。
有线式电子吊秤的结构与无线传输式电子吊秤相似﹐也由称重秤体单元件和称重显示控制器单元件组成﹐使用方法也相同。但两单元件间有电线相连接。称重时﹐重量显示信号通过电线传递到称重显示控制器﹐显示出被称物质量。因使用有线电源供电﹐带有拖曳的电线﹐故该秤在使用时显得很不方便。
半封闭式皮带秤替代螺旋秤的应用
朱民杰、姚龙 湘潭钢铁公司设备管理部
摘要 根据螺旋秤在实际应用中的问题,结合皮带秤的使用经验及自身特点,提出使用半封闭式皮带秤替代螺旋秤的应用方案,通过实际运行,效果令人满意。
关键词 螺旋秤 半封闭式皮带秤 替代
1.前言
我公司在长期使用螺旋秤(用于生石灰配料)的过程中,发现由于其工作原理和结构的限制,往往零点变化较大、计量控制精度较低、稳定性差、称重传感器损坏率高,常常不能满足生产工艺要求。 现采用一种半封闭式皮带秤替代其应用。
2.在实际使用中螺旋秤存在的主要问题
图1
2.1刚性秤体对计量准确性和稳定性的影响。
由于螺旋秤本身的工作原理及结构特点,从上方给料机落下的物料的冲击,将直接通过刚性秤体传递到称重传感器上,影响称重信号的真实性,降低计量精度。虽然将称体支点设置在星型给料机正下方,以及在称体一端增加配重(如图1所示),可以减少一部分通过刚性秤体传递到称重传感器上冲击震动。但仍不能很好的满足实际生产的需要。
2.2无规律的窜料回流。
图2
以我厂的生石灰配料螺旋秤为例。由于烧结矿生产工艺方面的需要,进入消化器中的生石灰需要加入适当的水,一方面,通过水与生石灰反应的生成物熟石灰来帮助提高烧结矿在烧制过程中的造球率,进而提高烧结矿的质量和产量;另一方面,反应产生的热量可以提高料温。但由于螺旋叶片与桶壁之间存在间隙,通过图2所示过程,使靠近桶壁的间隙中产生“不动层”物料。而不动层与流动层实际并没有清晰固定的界面,随着物料流动性和工况的变化,不动层厚度随机变化;同时,在不动层与流动层之间的所谓“缓动层”也由于横向速度的存在,形成无规律的窜料回流。从而,一方面导致螺旋秤“皮重值”(即零点值)随机变化,影响计量的准确性;另一方面,螺旋秤瞬时流量变化率突变,对称重控制仪表的控制精度影响很大。因此,这种流量不稳定性除与物料性质、生产工况变化有关外,还与螺旋间隙的大小有直接关系。如德国布拉本德(Brabender Technologie)公司介绍:对于螺旋叶径为250mm的螺旋秤,当螺旋间隙达到4 mm时,造成的测量不确定度会超过6%。
2.3测速精度不高,导致计量准确度不高。
由于螺旋称内的物料是沿着螺旋形的运动轨迹运行的,既有横向速度又有纵向速度,所以只能采用测量螺旋(或电动机)转数来替代流速的测量。但其纵向和横向速度不仅仅取决于螺旋转速,而且与物料的湿度、粒度、粘性流动性以及填充量、压力变化等因素密切相关。还以我公司生石灰配料螺旋秤为例,测速传感器安装在螺旋叶片纵向轴的顶端(靠出料口一侧),由于蒸汽的影响,螺旋桶内此处生石灰粘度很大,从而导致其纵向流速与螺旋转速不能长期保持恒定的同步关系,使螺旋转速与生石灰的实际流速产生偏差,而且这种偏差不是恒定的,是随机的。这使得螺旋秤在其计量过程中产生了不可忽略的速度测量误差,此种缺陷对于螺旋秤这种计量形式是不可避免的。而与此同时,螺旋秤又与其它连续给料计量设备类似,其瞬时给料量Qt由下式决定:
Qt=kqt·Vt (t/h) (式1)
式中:qt——螺旋秤内物料的线负荷,kg/m
vt——物料在螺旋内瞬时流动速度,m/s
k——称重系数(调试确定的常数)
从式1中我们可以看出,在qt一定的情况下,速度测量的误差必将直接影响瞬时给料量Qt的准确性,进而影响计量的准确度。
3.半封闭式皮带秤替代螺旋秤的应用
图3
根据生石灰配料的特点及我公司在烧结矿配料工艺上的特殊要求,结合常规皮带秤的工作原理及结构特点,考虑到减少对周围环境的污染和避免对现场操作人员的伤害,我公司提出了使用半封闭式皮带秤替代螺旋秤进行生石灰配料的应用方案。其具体依据是:
3.1 半封闭式皮带秤与螺旋秤在生石灰配料应用上的共同特点:
由于生石灰具有很强的腐蚀性,一旦飞散到空中,不仅会对周围的环境造成严重污染,还会对现场的操作人员造成伤害。因此,大多数厂家在生石灰配料方面习惯于使用全封闭式的螺旋秤,来抵消上述影响。不过,我厂在使用了由普通电子皮带秤改进而成的半封闭式皮带秤后,也达到了类似的效果。此种半封闭式皮带秤,除了使用带裙边的皮带外,还在星型给料机下料口与秤架之间增加了整体式防尘罩。其中,带裙边的皮带可以防止生石灰从皮带两侧漏出,而设置在星型给料机下料口与秤架之间的整体式防尘罩则可以防止生石灰飞散到周围的空气中去,为生石灰的计量提供了一个密闭的环境。产生了与螺旋秤类似的效果。
3.2半封闭式皮带秤在生石灰配料应用上相对于螺旋秤所显示出的优点:
3.2.1计量过程稳定、准确。
由于在皮带秤计量过程中,物料先是直接与橡胶皮带接触,再通过橡胶皮带将物料输送至称重传感器的称量点进行计量的。而橡胶本身的吸震效果就非常好,再加上物料落点到称重传感器的称量点还有一段相对较长的距离,因此物料下落时的冲击震动对称重传感器的影响相当小。决不会像螺旋秤一样,通过刚性秤体将物料下落时的冲击震动直接传递到称重传感器上。减少了物料冲击震动的影响,使得皮带秤的计量过程相对于螺旋秤来说,更加稳定、更加准确。
3.2.2零点变化较小。
如图3所示,由于此种电子皮带秤采用了内、外两种机械式清扫器来及时清除粘在皮带内外两侧的物料层。避免了螺旋秤应用中,由于“不动层”与“缓动层”物料的无规则运动而引起的零点随机变化。提高了计量的准确性。
3.2.3测速精度高,计量准确。
由于物料在此种半封闭式皮带秤中的运动轨迹是最为简单的直线运动,相对于物料在螺旋秤中的螺旋运动,减少了外界不确定因素的影响,可以较准确的测量出物料的实际速度,提高测速精度。最大限度的保证式1中瞬时给料量Qt的准确性,保证计量的准确……
4.注意事项
4.1漏料问题
选用皮带输送机进行物料输送,由于粉末状物料的特殊性,流动性相当好,采用皮带进行输送,漏料问题成了一大解决难题。根据我公司长期使用的经验,以下几项措施可以有效的减少此类影响。
配料系统采用双变频控制,并且保证在实际生产中,皮带的速度始终大于星型给料器的速度,从而保证皮带上料层的可控性。
在料斗下料口处增加滑动式调节块,根据现场工艺需要及时调整,保持皮带上料层形状规则,防止垮料。
在皮带秤选型时,要求使用带裙边的皮带,防止粉末状物料从皮带两侧漏出。
4.2排烟装置
在出料口附近增加夹层,安装排烟道,及时排除消化器中产生的蒸汽,消除蒸汽对物料粘度的影响,以及气体带来的压力影响。
4.3星型给料器选型
尽量选择叶片间空腔较小的型号,防止给料量的瞬时骤变过大,从而保证给料的精度,减小皮带变频器的调整幅度及调整时间,提高系统对流量波动控制的效率。
4.4 皮带秤仪表
目前市场皮带秤仪表产品质量参差不齐,功能基本是互相抄袭,选用不当的仪表往往达不到预期的效果,反而会增大维护量。经过我公司认真选型对比,最后决定选用珠海长陆公司UNI900B皮带秤仪表。其技术水平、产品性能已达到国际一流。该仪表使用高速嵌入式32位CPU,外形美观,真空荧光点阵屏显示,中文菜单易学易操作;同时一些功能十分先进:如可以对流量进行线性标定,确保流量波动时系统计量准确;另外其可靠性高,在我公司使用近两年的时间中,一直运行十分可靠,受到一线使用者的一致好评。
综上所述,可以看出在生石灰配料应用上,此种半封闭式皮带秤相对于传统的螺旋秤,能够更好的适应生产工艺的需要。通过我公司近二年来的实际运用,得到了令人满意的效果。特写此文,与大家共同分享该项应用的经验!
参考文献
1. 罗才生、邹炳易、张家玮 ,皮带秤 中国计量出版社 1992年4月第一版
2. 沈立人,电子衡器基础知识 济南金钟电子衡器股份有限公司 2003年9月
3. 孙秉礼,螺旋秤存在的问题和对策(论文) 合肥水泥研究设计院
摘要 根据螺旋秤在实际应用中的问题,结合皮带秤的使用经验及自身特点,提出使用半封闭式皮带秤替代螺旋秤的应用方案,通过实际运行,效果令人满意。
关键词 螺旋秤 半封闭式皮带秤 替代
1.前言
我公司在长期使用螺旋秤(用于生石灰配料)的过程中,发现由于其工作原理和结构的限制,往往零点变化较大、计量控制精度较低、稳定性差、称重传感器损坏率高,常常不能满足生产工艺要求。 现采用一种半封闭式皮带秤替代其应用。
2.在实际使用中螺旋秤存在的主要问题
图1
2.1刚性秤体对计量准确性和稳定性的影响。
由于螺旋秤本身的工作原理及结构特点,从上方给料机落下的物料的冲击,将直接通过刚性秤体传递到称重传感器上,影响称重信号的真实性,降低计量精度。虽然将称体支点设置在星型给料机正下方,以及在称体一端增加配重(如图1所示),可以减少一部分通过刚性秤体传递到称重传感器上冲击震动。但仍不能很好的满足实际生产的需要。
2.2无规律的窜料回流。
图2
以我厂的生石灰配料螺旋秤为例。由于烧结矿生产工艺方面的需要,进入消化器中的生石灰需要加入适当的水,一方面,通过水与生石灰反应的生成物熟石灰来帮助提高烧结矿在烧制过程中的造球率,进而提高烧结矿的质量和产量;另一方面,反应产生的热量可以提高料温。但由于螺旋叶片与桶壁之间存在间隙,通过图2所示过程,使靠近桶壁的间隙中产生“不动层”物料。而不动层与流动层实际并没有清晰固定的界面,随着物料流动性和工况的变化,不动层厚度随机变化;同时,在不动层与流动层之间的所谓“缓动层”也由于横向速度的存在,形成无规律的窜料回流。从而,一方面导致螺旋秤“皮重值”(即零点值)随机变化,影响计量的准确性;另一方面,螺旋秤瞬时流量变化率突变,对称重控制仪表的控制精度影响很大。因此,这种流量不稳定性除与物料性质、生产工况变化有关外,还与螺旋间隙的大小有直接关系。如德国布拉本德(Brabender Technologie)公司介绍:对于螺旋叶径为250mm的螺旋秤,当螺旋间隙达到4 mm时,造成的测量不确定度会超过6%。
2.3测速精度不高,导致计量准确度不高。
由于螺旋称内的物料是沿着螺旋形的运动轨迹运行的,既有横向速度又有纵向速度,所以只能采用测量螺旋(或电动机)转数来替代流速的测量。但其纵向和横向速度不仅仅取决于螺旋转速,而且与物料的湿度、粒度、粘性流动性以及填充量、压力变化等因素密切相关。还以我公司生石灰配料螺旋秤为例,测速传感器安装在螺旋叶片纵向轴的顶端(靠出料口一侧),由于蒸汽的影响,螺旋桶内此处生石灰粘度很大,从而导致其纵向流速与螺旋转速不能长期保持恒定的同步关系,使螺旋转速与生石灰的实际流速产生偏差,而且这种偏差不是恒定的,是随机的。这使得螺旋秤在其计量过程中产生了不可忽略的速度测量误差,此种缺陷对于螺旋秤这种计量形式是不可避免的。而与此同时,螺旋秤又与其它连续给料计量设备类似,其瞬时给料量Qt由下式决定:
Qt=kqt·Vt (t/h) (式1)
式中:qt——螺旋秤内物料的线负荷,kg/m
vt——物料在螺旋内瞬时流动速度,m/s
k——称重系数(调试确定的常数)
从式1中我们可以看出,在qt一定的情况下,速度测量的误差必将直接影响瞬时给料量Qt的准确性,进而影响计量的准确度。
3.半封闭式皮带秤替代螺旋秤的应用
图3
根据生石灰配料的特点及我公司在烧结矿配料工艺上的特殊要求,结合常规皮带秤的工作原理及结构特点,考虑到减少对周围环境的污染和避免对现场操作人员的伤害,我公司提出了使用半封闭式皮带秤替代螺旋秤进行生石灰配料的应用方案。其具体依据是:
3.1 半封闭式皮带秤与螺旋秤在生石灰配料应用上的共同特点:
由于生石灰具有很强的腐蚀性,一旦飞散到空中,不仅会对周围的环境造成严重污染,还会对现场的操作人员造成伤害。因此,大多数厂家在生石灰配料方面习惯于使用全封闭式的螺旋秤,来抵消上述影响。不过,我厂在使用了由普通电子皮带秤改进而成的半封闭式皮带秤后,也达到了类似的效果。此种半封闭式皮带秤,除了使用带裙边的皮带外,还在星型给料机下料口与秤架之间增加了整体式防尘罩。其中,带裙边的皮带可以防止生石灰从皮带两侧漏出,而设置在星型给料机下料口与秤架之间的整体式防尘罩则可以防止生石灰飞散到周围的空气中去,为生石灰的计量提供了一个密闭的环境。产生了与螺旋秤类似的效果。
3.2半封闭式皮带秤在生石灰配料应用上相对于螺旋秤所显示出的优点:
3.2.1计量过程稳定、准确。
由于在皮带秤计量过程中,物料先是直接与橡胶皮带接触,再通过橡胶皮带将物料输送至称重传感器的称量点进行计量的。而橡胶本身的吸震效果就非常好,再加上物料落点到称重传感器的称量点还有一段相对较长的距离,因此物料下落时的冲击震动对称重传感器的影响相当小。决不会像螺旋秤一样,通过刚性秤体将物料下落时的冲击震动直接传递到称重传感器上。减少了物料冲击震动的影响,使得皮带秤的计量过程相对于螺旋秤来说,更加稳定、更加准确。
3.2.2零点变化较小。
如图3所示,由于此种电子皮带秤采用了内、外两种机械式清扫器来及时清除粘在皮带内外两侧的物料层。避免了螺旋秤应用中,由于“不动层”与“缓动层”物料的无规则运动而引起的零点随机变化。提高了计量的准确性。
3.2.3测速精度高,计量准确。
由于物料在此种半封闭式皮带秤中的运动轨迹是最为简单的直线运动,相对于物料在螺旋秤中的螺旋运动,减少了外界不确定因素的影响,可以较准确的测量出物料的实际速度,提高测速精度。最大限度的保证式1中瞬时给料量Qt的准确性,保证计量的准确……
4.注意事项
4.1漏料问题
选用皮带输送机进行物料输送,由于粉末状物料的特殊性,流动性相当好,采用皮带进行输送,漏料问题成了一大解决难题。根据我公司长期使用的经验,以下几项措施可以有效的减少此类影响。
配料系统采用双变频控制,并且保证在实际生产中,皮带的速度始终大于星型给料器的速度,从而保证皮带上料层的可控性。
在料斗下料口处增加滑动式调节块,根据现场工艺需要及时调整,保持皮带上料层形状规则,防止垮料。
在皮带秤选型时,要求使用带裙边的皮带,防止粉末状物料从皮带两侧漏出。
4.2排烟装置
在出料口附近增加夹层,安装排烟道,及时排除消化器中产生的蒸汽,消除蒸汽对物料粘度的影响,以及气体带来的压力影响。
4.3星型给料器选型
尽量选择叶片间空腔较小的型号,防止给料量的瞬时骤变过大,从而保证给料的精度,减小皮带变频器的调整幅度及调整时间,提高系统对流量波动控制的效率。
4.4 皮带秤仪表
目前市场皮带秤仪表产品质量参差不齐,功能基本是互相抄袭,选用不当的仪表往往达不到预期的效果,反而会增大维护量。经过我公司认真选型对比,最后决定选用珠海长陆公司UNI900B皮带秤仪表。其技术水平、产品性能已达到国际一流。该仪表使用高速嵌入式32位CPU,外形美观,真空荧光点阵屏显示,中文菜单易学易操作;同时一些功能十分先进:如可以对流量进行线性标定,确保流量波动时系统计量准确;另外其可靠性高,在我公司使用近两年的时间中,一直运行十分可靠,受到一线使用者的一致好评。
综上所述,可以看出在生石灰配料应用上,此种半封闭式皮带秤相对于传统的螺旋秤,能够更好的适应生产工艺的需要。通过我公司近二年来的实际运用,得到了令人满意的效果。特写此文,与大家共同分享该项应用的经验!
参考文献
1. 罗才生、邹炳易、张家玮 ,皮带秤 中国计量出版社 1992年4月第一版
2. 沈立人,电子衡器基础知识 济南金钟电子衡器股份有限公司 2003年9月
3. 孙秉礼,螺旋秤存在的问题和对策(论文) 合肥水泥研究设计院
合金配料称量系统的改造与应用
涟钢 莫良智
2004年3月,我们对一炼钢转炉合金配料秤进行低成本自动化改造,采用新型内垫耐磨衬板的固定式料斗+校验平台+PGM系列称重模块+智能称重仪表+气动阀门+变频调速+PLC控制+主控计算机+数据采集与网络信息的设计。其称重装置和控制部分均采用国内外的先进产品,在称量装备方面设计创新、技术先进:在控制软件方面采用国内最新的模块化结构,并利用Windows2000 Professional操作系统、Siemens Step S7V5.2、Siemens WinCC开发软件和Viual Basic等高级语言编程及建立数据库。PTPN-1900型称重仪表显示重量数据,并以Profibus-DP总线通讯方式将称重仪表的重量信号送PLC,达到控制合金配料量,通过自主开发的控制运行应用软件,十分成功地组成了一套新颖的称重检测与自动控制系统,实现了一炼钢转炉合金称量、振动下料、气动阀门开关、料量控制和数据采集等配料过程自动化,该系统自2004年5月投运以来,称量准确度由改造前的±2%提高到±0.5%;配料控制精度由改造前的5%提高到1%以内。由于系统的成功改造,使其计量性能与自动控制技术具有国内先进水平,有力地满足了一炼钢转炉快节奏生产需要,保证了转炉炼钢产品质量和产能的提高,可年创经济效益100多万元。
一、改造前的装备水平
改造前,一炼钢合金配料秤是由8个料仓(每个料仓下配置一个振动给料器)共用一台带振动给料器和装有4只称重传感器的称量车及一台DBG-2型重量变送器组成的配料系统。称量时人工操作将称量车置放于所选料仓下,开动料仓的振动给料器振动下料于称量斗内,称重传感器将数据信号输送到配料操作室的显示器上,当显示器的数字跳到所需重量时停止振动操作,开动称量车至合金下料管口处,由称量车的振动给料器振动到合金加料管道内,该系统存在的主要问题是:
1.称量车轨道由于使用时间较长已变形,轨道水平度偏差大,直接影响称量准确性。
2.由于称量车下料斗装置是振动下料,极易造成每次称重后下料不干净或漏料现象,导致入炉合金配料控制失准。
3.称量车的传感器限位装置是采用固定可调拉杆限位方式,导致称量斗不灵活,尤其使用日久,结构锈蚀严重,导致称量重复性能差,而影响其计量准确性。
4.DBZ-2型称重仪表系电流环仪表,功能不多,抗干扰能力较差,精度得不到保证。
5.下料控制由人工操作,不能保证下料精度。
综合上述问题,这种陈旧落后的称量方式的最大缺点是稳定性差,称量不准确。作为一炼钢厂工艺检测过程控制和内部管理考核的关键测量设备,在今后的转炉快节奏生产过程中不能在主要时间内准确地调整合金成分,严重制约了一炼钢产品质量和产能的提升,所以改造势在必行。
二、改造措施的实施
1.将现有的称量车配料方式改为固定式料斗称量装置,在原有地点将8个料仓配置两台料斗秤并排在一起,料斗秤圆口下料采用气动阀门控制放料。
2.考虑现场高空恶劣环境条件,在新制称重料斗两侧合适的位置设计专用简易校验平台,以方便其称量校准与日常维护检修。
3.将现有高料仓振动器给料出口向2台称量料斗中心位置进行调整,以便保证其落料准确到位,称量稳定可靠。
4.新秤采用PLC可编程控制器,给料器和气动闸门实现合金配料自动控制,操作简单,系统可靠。
5.改造后的新秤结构新颖,使用可靠,计量准确度完全符合国家Ⅳ级秤使用要求。该项目自2004年4月投入使用至今,计量准确率达到100%,设备故障率降低到1%以内,系统稳定可靠,控制运作自如,为一炼钢转炉生产节能降耗、提高产品质量和产量发挥了重要作用,经济效益显著。
三、改造后的系统原理与应用效果
1.系统工作原理
根据图1所示:
系统采用两台静态固定料斗秤,通过总线制PTPN-1900型称重仪表将重量数据传至PLC,以变频控制料仓下料量。其中每台仪表负责四个料仓的称量。
2.系统自动控制的设计思路与技术
系统采用西门子S7—300系列。S7—300系列PLC在各种工业现场应用广泛,特别是中小型应用场合。它采用模块化设计,容易扩展并有广泛的通讯能力,抗干扰强,稳定可靠。网络采用以太网,通讯速度达10Mb/s。上位机采用西门子自行开发的WinCC作为监控软件,以实现对合金加料生产的全面监控。
在该控制系统中,实现设定料量的准确下料是其最主要的功能之一,为提高其控制精度,节约下料的时间,在程序设计中,采用先快振后慢振的思路,其具体实现如下:
(1)以60kg为快振的临界值,当设定料量与已放下的料量相差60kg或更多时,满足快振条件,PLC发出快振信号,让振动给料机变频器以快速频率振动。
(2)当设定料量与实际下料量相差小于60kg或设定料量小于60kg时,满足慢振条件,PLC发出慢振信号,让振动给料机变频器以慢速频率振动。
(3)为消除振动给料机惯性的影响,在计算设定料量与实际下料量的差值时加入一个提前量。该提前量视调试情况而定,有了该提前量,振动给料机便可预先停止,以消除振动惯性带来的称重误差的影响。
3.系统特点与应用效果
(1)2台3500mm×1450mm×800mm的锥形料斗内壁敷设耐磨衬板,提高其使用寿命。下料口采用气动阀,实现自动控制下料。
(2)在每台料斗上部四周对称适当位置(矩形平台)安装4只PGW—2称重模块,其上下安装支承座中心位置符合各称重传感器的受力性能要求。
(3)选用国内先进的梅特勒—托利多PGW系列的不锈钢焊接密封式称重传感器。防护等级IP68,适应现场恶劣环境条件使用。同时,称重模块采用固定半浮动式的安装方式,维护调试方便,并可消除料斗因热胀冷缩带来的称量误差。
(4)2台称量料斗两侧均设计制作可承受1吨标准砝码的简易校验平台装置,方便称量校准与周检,确保其计量准确、可靠。
(5)利用ProfiBus现场总线协议,将称重显示仪表与Siemens S7—300控制器模块实现通讯,将称重信号以数字量信号进行传递,既提高了快速性,又减少了误差。
(6)PLC控制采用Siemens S7—300硬件,利用结构化编程技术,由一台称重仪表对四个料仓分别进行称量。
(7)采用PLC控制给料振动器和气功阀门实现合金配料自动控制,操作简单、系统稳定可靠。
(8)改造后的一炼钢转炉合金配料系统结构新颖、性能可靠,经多次检定,其计量准确度完全符合国家Ⅳ级秤使用要求。应用一年以来,计量准确率达到100%,设备故障率降低到1%,效果良好。
2004年3月,我们对一炼钢转炉合金配料秤进行低成本自动化改造,采用新型内垫耐磨衬板的固定式料斗+校验平台+PGM系列称重模块+智能称重仪表+气动阀门+变频调速+PLC控制+主控计算机+数据采集与网络信息的设计。其称重装置和控制部分均采用国内外的先进产品,在称量装备方面设计创新、技术先进:在控制软件方面采用国内最新的模块化结构,并利用Windows2000 Professional操作系统、Siemens Step S7V5.2、Siemens WinCC开发软件和Viual Basic等高级语言编程及建立数据库。PTPN-1900型称重仪表显示重量数据,并以Profibus-DP总线通讯方式将称重仪表的重量信号送PLC,达到控制合金配料量,通过自主开发的控制运行应用软件,十分成功地组成了一套新颖的称重检测与自动控制系统,实现了一炼钢转炉合金称量、振动下料、气动阀门开关、料量控制和数据采集等配料过程自动化,该系统自2004年5月投运以来,称量准确度由改造前的±2%提高到±0.5%;配料控制精度由改造前的5%提高到1%以内。由于系统的成功改造,使其计量性能与自动控制技术具有国内先进水平,有力地满足了一炼钢转炉快节奏生产需要,保证了转炉炼钢产品质量和产能的提高,可年创经济效益100多万元。
一、改造前的装备水平
改造前,一炼钢合金配料秤是由8个料仓(每个料仓下配置一个振动给料器)共用一台带振动给料器和装有4只称重传感器的称量车及一台DBG-2型重量变送器组成的配料系统。称量时人工操作将称量车置放于所选料仓下,开动料仓的振动给料器振动下料于称量斗内,称重传感器将数据信号输送到配料操作室的显示器上,当显示器的数字跳到所需重量时停止振动操作,开动称量车至合金下料管口处,由称量车的振动给料器振动到合金加料管道内,该系统存在的主要问题是:
1.称量车轨道由于使用时间较长已变形,轨道水平度偏差大,直接影响称量准确性。
2.由于称量车下料斗装置是振动下料,极易造成每次称重后下料不干净或漏料现象,导致入炉合金配料控制失准。
3.称量车的传感器限位装置是采用固定可调拉杆限位方式,导致称量斗不灵活,尤其使用日久,结构锈蚀严重,导致称量重复性能差,而影响其计量准确性。
4.DBZ-2型称重仪表系电流环仪表,功能不多,抗干扰能力较差,精度得不到保证。
5.下料控制由人工操作,不能保证下料精度。
综合上述问题,这种陈旧落后的称量方式的最大缺点是稳定性差,称量不准确。作为一炼钢厂工艺检测过程控制和内部管理考核的关键测量设备,在今后的转炉快节奏生产过程中不能在主要时间内准确地调整合金成分,严重制约了一炼钢产品质量和产能的提升,所以改造势在必行。
二、改造措施的实施
1.将现有的称量车配料方式改为固定式料斗称量装置,在原有地点将8个料仓配置两台料斗秤并排在一起,料斗秤圆口下料采用气动阀门控制放料。
2.考虑现场高空恶劣环境条件,在新制称重料斗两侧合适的位置设计专用简易校验平台,以方便其称量校准与日常维护检修。
3.将现有高料仓振动器给料出口向2台称量料斗中心位置进行调整,以便保证其落料准确到位,称量稳定可靠。
4.新秤采用PLC可编程控制器,给料器和气动闸门实现合金配料自动控制,操作简单,系统可靠。
5.改造后的新秤结构新颖,使用可靠,计量准确度完全符合国家Ⅳ级秤使用要求。该项目自2004年4月投入使用至今,计量准确率达到100%,设备故障率降低到1%以内,系统稳定可靠,控制运作自如,为一炼钢转炉生产节能降耗、提高产品质量和产量发挥了重要作用,经济效益显著。
三、改造后的系统原理与应用效果
1.系统工作原理
根据图1所示:
系统采用两台静态固定料斗秤,通过总线制PTPN-1900型称重仪表将重量数据传至PLC,以变频控制料仓下料量。其中每台仪表负责四个料仓的称量。
2.系统自动控制的设计思路与技术
系统采用西门子S7—300系列。S7—300系列PLC在各种工业现场应用广泛,特别是中小型应用场合。它采用模块化设计,容易扩展并有广泛的通讯能力,抗干扰强,稳定可靠。网络采用以太网,通讯速度达10Mb/s。上位机采用西门子自行开发的WinCC作为监控软件,以实现对合金加料生产的全面监控。
在该控制系统中,实现设定料量的准确下料是其最主要的功能之一,为提高其控制精度,节约下料的时间,在程序设计中,采用先快振后慢振的思路,其具体实现如下:
(1)以60kg为快振的临界值,当设定料量与已放下的料量相差60kg或更多时,满足快振条件,PLC发出快振信号,让振动给料机变频器以快速频率振动。
(2)当设定料量与实际下料量相差小于60kg或设定料量小于60kg时,满足慢振条件,PLC发出慢振信号,让振动给料机变频器以慢速频率振动。
(3)为消除振动给料机惯性的影响,在计算设定料量与实际下料量的差值时加入一个提前量。该提前量视调试情况而定,有了该提前量,振动给料机便可预先停止,以消除振动惯性带来的称重误差的影响。
3.系统特点与应用效果
(1)2台3500mm×1450mm×800mm的锥形料斗内壁敷设耐磨衬板,提高其使用寿命。下料口采用气动阀,实现自动控制下料。
(2)在每台料斗上部四周对称适当位置(矩形平台)安装4只PGW—2称重模块,其上下安装支承座中心位置符合各称重传感器的受力性能要求。
(3)选用国内先进的梅特勒—托利多PGW系列的不锈钢焊接密封式称重传感器。防护等级IP68,适应现场恶劣环境条件使用。同时,称重模块采用固定半浮动式的安装方式,维护调试方便,并可消除料斗因热胀冷缩带来的称量误差。
(4)2台称量料斗两侧均设计制作可承受1吨标准砝码的简易校验平台装置,方便称量校准与周检,确保其计量准确、可靠。
(5)利用ProfiBus现场总线协议,将称重显示仪表与Siemens S7—300控制器模块实现通讯,将称重信号以数字量信号进行传递,既提高了快速性,又减少了误差。
(6)PLC控制采用Siemens S7—300硬件,利用结构化编程技术,由一台称重仪表对四个料仓分别进行称量。
(7)采用PLC控制给料振动器和气功阀门实现合金配料自动控制,操作简单、系统稳定可靠。
(8)改造后的一炼钢转炉合金配料系统结构新颖、性能可靠,经多次检定,其计量准确度完全符合国家Ⅳ级秤使用要求。应用一年以来,计量准确率达到100%,设备故障率降低到1%,效果良好。
各种称量系统在现代大型烧结生产中的应用
马鞍山钢铁设计研究总院 吴忠业 马鞍山钢铁股份公司 张杏生
随着烧结工艺技术及计算机系统技术的发展,现代大型烧结生产对自动化水平的要求越来越高,而自动化系统可靠运行的一个重要的前提是采用新型的仪表为系统提供满足生产控制必须的参数,并要求满足一定的精度。因为烧结生产的流程特点主要是物料的传送,所以除了一些热工参数的检测控制外.对固体物料的监控占了很大的比例,其中采用了多种称量系统,主要的类型有:皮带计量秤、配料秤或由配料秤构成的自动配料系统、料斗秤等.本文主要以马钢300m2烧结为例介绍各种称量系统的应用。
1.烧结工艺流程简介
马钢300m2烧结建成于1994年,设计年产烧结矿300万吨,工艺生产连续性强。工艺流程如附图所示,烧结溶剂及燃料均自原料场,由胶带机运来,经破碎筛分再由胶带机运至配料矿仓,含铁原料直接运至配料矿仓,生石灰从石灰车间由罐车运至配料矿仓,烧结返矿用胶带机运至配料矿仓。以上原料和燃料由配料室定量配料后,经一次圆筒混合机、二次圆筒混合机,再由胶带机送往烧结室,通过梭式布料机装入混合料矿仓,再由主微调闸门和圆辊给料机均匀地布入铺有底料的烧结机台车上。经预热点火、保温烧结成烧结饼,经单齿辊破碎机进入小矿槽内,再均布于鼓风带冷机上。冷却后的烧结矿卸入缓冲矿仓内,由两台板式给料机均匀给入两套整粒系统。经整粒系统后,成品烧结矿由胶带机送到高炉矿仓。在上述生产线上,还有铺底料系统、返矿受料系统、除尘系统和抽风机系统。
2.各种称量系统的配置
2.1料斗秤
马钢300m2烧结共设有19套料斗秤。分别为配料室配料仓15套;主厂房内混合料矿仓l套、铺底料矿仓l套;带冷机2套。
烧结配料共有15个仓.每个仓采用料斗秤称重的方式对配料物料进行料位监控联锁,并可对每个仓进行在库量的管理:目前从国内的大小型烧结厂来看,采用料斗秤称重的方式对配料物料进行控制和管理是用得最多,也是最成功的方式。马钢300m2烧结的配料仓,因吨位较大,每个仓使用了4只柱式的压力传感器,通过变送器把4~20mA信号送计算机系统(采用的是BAILEY lnfi一90 DCS系统),在计算机内按照每个仓的几何尺寸.把吨位信号对应换算为料位信号,和上料系统及下料的配料系统进行联锁。另外在Infi一90的操作员画面上可进行监视、报警及显示仓内物料的在库量,便于对整个配料的物料进行管理控制。
烧结混合料矿仓设有l套料斗秤,用于对混合料矿仓的料位控制,并参与烧结物料平衡的控制:根据烧结生产产量的要求.决定混合料矿仓的下料量(调节主微调闸门和圆辊给料机),而混合料矿仓的进料则主要来自烧结的配料室,由配料室到混合料矿仓的物料输送的时间(约10分钟)大于混合料矿仓正常的满仓料排空的时间(约4分钟),所以对混合料矿仓的料位及在库物料的控制就非常重要,直接影响烧结的正常生产。通过计算机系统采用称重方式检测物料料位并管理控制在库量,马钢烧结投产以来证明是成功的。
铺底料矿仓采用1套料斗秤主要用于对铺底料矿仓进行料位的监控。
马钢烧结厂我们采用了余姚太平洋公司的柱型压力传感器,配DBZ一Ⅱ型的变送器,其检测系统精度达到了0.5%,使用以来达到了设计和生产的要求,反映效果良好,性能稳定,安装及调试也较方便。
2.2计量秤
在烧结厂共采用了9套计量秤,主要用于对烧结厂进出物料及厂内主要物料输送的计量及监控。计量秤以皮带计量秤为主。对于石灰物料的计量,不在烧结厂配设,在原料场采用静态汽车衡对之进行称量计量。其它的进厂的各种物料(来自原料场)、烧结成品矿(运往高炉)及中间传送的物料都采用皮带计量秤。
对于厂内不参与计量的采用精度为0.25%或0.5%的计量秤,对于参与厂内或厂际计量的采用四托辊精度为O.25%的计量秤。
2.3自动配料系统
烧结配料是决定烧结生产的关键,也是烧结厂控制的难点。在设计时考虑到当时国内配料秤生产的水平,我们在配置系统时,没有采用配料秤,而是仅使用秤的计量功能.把秤的检测信号送计算机系统,配料计算及联锁控制的功能在Infi一90 DCS计算机系统内完成,其控制输出的信号直接到变频器控制电机的运转。实际使用自动配料系统精度达到了0.5~1.0%。投产生产以来,整个配料系统达到了生产配料的要求,系统自动控制运行效果良好。
3.结束语
从以上的分析可以看出,烧结的生产过程控制管理主要的是物料传输的控制与管理,对物料的料位及输送量的检测与控制就显得非常重要。在设计时,将控制室分布布置,秤的输出信号就近连接到附近的控制室,这样避免了信号的长距离传输,同时进计算机系统的信号都通过信号隔离器再进计算机柜。
总之,通过与烧结工艺的结合,在烧结厂配置合理完整的称量系统,一方面实现了对厂内生产控制的需要,另一方面也达到了厂际间的计量管理的目的。在马钢300m2烧结厂,对生产过程的控制在一级自动化计算机系统内完成(即在BAILEY Infi一90DCS系统内完成,共分了3个控制区6台操作员站),对生产报表等管理的功能在二级计算机系统内完成(采用VAX机),通过网络实现两级计算机系统的数据传输。正常生产以来达到了很好的效果,完全满足对2500m3高炉供料的需要。
随着烧结工艺技术及计算机系统技术的发展,现代大型烧结生产对自动化水平的要求越来越高,而自动化系统可靠运行的一个重要的前提是采用新型的仪表为系统提供满足生产控制必须的参数,并要求满足一定的精度。因为烧结生产的流程特点主要是物料的传送,所以除了一些热工参数的检测控制外.对固体物料的监控占了很大的比例,其中采用了多种称量系统,主要的类型有:皮带计量秤、配料秤或由配料秤构成的自动配料系统、料斗秤等.本文主要以马钢300m2烧结为例介绍各种称量系统的应用。
1.烧结工艺流程简介
马钢300m2烧结建成于1994年,设计年产烧结矿300万吨,工艺生产连续性强。工艺流程如附图所示,烧结溶剂及燃料均自原料场,由胶带机运来,经破碎筛分再由胶带机运至配料矿仓,含铁原料直接运至配料矿仓,生石灰从石灰车间由罐车运至配料矿仓,烧结返矿用胶带机运至配料矿仓。以上原料和燃料由配料室定量配料后,经一次圆筒混合机、二次圆筒混合机,再由胶带机送往烧结室,通过梭式布料机装入混合料矿仓,再由主微调闸门和圆辊给料机均匀地布入铺有底料的烧结机台车上。经预热点火、保温烧结成烧结饼,经单齿辊破碎机进入小矿槽内,再均布于鼓风带冷机上。冷却后的烧结矿卸入缓冲矿仓内,由两台板式给料机均匀给入两套整粒系统。经整粒系统后,成品烧结矿由胶带机送到高炉矿仓。在上述生产线上,还有铺底料系统、返矿受料系统、除尘系统和抽风机系统。
2.各种称量系统的配置
2.1料斗秤
马钢300m2烧结共设有19套料斗秤。分别为配料室配料仓15套;主厂房内混合料矿仓l套、铺底料矿仓l套;带冷机2套。
烧结配料共有15个仓.每个仓采用料斗秤称重的方式对配料物料进行料位监控联锁,并可对每个仓进行在库量的管理:目前从国内的大小型烧结厂来看,采用料斗秤称重的方式对配料物料进行控制和管理是用得最多,也是最成功的方式。马钢300m2烧结的配料仓,因吨位较大,每个仓使用了4只柱式的压力传感器,通过变送器把4~20mA信号送计算机系统(采用的是BAILEY lnfi一90 DCS系统),在计算机内按照每个仓的几何尺寸.把吨位信号对应换算为料位信号,和上料系统及下料的配料系统进行联锁。另外在Infi一90的操作员画面上可进行监视、报警及显示仓内物料的在库量,便于对整个配料的物料进行管理控制。
烧结混合料矿仓设有l套料斗秤,用于对混合料矿仓的料位控制,并参与烧结物料平衡的控制:根据烧结生产产量的要求.决定混合料矿仓的下料量(调节主微调闸门和圆辊给料机),而混合料矿仓的进料则主要来自烧结的配料室,由配料室到混合料矿仓的物料输送的时间(约10分钟)大于混合料矿仓正常的满仓料排空的时间(约4分钟),所以对混合料矿仓的料位及在库物料的控制就非常重要,直接影响烧结的正常生产。通过计算机系统采用称重方式检测物料料位并管理控制在库量,马钢烧结投产以来证明是成功的。
铺底料矿仓采用1套料斗秤主要用于对铺底料矿仓进行料位的监控。
马钢烧结厂我们采用了余姚太平洋公司的柱型压力传感器,配DBZ一Ⅱ型的变送器,其检测系统精度达到了0.5%,使用以来达到了设计和生产的要求,反映效果良好,性能稳定,安装及调试也较方便。
2.2计量秤
在烧结厂共采用了9套计量秤,主要用于对烧结厂进出物料及厂内主要物料输送的计量及监控。计量秤以皮带计量秤为主。对于石灰物料的计量,不在烧结厂配设,在原料场采用静态汽车衡对之进行称量计量。其它的进厂的各种物料(来自原料场)、烧结成品矿(运往高炉)及中间传送的物料都采用皮带计量秤。
对于厂内不参与计量的采用精度为0.25%或0.5%的计量秤,对于参与厂内或厂际计量的采用四托辊精度为O.25%的计量秤。
2.3自动配料系统
烧结配料是决定烧结生产的关键,也是烧结厂控制的难点。在设计时考虑到当时国内配料秤生产的水平,我们在配置系统时,没有采用配料秤,而是仅使用秤的计量功能.把秤的检测信号送计算机系统,配料计算及联锁控制的功能在Infi一90 DCS计算机系统内完成,其控制输出的信号直接到变频器控制电机的运转。实际使用自动配料系统精度达到了0.5~1.0%。投产生产以来,整个配料系统达到了生产配料的要求,系统自动控制运行效果良好。
3.结束语
从以上的分析可以看出,烧结的生产过程控制管理主要的是物料传输的控制与管理,对物料的料位及输送量的检测与控制就显得非常重要。在设计时,将控制室分布布置,秤的输出信号就近连接到附近的控制室,这样避免了信号的长距离传输,同时进计算机系统的信号都通过信号隔离器再进计算机柜。
总之,通过与烧结工艺的结合,在烧结厂配置合理完整的称量系统,一方面实现了对厂内生产控制的需要,另一方面也达到了厂际间的计量管理的目的。在马钢300m2烧结厂,对生产过程的控制在一级自动化计算机系统内完成(即在BAILEY Infi一90DCS系统内完成,共分了3个控制区6台操作员站),对生产报表等管理的功能在二级计算机系统内完成(采用VAX机),通过网络实现两级计算机系统的数据传输。正常生产以来达到了很好的效果,完全满足对2500m3高炉供料的需要。
浅谈港口散料秤使用与维护
(大连北良港务有限公司 陈广陆 谭文立)
前言
港口是现代物流的一个节点,每日都有大量的货物需要称重计量,常采用的大型衡重计量设备有:轨道衡、汽车衡、料斗秤、皮带秤等。本文着重介绍料斗秤(学名:非连续累计自动秤)的使用维护经验。
北良港散粮仓储中转系统是国家利用世界银行贷款改善我国粮食流通项目的主要组成部分,其中转设施的规模和技术水平名列世界同行业前茅,是我国北粮南运和东北地区粮食进出口的中转枢纽,对于促进我国粮食出口和北粮南运具有重要的战略意义。北良港自2000年投入试运营以来,中转量快速增长,目前已达到了设计能力,每年仅粮食中转量已达到900多万吨。
由于以秤的计量称重数据做为进出口贸易结算依据,计量工作直接关系到国家信誉、港口信誉和货主切身利益。因此,做为我港重要计量设备,大容量料斗秤的准确性显得尤为重要。下面我们把近几年料斗秤使用与维护中积累的经验与大家共享。
一、料斗秤工作原理
目前我港在役料斗秤共十台,其中装车塔四台料斗秤专用于装火车流程,由于其工作量不大,暂不做介绍,这里重点介绍计量塔用于装卸船作业的六台料斗秤(MOLEN制造)。这六台料斗秤中,两台流量为1,000t/h,四台流量为2,000t/h。其工作流程如图。
如图所示,我们将料斗秤又称三斗式流量秤,即秤上斗、秤斗、秤下斗。做为缓冲斗,秤上斗和秤下斗的容量要大于秤斗的容量,这样的设计足可以保证皮带流程的粮食计量连续工作性较好,不会受暂时供料不足而影响工作效率。
料斗秤工作流程:
二、电子自校验(SCS)系统
SCS系统(Self Checking System),即秤的自校验系统。MOLEN公司ABS-XL-SCS系列料斗秤配置了自动检验系统,可对数字指示器显示的称重值的正确性进行检验。其工作原理是基于两套全电子秤重系统,即由两套独立的秤重系统得出的秤重结果不断地相互比较。秤量斗有3-4个支撑点支撑,每一支撑点均装置有两只独立的压力传感器,这样就组成两套传感器,每套形成独立的称重系统。
当两套称重结果间的比较值超出0.5个分度值又未超出一个分度值,即生成警示信号SCSW(Warning),但此警示信号并不中断称重过程,只是提醒操作者注意。当比较值超出一个最小分度值,即生成报警信号SCSA(Alarm),此时称重过程自动中断。通过几年的使用,我们发现,每到环境温度骤降,尤其是寒冬持续低温时,SCS系统极易产生报警。目前我们已基本掌握了每台秤的传感器的温度特性及解决此类故障的常见方法:可以先将仪表/秤断电再送电复位,降低FBF值(第一秤批量系数),适度降低NBF值(额定批量系数),故障消除。
配置自动校验系统,大大增强计量数据的可靠性和公证性,但也增加了维护量。
三、秤的静态校验
六台料斗秤最初设计安装时都配备有各自的M11级(精度万分之二)校验砝码,校验量程为最大称重量程的40%,可均匀地通过气囊提升拉杆摆放在料斗秤的四个角上。由于料斗秤的日常工作点为量程的60%-70%,显然其自配砝码已无法满足日常校验的量程要求,我们及时购入六吨同等级手提砝码(20kg/块)配合工作量程校验,已经可以满足料斗秤日常校验要求。除了每半年申请技术监督局对料斗秤进行周期检定外,我们平均每周对六台料斗秤用40%量程砝码进行校验,不定期用手提砝码配合工作量程60%-70%校验,以保证每台秤的静态误差始终处在国家检定标准(Ⅲ级)范围之内。
四、工作中的动态偏差
通过长期与汽车衡、轨道衡等静态秤的磅差比较,在扣除了粮食损耗及除尘的因素后,我们发现每台料斗秤都存在程度不同的动态负偏差,最高达到-1‰左右,虽未超出国家检定规程要求的±1.4‰允差范围,但我们还是投入精力研究其真实原因。刚开始我们仅是简单得归咎于秤重仪表读取满/空秤的时间太快,导致秤还未完全稳定,仪表就读取数据,造成动态偏差。其实这只是表面现象。我们认为,秤在不受外力干扰下自然抖动不至于引起-1‰的偏差,有一点我们一直忽略的就是四个角砝码垛与升降拉杆同心度偏移导致拉杆被砝码卡紧。我们知道,升降拉杆做为秤体自重的一部分自然悬垂于秤的四角上部,砝码的挤压后,秤体的微幅形变受到了逆向的反作用力F, 通过几次三番的观察试验和比对估算,最终我们得出结论,这个反作用力F就是造成料斗秤动态负偏差的重要原因。我们通过重新摆放四角砝码,确保不让升降拉杆与砝码接触,甚至卸下升降拉杆并安装砝码夹持机构等方法已将动态偏差有效降低。
五、外部因素造成的系统误差
众所周知, 动态料斗秤的静态、动态偏差都是由秤自身特性所引起的,在日常巡检维护中我们发现,外部因素对料斗秤造成的准确度影响千万不可轻视。
所谓非连续累计自动料斗秤,顾名思义,就是无人值守,完全依靠机、电、控制系统自动完成每一秤的循环称重操作。通过耐心细致地观察我们发现,机械故障最易对秤的准确度造成影响。料斗秤的给/排料门都是由汽缸驱动,我们在巡检中发现给/排料门常被粮食杂质或其它硬物卡住、压缩空气气压不足、汽缸密封漏气引起活塞反行程不到位都会导致给/排料门关不严而漏粮、跑粮,由此给秤带来的误差无法估量。其次是除尘器阀门开度,若除尘阀门开太小,除尘效果不够,造成粮食粉尘多;若阀门开太大,容易吸走粮食颗粒造成不必要的损耗,同时持续不断较强的真空吸力对秤斗内产生负压、气体对流也会引起称重偏差。此外,软连接、观察门密封不好同样会导致粮食或粉尘一定程度的泄漏而产生称重偏差。
我们算了一笔帐,保守估算,料斗秤仅由上述机械故障造成的计量偏差按300g/秤漏重计算,10吨/秤粮食称重,其相对误差0.03‰,我港每年玉米出仓装船约600多万吨,其重量偏差就达近200吨,合人民币近二十万元。若加上卸车入仓、卸船入仓、倒仓等流程,每年几十万元不知不觉就顺着皮带流走了。一般人看来,几百克粮食相对几万几十万吨粮食犹如沧海一粟,根本不值一提,可对“斤斤计较”的计量人员来说,肩负着每年上千万吨的粮食进出的计量重任,哪怕是几十克甚至几克,也不能轻易忽视,否则长此以往,无形中就会造成难以想象的经济损失。正所谓“疏之毫厘,差之千里”。
六、加强日常巡检维护
以上惊人的统计数据警示着每一位计量人员,使我们真正意识到计量秤日常巡检维护的重要性,并随之建立了一套切实有效的巡检维护制度。首先,我们安排计量巡检人员每班(八小时)对六台料斗秤进行一次巡检点检。尤其针对驱动汽缸、气动三联件、软连结观察门密封、给/排料门关门缝隙、除尘阀开度锁紧、砝码垛偏移碰到秤体等影响秤精度的重要部位检查更是列为巡检的重中之重,保证上述重要部位的故障随时发现,随时处理,遇到暂时无法及时处理的情况,计量人员授权立即停止称重作业,待故障解除后秤方可继续工作。
其次,安排计量巡检人员每周一次对料斗秤的全面检查,重点是秤斗内部磨损部位(耐磨衬板和分料器白钢护)及紧固螺栓的检查。此外,每月、每季度安排计量巡检人员对每台秤给/排料门驱动拉杆轴销轴垫、驱动转轴、控制器仪表计算机等部位进行维护保养。计量工程师随时对巡检维护记录结果进行分析统计,根据各台料斗秤运行现状适时安排临时检修计划,以保证六台料斗秤在计量准确的前提下始终处于完好状态。
结束语:实际上,计量做为企业站稳市场的质量保障,其隐形效益已逐渐得到公司领导的重视和认可。我港从2000年试运行以来,公司领导就一直重视计量工作,从各个方面大力支持,专门设立了计量处,严把粮食进出衡重准确这一关。我们始终坚持的工作原则:不能因为计量失准让国家、公司、顾客三方任何一方受到经济损失。总之,做好计量工作必须要有耐心和极强的责任心,从一点一滴的细微之处发现问题,解决问题。任何疏忽大意都可能带来无法挽回的经济损失。
前言
港口是现代物流的一个节点,每日都有大量的货物需要称重计量,常采用的大型衡重计量设备有:轨道衡、汽车衡、料斗秤、皮带秤等。本文着重介绍料斗秤(学名:非连续累计自动秤)的使用维护经验。
北良港散粮仓储中转系统是国家利用世界银行贷款改善我国粮食流通项目的主要组成部分,其中转设施的规模和技术水平名列世界同行业前茅,是我国北粮南运和东北地区粮食进出口的中转枢纽,对于促进我国粮食出口和北粮南运具有重要的战略意义。北良港自2000年投入试运营以来,中转量快速增长,目前已达到了设计能力,每年仅粮食中转量已达到900多万吨。
由于以秤的计量称重数据做为进出口贸易结算依据,计量工作直接关系到国家信誉、港口信誉和货主切身利益。因此,做为我港重要计量设备,大容量料斗秤的准确性显得尤为重要。下面我们把近几年料斗秤使用与维护中积累的经验与大家共享。
一、料斗秤工作原理
目前我港在役料斗秤共十台,其中装车塔四台料斗秤专用于装火车流程,由于其工作量不大,暂不做介绍,这里重点介绍计量塔用于装卸船作业的六台料斗秤(MOLEN制造)。这六台料斗秤中,两台流量为1,000t/h,四台流量为2,000t/h。其工作流程如图。
如图所示,我们将料斗秤又称三斗式流量秤,即秤上斗、秤斗、秤下斗。做为缓冲斗,秤上斗和秤下斗的容量要大于秤斗的容量,这样的设计足可以保证皮带流程的粮食计量连续工作性较好,不会受暂时供料不足而影响工作效率。
料斗秤工作流程:
二、电子自校验(SCS)系统
SCS系统(Self Checking System),即秤的自校验系统。MOLEN公司ABS-XL-SCS系列料斗秤配置了自动检验系统,可对数字指示器显示的称重值的正确性进行检验。其工作原理是基于两套全电子秤重系统,即由两套独立的秤重系统得出的秤重结果不断地相互比较。秤量斗有3-4个支撑点支撑,每一支撑点均装置有两只独立的压力传感器,这样就组成两套传感器,每套形成独立的称重系统。
当两套称重结果间的比较值超出0.5个分度值又未超出一个分度值,即生成警示信号SCSW(Warning),但此警示信号并不中断称重过程,只是提醒操作者注意。当比较值超出一个最小分度值,即生成报警信号SCSA(Alarm),此时称重过程自动中断。通过几年的使用,我们发现,每到环境温度骤降,尤其是寒冬持续低温时,SCS系统极易产生报警。目前我们已基本掌握了每台秤的传感器的温度特性及解决此类故障的常见方法:可以先将仪表/秤断电再送电复位,降低FBF值(第一秤批量系数),适度降低NBF值(额定批量系数),故障消除。
配置自动校验系统,大大增强计量数据的可靠性和公证性,但也增加了维护量。
三、秤的静态校验
六台料斗秤最初设计安装时都配备有各自的M11级(精度万分之二)校验砝码,校验量程为最大称重量程的40%,可均匀地通过气囊提升拉杆摆放在料斗秤的四个角上。由于料斗秤的日常工作点为量程的60%-70%,显然其自配砝码已无法满足日常校验的量程要求,我们及时购入六吨同等级手提砝码(20kg/块)配合工作量程校验,已经可以满足料斗秤日常校验要求。除了每半年申请技术监督局对料斗秤进行周期检定外,我们平均每周对六台料斗秤用40%量程砝码进行校验,不定期用手提砝码配合工作量程60%-70%校验,以保证每台秤的静态误差始终处在国家检定标准(Ⅲ级)范围之内。
四、工作中的动态偏差
通过长期与汽车衡、轨道衡等静态秤的磅差比较,在扣除了粮食损耗及除尘的因素后,我们发现每台料斗秤都存在程度不同的动态负偏差,最高达到-1‰左右,虽未超出国家检定规程要求的±1.4‰允差范围,但我们还是投入精力研究其真实原因。刚开始我们仅是简单得归咎于秤重仪表读取满/空秤的时间太快,导致秤还未完全稳定,仪表就读取数据,造成动态偏差。其实这只是表面现象。我们认为,秤在不受外力干扰下自然抖动不至于引起-1‰的偏差,有一点我们一直忽略的就是四个角砝码垛与升降拉杆同心度偏移导致拉杆被砝码卡紧。我们知道,升降拉杆做为秤体自重的一部分自然悬垂于秤的四角上部,砝码的挤压后,秤体的微幅形变受到了逆向的反作用力F, 通过几次三番的观察试验和比对估算,最终我们得出结论,这个反作用力F就是造成料斗秤动态负偏差的重要原因。我们通过重新摆放四角砝码,确保不让升降拉杆与砝码接触,甚至卸下升降拉杆并安装砝码夹持机构等方法已将动态偏差有效降低。
五、外部因素造成的系统误差
众所周知, 动态料斗秤的静态、动态偏差都是由秤自身特性所引起的,在日常巡检维护中我们发现,外部因素对料斗秤造成的准确度影响千万不可轻视。
所谓非连续累计自动料斗秤,顾名思义,就是无人值守,完全依靠机、电、控制系统自动完成每一秤的循环称重操作。通过耐心细致地观察我们发现,机械故障最易对秤的准确度造成影响。料斗秤的给/排料门都是由汽缸驱动,我们在巡检中发现给/排料门常被粮食杂质或其它硬物卡住、压缩空气气压不足、汽缸密封漏气引起活塞反行程不到位都会导致给/排料门关不严而漏粮、跑粮,由此给秤带来的误差无法估量。其次是除尘器阀门开度,若除尘阀门开太小,除尘效果不够,造成粮食粉尘多;若阀门开太大,容易吸走粮食颗粒造成不必要的损耗,同时持续不断较强的真空吸力对秤斗内产生负压、气体对流也会引起称重偏差。此外,软连接、观察门密封不好同样会导致粮食或粉尘一定程度的泄漏而产生称重偏差。
我们算了一笔帐,保守估算,料斗秤仅由上述机械故障造成的计量偏差按300g/秤漏重计算,10吨/秤粮食称重,其相对误差0.03‰,我港每年玉米出仓装船约600多万吨,其重量偏差就达近200吨,合人民币近二十万元。若加上卸车入仓、卸船入仓、倒仓等流程,每年几十万元不知不觉就顺着皮带流走了。一般人看来,几百克粮食相对几万几十万吨粮食犹如沧海一粟,根本不值一提,可对“斤斤计较”的计量人员来说,肩负着每年上千万吨的粮食进出的计量重任,哪怕是几十克甚至几克,也不能轻易忽视,否则长此以往,无形中就会造成难以想象的经济损失。正所谓“疏之毫厘,差之千里”。
六、加强日常巡检维护
以上惊人的统计数据警示着每一位计量人员,使我们真正意识到计量秤日常巡检维护的重要性,并随之建立了一套切实有效的巡检维护制度。首先,我们安排计量巡检人员每班(八小时)对六台料斗秤进行一次巡检点检。尤其针对驱动汽缸、气动三联件、软连结观察门密封、给/排料门关门缝隙、除尘阀开度锁紧、砝码垛偏移碰到秤体等影响秤精度的重要部位检查更是列为巡检的重中之重,保证上述重要部位的故障随时发现,随时处理,遇到暂时无法及时处理的情况,计量人员授权立即停止称重作业,待故障解除后秤方可继续工作。
其次,安排计量巡检人员每周一次对料斗秤的全面检查,重点是秤斗内部磨损部位(耐磨衬板和分料器白钢护)及紧固螺栓的检查。此外,每月、每季度安排计量巡检人员对每台秤给/排料门驱动拉杆轴销轴垫、驱动转轴、控制器仪表计算机等部位进行维护保养。计量工程师随时对巡检维护记录结果进行分析统计,根据各台料斗秤运行现状适时安排临时检修计划,以保证六台料斗秤在计量准确的前提下始终处于完好状态。
结束语:实际上,计量做为企业站稳市场的质量保障,其隐形效益已逐渐得到公司领导的重视和认可。我港从2000年试运行以来,公司领导就一直重视计量工作,从各个方面大力支持,专门设立了计量处,严把粮食进出衡重准确这一关。我们始终坚持的工作原则:不能因为计量失准让国家、公司、顾客三方任何一方受到经济损失。总之,做好计量工作必须要有耐心和极强的责任心,从一点一滴的细微之处发现问题,解决问题。任何疏忽大意都可能带来无法挽回的经济损失。
核子秤工作原理
核子秤是利用核放射源发出的γ射线穿过物料,到达电离室传感器,传感器把γ射线转变成电信号,送入计算机计算出物料通过秤体的重量。核子秤不与物料接触,秤体无磨损,核源半衰期为30年,可以长期使用;核子秤完全密封,不怕恶劣环境,安装方便,维修量小,故障率低。
秤重原理
1、基本原理
当γ射线穿过物料时,与物料中的原子碰撞,被原子吸收,吸收量与物料中原子种类有关。未被吸收的γ射线穿过物料到达传感器,形成电流,经放大器放大,转变成信号电压Ui,Ui与累计重量W成如下关系:式中U0为空载下信号电压;Ui 为有料下信号电压; i=1,2,...n 为采样顺序号;n 为10秒钟采样总次数,K为称重系数,上式是核子秤称重的基本关系式,计算机据此公式计算出累计重量及流量等值。
2、称重参数的重要性
核子秤的称重原理与电子秤完全不同。核子秤以γ射线吸收为基础,由电压信号与参数计算出累计重量。它是一种间接测量方法,电子秤则是利用压力传感器直接测出物料重量的。核子秤累计重量的计算式是1中的公式。计算式中有三个量K,U0,Ui,其中Ui是测量值,由物料厚度确定。K与U0则是称重前测定出的两个参数。U0是由输送带的厚度确定的,它相当于电子秤中的皮重;K是由实际物料标定出来的系数,它相当于电子秤中刻度盘标度。由上式可看出,测定U0及K的准确性直接影响累计重量的准确性。
秤重原理
1、基本原理
当γ射线穿过物料时,与物料中的原子碰撞,被原子吸收,吸收量与物料中原子种类有关。未被吸收的γ射线穿过物料到达传感器,形成电流,经放大器放大,转变成信号电压Ui,Ui与累计重量W成如下关系:式中U0为空载下信号电压;Ui 为有料下信号电压; i=1,2,...n 为采样顺序号;n 为10秒钟采样总次数,K为称重系数,上式是核子秤称重的基本关系式,计算机据此公式计算出累计重量及流量等值。
2、称重参数的重要性
核子秤的称重原理与电子秤完全不同。核子秤以γ射线吸收为基础,由电压信号与参数计算出累计重量。它是一种间接测量方法,电子秤则是利用压力传感器直接测出物料重量的。核子秤累计重量的计算式是1中的公式。计算式中有三个量K,U0,Ui,其中Ui是测量值,由物料厚度确定。K与U0则是称重前测定出的两个参数。U0是由输送带的厚度确定的,它相当于电子秤中的皮重;K是由实际物料标定出来的系数,它相当于电子秤中刻度盘标度。由上式可看出,测定U0及K的准确性直接影响累计重量的准确性。
电子秤和核子秤在新庄选煤厂的应用
邱祥禹,张健,史红军(河南永城神火集团,河南 永城476600)
【摘 要】 目前,选煤厂称重测量大都采用 核子皮带秤和电子皮带秤,二者在工作原理、系统特点上各有千秋,尤以重力式动态电子皮带秤和非接触式核子皮带秤发展迅。本文试对两种皮带秤在我选煤厂中的应用及优缺作简单介绍。
【关键词】 电子皮带秤;核子皮带秤;选煤
神火集团新庄选煤厂是一座年处理能力240万吨的矿井型选煤厂,选煤工艺为块煤跳汰、沫煤重介、煤泥浮选的联合工艺流程。现使用的称重测量设备有2台电子皮带秤和3 台核子皮带秤。电子皮带秤从03 年开始使用,用来计量重介原煤,使用 的是北京斯凯尔公司生产的ICS-17J防爆电子皮带称, 核子皮带秤从96年开始使用,计量总原煤和精煤,使用的北京比尼公司的HBN-90系列。
下面对两种皮带秤的特点及其应用实践做简单的介绍。
1工作原理
1.1电子皮带秤
物料重量通过称量框架上的称重传感器将皮带上的物料重量信号送入数字转换器,由电压时转换成数字量送入积算器,测速传感器将皮带输送机的速度信号也送入积算器,积算器将重量信号和速度信号进行处理,得到物料的瞬时流量和累计重量,并在显示控制仪表上显示。
1.2核子皮带秤
核子皮带秤的工作原理是基于核源(铯137等)发射的γ射线穿过被测介质时,其强度的衰减服从指数规律,即当伽玛射线能量一定时,其强度的衰减与介质的组分、密度和射线方向上的厚度呈指数关系,通过对载有物料时的射线强度进行连续测量,并与空皮带(或其它传送设备)时的射线强度测量比较,另外,对皮带的运行速度加以测量,然后通过计算机系统的计算,直接显示单位载荷、瞬时流量、累积量等工艺参数。
2系统结构
电子皮带秤一般主要由电子皮带秤输送机、称重框架及测速机构、PLC电控柜四个部分组成。
核子秤的结构比较复杂:放射源+电离室+前置放大器+电源板+下位机+通讯。
3系统特点:
3.1电子皮带秤
(1)受皮带的震动、磨损和张力的影响
(2)安装较为复杂,需要经常保养。
(3)标定方式有砝码标定和实物称重标定两种,检测简单直观,精度调整方便易行。
(4)计量精度:±0.5%
3.2核子皮带秤
(1)作为非接触式在线计量控制设备,其称重传感器不受高温、腐蚀性、皮带倾角、跑偏、振动、张力等因素影响。
(2)设备结构简单,安装方便。
(3)日常标定工作方便,简单。日常保养量较少,维修率低。
(4) 计量精度:±1%
4两种皮带秤的特点对比
电子皮带秤秤架庞大、复杂,重量往往超过1000kg,安装时还要对输送机的支架及纵梁进行加固。安装位置的选择非常关键,通常要求在皮带张力小及张力变化小的地方安装,安装时还要停皮带输送机。
核子皮带秤的秤体小巧,搬运及安装工作量小,从安装要求上讲,可以说不讲究,只要简单地固定在皮带机纵梁上就可以了,安装空间大约只需300mm就够了,安装时甚至可以不停皮带输送机。
从维护方面看,要保证电子皮带秤的使用准确度,就要保证皮带张力恒定、皮带不跑偏、秤架不积灰、托辊校准好等运行条件,需要操作者精心维护并定期进行模拟校验或实物校验。我们可以这样说:电子皮带秤的准确度要求越高,维护工作越频繁,维护工作量也越大。
相比之下,核子皮带秤对维护工作的要求就比较少,除了在皮带下方的探测器(或射源)的积灰影响准确度外,其余部分不需要经常维护,只是每月用校验板进行模拟校验即可,而用校验板进行模拟校验远比电子皮带秤采用挂码、滚链校验简单。核子皮带秤虽然机械结构较为简单,日常保养量较小,但前期标定工作量较大,且其受不可控制的因素影响较多。
5改进
生产中我们对电子皮带秤做了如下改进:
(1)考虑到下料冲击对皮带的影响,在秤体前端采用多根上托辊结构,以延长皮带侧重区,使得秤架的整体性能比单托辊秤架大大改善,皮带在运行过程中零点和示值的稳定性增强,置信度增高。
(2)增加称重传感器的过载保护功能,避免意外损坏。
(3)核子秤是线式测量,为了减少误差,皮带前部增加推平装置。
6生产选型
核子皮带秤由于物料的断面形状、化学成分、含水份多少对测量精度的影响很大,限制了提高精度的可能,但其具备了电子皮带秤所不具备的特点。由于是非接触测量,其精度与皮带张力、跑偏、振动、冲击等因素无关,安装调整也不涉及皮带机,能在高温、高粉尘、腐蚀性气体等恶劣工况下工作。
(1)皮带输送机输送单一物料、物料成分变化小、含水量变化小、块度小、在皮带上的断面形状基本固定、负荷适中且负荷变化小于±30%,这样一些条件是选用核子皮带秤的必要条件;
(2)皮带输送机本身条件不好,如皮带过长或过短(甚至安装秤架的空间只有300mm)、皮带张力特别大或张力变化特别大、皮带机倾角不是固定的、皮带机带卸料小车、钢丝绳芯皮带机等等,宜选用核子皮带秤
总之,两种皮带秤各有千秋,要结合自身的情况合理选型,才能充分发挥它们各自的特点和优势。
【摘 要】 目前,选煤厂称重测量大都采用 核子皮带秤和电子皮带秤,二者在工作原理、系统特点上各有千秋,尤以重力式动态电子皮带秤和非接触式核子皮带秤发展迅。本文试对两种皮带秤在我选煤厂中的应用及优缺作简单介绍。
【关键词】 电子皮带秤;核子皮带秤;选煤
神火集团新庄选煤厂是一座年处理能力240万吨的矿井型选煤厂,选煤工艺为块煤跳汰、沫煤重介、煤泥浮选的联合工艺流程。现使用的称重测量设备有2台电子皮带秤和3 台核子皮带秤。电子皮带秤从03 年开始使用,用来计量重介原煤,使用 的是北京斯凯尔公司生产的ICS-17J防爆电子皮带称, 核子皮带秤从96年开始使用,计量总原煤和精煤,使用的北京比尼公司的HBN-90系列。
下面对两种皮带秤的特点及其应用实践做简单的介绍。
1工作原理
1.1电子皮带秤
物料重量通过称量框架上的称重传感器将皮带上的物料重量信号送入数字转换器,由电压时转换成数字量送入积算器,测速传感器将皮带输送机的速度信号也送入积算器,积算器将重量信号和速度信号进行处理,得到物料的瞬时流量和累计重量,并在显示控制仪表上显示。
1.2核子皮带秤
核子皮带秤的工作原理是基于核源(铯137等)发射的γ射线穿过被测介质时,其强度的衰减服从指数规律,即当伽玛射线能量一定时,其强度的衰减与介质的组分、密度和射线方向上的厚度呈指数关系,通过对载有物料时的射线强度进行连续测量,并与空皮带(或其它传送设备)时的射线强度测量比较,另外,对皮带的运行速度加以测量,然后通过计算机系统的计算,直接显示单位载荷、瞬时流量、累积量等工艺参数。
2系统结构
电子皮带秤一般主要由电子皮带秤输送机、称重框架及测速机构、PLC电控柜四个部分组成。
核子秤的结构比较复杂:放射源+电离室+前置放大器+电源板+下位机+通讯。
3系统特点:
3.1电子皮带秤
(1)受皮带的震动、磨损和张力的影响
(2)安装较为复杂,需要经常保养。
(3)标定方式有砝码标定和实物称重标定两种,检测简单直观,精度调整方便易行。
(4)计量精度:±0.5%
3.2核子皮带秤
(1)作为非接触式在线计量控制设备,其称重传感器不受高温、腐蚀性、皮带倾角、跑偏、振动、张力等因素影响。
(2)设备结构简单,安装方便。
(3)日常标定工作方便,简单。日常保养量较少,维修率低。
(4) 计量精度:±1%
4两种皮带秤的特点对比
电子皮带秤秤架庞大、复杂,重量往往超过1000kg,安装时还要对输送机的支架及纵梁进行加固。安装位置的选择非常关键,通常要求在皮带张力小及张力变化小的地方安装,安装时还要停皮带输送机。
核子皮带秤的秤体小巧,搬运及安装工作量小,从安装要求上讲,可以说不讲究,只要简单地固定在皮带机纵梁上就可以了,安装空间大约只需300mm就够了,安装时甚至可以不停皮带输送机。
从维护方面看,要保证电子皮带秤的使用准确度,就要保证皮带张力恒定、皮带不跑偏、秤架不积灰、托辊校准好等运行条件,需要操作者精心维护并定期进行模拟校验或实物校验。我们可以这样说:电子皮带秤的准确度要求越高,维护工作越频繁,维护工作量也越大。
相比之下,核子皮带秤对维护工作的要求就比较少,除了在皮带下方的探测器(或射源)的积灰影响准确度外,其余部分不需要经常维护,只是每月用校验板进行模拟校验即可,而用校验板进行模拟校验远比电子皮带秤采用挂码、滚链校验简单。核子皮带秤虽然机械结构较为简单,日常保养量较小,但前期标定工作量较大,且其受不可控制的因素影响较多。
5改进
生产中我们对电子皮带秤做了如下改进:
(1)考虑到下料冲击对皮带的影响,在秤体前端采用多根上托辊结构,以延长皮带侧重区,使得秤架的整体性能比单托辊秤架大大改善,皮带在运行过程中零点和示值的稳定性增强,置信度增高。
(2)增加称重传感器的过载保护功能,避免意外损坏。
(3)核子秤是线式测量,为了减少误差,皮带前部增加推平装置。
6生产选型
核子皮带秤由于物料的断面形状、化学成分、含水份多少对测量精度的影响很大,限制了提高精度的可能,但其具备了电子皮带秤所不具备的特点。由于是非接触测量,其精度与皮带张力、跑偏、振动、冲击等因素无关,安装调整也不涉及皮带机,能在高温、高粉尘、腐蚀性气体等恶劣工况下工作。
(1)皮带输送机输送单一物料、物料成分变化小、含水量变化小、块度小、在皮带上的断面形状基本固定、负荷适中且负荷变化小于±30%,这样一些条件是选用核子皮带秤的必要条件;
(2)皮带输送机本身条件不好,如皮带过长或过短(甚至安装秤架的空间只有300mm)、皮带张力特别大或张力变化特别大、皮带机倾角不是固定的、皮带机带卸料小车、钢丝绳芯皮带机等等,宜选用核子皮带秤
总之,两种皮带秤各有千秋,要结合自身的情况合理选型,才能充分发挥它们各自的特点和优势。
电子皮带秤计量原理
在皮带秤类动态计量过程中,最基本的原理是根据称重传感器的荷重值计算出“单位长度”上的物料平均重量,再测出“单位时间”皮带所经过的长度,这样既可以计算出“单位时间”内通过的物料重量,如果把“单位时间”细分到很短的时间段(我们选择100ms)那么各段的总累加值即可以近似于真实的累计值
为了方便计算,我们作一个自己的定义:
1. 砝码重量:Wm为了在长期试用过程中校验计量结果,在秤体的一侧所挂的重量不变的可以自动挂上和卸下的铁块,它的重量作为一个对比值修正称重传感器的时飘。单位:克
2. 速度系数:(脉冲数/毫米)用K1表示K1=2500 /158(脉冲/毫米)旋转编码器的转盘的周长是158毫米,每周的脉冲数是2500个
3. 整圈脉冲数:MCP皮带转过一圈所发出的脉冲数
4. 当量重量: Kz=Wm/(N1-N0)
Wm为砝码的重量(克)
N1 为挂码后用校量的方法得到的码值(重量传感器的AD数)
N2 为皮重码值
5. 称量系数:[(码值x脉冲数)/克] 用Kp表示
Kp=K1xL0/Kz
对于单辊皮带秤其中L0为称量段的皮带长度的一半(mm)
*为了减少每个周期的计算量,事先计算出Kp以供100ms中断程序使用
* 这样每个周期的累计量=(100ms的脉冲数x 重量的AD码值)/Kp
*将每个100ms的量累加即得到总的累计量
* 每一秒的累计量就是瞬时流量
*如果调整皮带的速度机可以控制流量
* 如果定量发出信号机可以控制定量打包
*如果根据多台设备相互控制即可以实现配比
数字称重传感器在过程控制中的应用
在工业过程控制中,由于生产的连续运转,对设备的可靠性有着较高的要求,采用了很多冗余技术来保证测量和控制的可靠.除了DCS系统的冗余外,对现场的传感器也提出了冗余的要求,DCS系统希望能及时了解各个传感器工作状态,并及时发现故障。这样,传统的称重方式由于多个模拟传感器的信号经过接线盒并接后成为一路信号,每个传感器的信号就不再是可独立辨别的,仪表无法在线发现问题,进行故障定位,就很难满足连续生产中高可靠性的要求。
梅特勒-托利多的数字称重传感器内部有微处理器,可以对自身进行诊断,每个都有自己的地址,仪表能够在线监测各个传感器输出并进行智能处理,不但大大提高了称重系统的可靠性,而且可以轻松解决一些模拟传感器很难实现的如大皮重小秤量、偏载检测等要求。再加上自己独特的高精度高速A/D转换技术、全面的传感器数字补偿技术以及远程高速防爆通信能力,使得性能超越了模拟传感器的极限,达到了OIML C6的精度,通过了多项国际认证,是真正的数字称重传感器。十多年来,梅特勒-托利多的数字称重传感器在全球各地广泛应用达到50万只以上。
与模拟传感器相比,数字称重传感器的如下特点更好地满足了过程控制的要求:
可靠性高,抗干扰能力强,防雷性能好
模拟传感器由仪表供电,其电桥的激励电压就等于外界仪表的供电。在工业现场,仪表与传感器之间易受强电干扰和浪涌影响,会造成数据不稳,甚至瞬时烧毁传感器。
数字传感器采用全密封不锈钢激光焊接技术,内充氦气保护内部电路可靠工作,防护等级达到IP68。增加了各种保护电路和防雷击设计,对仪表提供的电源先进行处理,稳压后再用于电桥的激励,就消除了来自电源和雷电的浪涌干扰,使得传感器输出稳定的信号,保证了传感器的正常工作。
不间断工作
数字称重系统能保障生产的连续性,实现不间断工作,仪表不但时刻监测着各个数字传感器的工作状况,而且在发现某个传感器故障时,仪表可以自动启动不间断工作方式,仍然能保障一定时间一定精度下的称重,不至于造成生产停机。同时仪表会发出信号给用户,定位故障传感器要求更换。
模拟传感器系统一旦传感器有故障就无法称重,从而造成停工停产的重大事件。
免标定
在生产现场进行标定是一件很麻烦的事情,许多料罐系统很难加重量或无法挂砝码进行标定,使用数字传感器就可以进行免标定。这是因为数字传感器在生产中,已用标准测力机对传感器输出进行了标定,其输出的数字量与标准力值是一一对应的,仪表读取到的就是数字传感器实际测量到的重量值,中间没有任何损耗,因此可以实现免标定。
而模拟传感器和称重仪表是分别生产分别标定的,在组成模拟称重系统时连线的各个环节都会有信号的损耗,仪表最后测量的信号并不完全等于传感器的输出信号,因此在应用时必须进行系统的现场标定。
传输距离远 通信速度快 防作弊效果显著
模拟式传感器的mV级信号太小,易受射频干扰和电磁干扰。而且在传输中由于电缆电阻的影响会有所损失,所以信号传输距离较短。模拟式称重作弊极其容易,很难控制。
数字传感器输出数字信号,不但电平要高出模拟式百倍,不易受到干扰,而且是按照Bifbus现场总线通信协议传输,通信速度是普通RS485的十倍,高速且具通信纠错能力,保证了数据快速可靠。由于协议的保密现场无法作弊。
角差容易调整
一个模拟传感器组成的秤体,由于信号的不可辨别,校准时需在每个传感器上加砝码并利用接线盒中的电位器进行角差调整,由于各个传感器间存在着相互作用,因而需反复多次调整,耗时费力。
由数字传感器组成的秤体,其角差的调整容易得多。由于仪表可以读取到四角每个传感器的受力情况,因此只要在各角加一遍载荷,仪表即可计算出各点的角差系数,可自动进行秤的角差调整,免去了反复加载砝码的麻烦,提高了效率。一遍加载即可完成角差调整,非常简便快捷。
维护方便
模拟传感器在生产时是连电缆线一起进行温度补偿的,这样才能消除电缆线电阻的温度影响。如果模拟传感器电缆线损坏后随意连接,就会造成测量误差。所以在距离较长时,传感器都需要专门定制。在更换传感器时需重新穿线,在实际使用时很不方便。
数字传感器使用军标的航空插头,不但保证了IP68的防护等级,使得传感器与电缆线成为两个独立的器件,更换传感器或电缆更方便,不用穿电缆线。由于传输的是数字信号,电缆线的长度可根据需要改变,不会影响测量精度。数字传感器更换时只需将相关参数输入新传感器,无需进行系统的重新标定。
系统整体成本低
从系统成本的角度来看,虽然数字传感器增加了电路板,但由于数字传感器在应用中减少了调试及应用成本(如调试角差方便),能够进行免标定,更换传感器不需重新标定等,而且数字传感器的自诊断、不间断工作等功能提高了系统可靠性,降低了停机时间。因此,系统总体成本是比模拟传感器系统要降低的。
梅特勒-托利多的数字称重传感器内部有微处理器,可以对自身进行诊断,每个都有自己的地址,仪表能够在线监测各个传感器输出并进行智能处理,不但大大提高了称重系统的可靠性,而且可以轻松解决一些模拟传感器很难实现的如大皮重小秤量、偏载检测等要求。再加上自己独特的高精度高速A/D转换技术、全面的传感器数字补偿技术以及远程高速防爆通信能力,使得性能超越了模拟传感器的极限,达到了OIML C6的精度,通过了多项国际认证,是真正的数字称重传感器。十多年来,梅特勒-托利多的数字称重传感器在全球各地广泛应用达到50万只以上。
与模拟传感器相比,数字称重传感器的如下特点更好地满足了过程控制的要求:
可靠性高,抗干扰能力强,防雷性能好
模拟传感器由仪表供电,其电桥的激励电压就等于外界仪表的供电。在工业现场,仪表与传感器之间易受强电干扰和浪涌影响,会造成数据不稳,甚至瞬时烧毁传感器。
数字传感器采用全密封不锈钢激光焊接技术,内充氦气保护内部电路可靠工作,防护等级达到IP68。增加了各种保护电路和防雷击设计,对仪表提供的电源先进行处理,稳压后再用于电桥的激励,就消除了来自电源和雷电的浪涌干扰,使得传感器输出稳定的信号,保证了传感器的正常工作。
不间断工作
数字称重系统能保障生产的连续性,实现不间断工作,仪表不但时刻监测着各个数字传感器的工作状况,而且在发现某个传感器故障时,仪表可以自动启动不间断工作方式,仍然能保障一定时间一定精度下的称重,不至于造成生产停机。同时仪表会发出信号给用户,定位故障传感器要求更换。
模拟传感器系统一旦传感器有故障就无法称重,从而造成停工停产的重大事件。
免标定
在生产现场进行标定是一件很麻烦的事情,许多料罐系统很难加重量或无法挂砝码进行标定,使用数字传感器就可以进行免标定。这是因为数字传感器在生产中,已用标准测力机对传感器输出进行了标定,其输出的数字量与标准力值是一一对应的,仪表读取到的就是数字传感器实际测量到的重量值,中间没有任何损耗,因此可以实现免标定。
而模拟传感器和称重仪表是分别生产分别标定的,在组成模拟称重系统时连线的各个环节都会有信号的损耗,仪表最后测量的信号并不完全等于传感器的输出信号,因此在应用时必须进行系统的现场标定。
传输距离远 通信速度快 防作弊效果显著
模拟式传感器的mV级信号太小,易受射频干扰和电磁干扰。而且在传输中由于电缆电阻的影响会有所损失,所以信号传输距离较短。模拟式称重作弊极其容易,很难控制。
数字传感器输出数字信号,不但电平要高出模拟式百倍,不易受到干扰,而且是按照Bifbus现场总线通信协议传输,通信速度是普通RS485的十倍,高速且具通信纠错能力,保证了数据快速可靠。由于协议的保密现场无法作弊。
角差容易调整
一个模拟传感器组成的秤体,由于信号的不可辨别,校准时需在每个传感器上加砝码并利用接线盒中的电位器进行角差调整,由于各个传感器间存在着相互作用,因而需反复多次调整,耗时费力。
由数字传感器组成的秤体,其角差的调整容易得多。由于仪表可以读取到四角每个传感器的受力情况,因此只要在各角加一遍载荷,仪表即可计算出各点的角差系数,可自动进行秤的角差调整,免去了反复加载砝码的麻烦,提高了效率。一遍加载即可完成角差调整,非常简便快捷。
维护方便
模拟传感器在生产时是连电缆线一起进行温度补偿的,这样才能消除电缆线电阻的温度影响。如果模拟传感器电缆线损坏后随意连接,就会造成测量误差。所以在距离较长时,传感器都需要专门定制。在更换传感器时需重新穿线,在实际使用时很不方便。
数字传感器使用军标的航空插头,不但保证了IP68的防护等级,使得传感器与电缆线成为两个独立的器件,更换传感器或电缆更方便,不用穿电缆线。由于传输的是数字信号,电缆线的长度可根据需要改变,不会影响测量精度。数字传感器更换时只需将相关参数输入新传感器,无需进行系统的重新标定。
系统整体成本低
从系统成本的角度来看,虽然数字传感器增加了电路板,但由于数字传感器在应用中减少了调试及应用成本(如调试角差方便),能够进行免标定,更换传感器不需重新标定等,而且数字传感器的自诊断、不间断工作等功能提高了系统可靠性,降低了停机时间。因此,系统总体成本是比模拟传感器系统要降低的。
浅析影响称重传感器迟滞性的因素
摘要:作为传感器的重要特性参数之一,迟滞性误差的改善直接影响传感器的整体误差,要想能够准确控制必须先了解哪些因素起到了影响作用。
关键词:传感器 迟滞性 因素控制
一、迟滞性的定义
灵敏度
以上面的图形为模型介绍迟滞性的定义:横轴为载荷,纵轴为灵敏度输出,在测试传感器的特性时一般将额定载荷等分成五份,从0到100%逐级加载并读取相应的输出值,将五个读数点连成光滑曲线,这条曲线如图中粗实线,称之为加载曲线,也叫进程曲线。利用直线插入法计算75%点的相应数据,以零点和75%点划一条直线,图中点线,这条直线称为理想直线,加载曲线与理想直线的误差称之为非线性误差。从100%到0分五等份逐级减载,并读取相应数据,将这五组数据连成光滑曲线,如图中粗虚线,称之为减载曲线,也叫回程曲线,减载曲线与加载曲线之间的误差称之为迟滞性误差。
迟滞性误差反映的是传感器精度的主要指标之一,误差的大小直接影响计量精度,所以在传感器的生产过程中必须严格控制影响迟滞性的各种因素。同时也要保证在安装传感器的不同条件下尽量避免影响迟滞性的因素存在。
以下详细介绍影响迟滞性的部分因素。
二、影响迟滞性的因素分析
1、原材料
弹性体:任何一种金属材料,因为其内部的组织结构关系的复杂性,受到外力加压后在微小晶粒之间产生微应变,在外力消失后,微应变随之消失,但是是否完全消失恢复到原始状态,不同的材料则有完全不一样的表现。在图1中,我们可以看到加载过程中的应变曲线ε1与卸载过程中的应变曲线ε2不重合,其差值△=ε2-ε1称之为迟滞性,差值的大小主要取决于材料本身成分的稳定性、均匀性、热处理后的金相组织等。作为称重传感器的关键元件——弹性体对此要求则更为明显,可以通过不同的热处理方式提高弹性极限,以减少迟滞性。目前国内市场上常用的材料为40CrNiMoA,该种材料经过合理的热处理能取得理想的综合机械性能。
应变计:金属应变计的典型结构为敏感栅,基底,被覆层和引线组成。在传感器的应用中,通过敏感栅的电阻应变效应,将弹性体的应变转变为阻值变化,根据材料本身存在的迟滞性来看,应变计本身也存在迟滞性。目前世界上著名的应变计厂在制造应变计时充分考虑了迟滞性的自补偿,使其在传感器的应用中的影响量减到最小。所以在选择应变计时要考虑到这种因素。
密封胶:在传感器的生产过程中要使用大量的密封胶,主要作用为固定线路和密封。从表面上看,一般在胶固化后是比较软的,相对弹性体的强度几乎可以忽略不记。但是对小量程产品,必须要加以考虑。小量程的产品,变形区相对薄弱,密封胶厚度的影响程度明显增加。
图2所示为胶层厚度一定时,迟滞性与量程的变化关系。函数关系近似为:
Y=K*e-Xa
式中:Y——传感器的迟滞性
K——密封胶完全固化后的迟滞性
Xa——传感器的额定载荷
图3所示为量程一定时,迟滞性与胶层厚度的变化关系。函数关系近似为:
Y=K*(1-e-Xb)
式中:Y——传感器的迟滞性
K——密封胶的完全固化后的迟滞性
Xb——密封胶的厚度
不同品质的胶也有不同的表现,如果胶的硬度随着时间的增加胶层的硬度也发生变化,则产品的迟滞性也会随之变化。所以在选用密封胶时一定选择固化后胶质稳定的胶。
2、安装条件
所谓的安装条件,一方面是指称重传感器在安装特殊配件(如桥式传感器的底座)的边界条件。这种边界条件的影响,在《衡器》杂志上有详细的分析说明,如表面状况,安装扭力等是最大的影响因素,在这里不作特别说明。另一方面是指称重传感器在使用现场的安装条件,根据与不同应用的客户研究分析,发现下列情况影响传感器或者说是整机的迟滞性,如表面状况、接触面积、安装扭力、螺栓强度、承载面硬度等均会影响。这些影响因素有时会被误诊为传感器的品质不良。
表面状况:是指秤台与传感器的接触面的质量,如粗糙度,平行度等。表面过于粗糙,在长时间使用时会使紧固螺栓松动并影响性能。如果平行度偏大,加载后会使传感器产生不必要的分力,直接影响产品精度,同时也无法体现传感器的真实精度。有的企业为了降低成本直接将一定厚度的钢板裁成合适的尺寸焊接到秤台上,不经过任何加工处理,使用初期不会有问题,随着时间的延长精度会越来越差。
接触面积:是指传感器与秤台固定的接触面积。如图4所示,(a)接触面过小,(b)接触面过大。不同公司的产品,由于结构和工艺的不同,接触面的大小也是有些差别,所以在传感器的生产过程中必须加以确定,并同时在传感器的安装使用说明书中详细定义,以保证客户能按照最佳条件安装使用。可以参考威世特迪亚的3410产品,将安装控制线标到传感器上,如图4(c)所示。
安装扭力:在《衡器》杂志上曾经介绍过桥式传感器的安装扭力与迟滞性的关系,在接触面一定的条件下,安装扭力越大,迟滞性越小。同样的道理,如果将传感器安装在不同的设备上,安装扭力的大小也直接影响产品的真实精度。传感器按照不同受力结构分为单点式,悬臂梁式,桥式,“S”式,轮辐式,柱式等六大类。安装扭力的影响规律对不同结构的产品是不一样的。例如悬臂梁传感器,安装扭力在100Nm时,能得到最佳的迟滞性。扭力过大或过小,迟滞性都会变差(不同公司的产品安装扭力最佳值会不一样,必须经过实验才能确定)。轮辐式传感器的迟滞性对安装扭力更为敏感,所以在使用时一定要依照生产厂商的安装使用说明书进行安装,以保证产品质量。
螺栓强度:螺栓的强度影响与安装扭力是一样的,如果强度不足,在产品安装使用一段时间之后,锁紧力则会变松,进而影响精度。
安装面硬度:以悬臂梁传感器来说明,因其固定端的接触面较小,如果硬度过低,则在使用过程中随使用次数的增加,受力支点则会移动,如图5,受力支点从a点移到b点,则精度会有不同程度的变化。
上面所讲述的影响因素直接与传感器接触,容易理解,还有一些其他因素看起来与传感器关系不大,但却影响传感器的精度。比如秤台强度,基础坚固性,防尘防水等因素。秤台强度的影响:以平台秤为例,一般采用悬臂梁称重传感器4只,安装在四个角上,如图6(a)所示:
图6(b)为平台秤的侧视简图及受力模型,如果秤台的强度不足,可以导致秤台中心凹陷,如图6(d),这种结果会导致传感器受侧向力的影响。而且侧向力的大小随被测物的重量增加而增加,但其增加的幅度却是非线性关系,以图6(c)为模型简化受力,可以用下列公式估算出传感器的受力与载荷的关系:
F=G/2cosα=G/2cos(G·L2/4·E·I)
式中:F——传感器荷重端受力
G——秤台载荷
E——秤台刚度
L——传感器固定端与秤台中心的距离
I——秤台转性惯距
α——秤台受力与变形角度
从公式看出,如果秤台强度足够强,可以忽略秤台变形,即α=0,cosα=1,故而F=G/2,如果秤台的强度越差,α角度随载荷增加而变大,从而使F与G的非线性度越
在实际应用过程中,安装地脚有固定式地脚如图6(e)和活动式地脚图6(f)两种。固定式地脚的结构由螺杆、底座和减振橡胶组成。活动式地脚由螺杆、钢球、底座和防滑垫组成。如果平台秤的安装地脚为固定式地脚,其受力结构还要考虑地脚倾斜后支点变化的影响。如图7(b)所示。如果采用活动地脚,则可以减少因地脚变形而带来的负面影响。
除平台秤以外,如果汽车衡台面的强度不足不但影响产品的精度同时也影响标定。
基础的影响:这里面的基础是指汽车衡或轨道衡的传感器的安装基础,如一台载荷为八十吨的汽车衡,一般使用6只或8只称重传感器。传感器通过底座与基础的预埋件固定。单只传感器的接触面积约有250cm2,单位面积的压力达到0.40~0.58kN/cm2。如果基础不牢固,使用一段时间后,基础产生变化后,传感器的特性则无法完全真实表现出来。与初装标定时的条件会有较大的变化。
灰尘和水的影响:这两种因素在保养条件比较好的条件下不会产生影响,但是在室外使用的衡器,如汽车衡,轨道衡等要特别注意。我们以水泥厂或矿山厂的汽车衡为例说明其影响:水泥厂的环境一般很恶劣,过往全是重型汽车,随车带起来的灰尘大部分属于水泥成分,长时间会沉积在裸露的传感器表面及配件间隙内,经过雨季或处在周围环境潮湿的现场,传感器表面或配件间隙的灰尘会硬化,使原本活动的配件变成固定式的,如果配件在传感器的变形敏感区域,则传感器的线性和迟滞性明显变差。另一方面单从水或潮气讲,主要是腐蚀传感器表面,使接触点产生变化,特别是含有配件的产品,生锈后会使配件与传感器“锈死”在一起,而影响精度。
曾经遇到过一个特殊案件:客户在夏天6月左右安装一台80t的汽车衡,使用6只30t的桥式传感器,现场在北方。由于在安装过程中,现场人员将传感器中间部位的密封条刮破,并没有作相应的改善,标定后交付使用。到11月份,用户反映汽车衡数据不准,早晨测试的数据明显低于中午测量的数据8~10t,开始怀疑传感器的温度补偿出现问题,经过多次确认分析没有找到问题所在。根据问题出现在早上的条件,建议用户用热风机给传感器加热,半小时后再次确认问题消失。后来发现密封条刮破的那只传感器的变形间隙里面全是水,早晨是固态的冰,中午是水,也就是说在早晨,变形间隙内固态的冰阻止了传感器受力后变形,而这只传感器的输出很小,影响输出结果。
针对灰尘的影响,有经验的厂商会采用适当的防护措施,如增加密封罩,表面涂适量的黄油等保护。
上述的影响因素,或多或少都会影响使用精度,在建造基础和安装过程中尽量避免,以保证长期使用的稳定性能。
关键词:传感器 迟滞性 因素控制
一、迟滞性的定义
灵敏度
以上面的图形为模型介绍迟滞性的定义:横轴为载荷,纵轴为灵敏度输出,在测试传感器的特性时一般将额定载荷等分成五份,从0到100%逐级加载并读取相应的输出值,将五个读数点连成光滑曲线,这条曲线如图中粗实线,称之为加载曲线,也叫进程曲线。利用直线插入法计算75%点的相应数据,以零点和75%点划一条直线,图中点线,这条直线称为理想直线,加载曲线与理想直线的误差称之为非线性误差。从100%到0分五等份逐级减载,并读取相应数据,将这五组数据连成光滑曲线,如图中粗虚线,称之为减载曲线,也叫回程曲线,减载曲线与加载曲线之间的误差称之为迟滞性误差。
迟滞性误差反映的是传感器精度的主要指标之一,误差的大小直接影响计量精度,所以在传感器的生产过程中必须严格控制影响迟滞性的各种因素。同时也要保证在安装传感器的不同条件下尽量避免影响迟滞性的因素存在。
以下详细介绍影响迟滞性的部分因素。
二、影响迟滞性的因素分析
1、原材料
弹性体:任何一种金属材料,因为其内部的组织结构关系的复杂性,受到外力加压后在微小晶粒之间产生微应变,在外力消失后,微应变随之消失,但是是否完全消失恢复到原始状态,不同的材料则有完全不一样的表现。在图1中,我们可以看到加载过程中的应变曲线ε1与卸载过程中的应变曲线ε2不重合,其差值△=ε2-ε1称之为迟滞性,差值的大小主要取决于材料本身成分的稳定性、均匀性、热处理后的金相组织等。作为称重传感器的关键元件——弹性体对此要求则更为明显,可以通过不同的热处理方式提高弹性极限,以减少迟滞性。目前国内市场上常用的材料为40CrNiMoA,该种材料经过合理的热处理能取得理想的综合机械性能。
应变计:金属应变计的典型结构为敏感栅,基底,被覆层和引线组成。在传感器的应用中,通过敏感栅的电阻应变效应,将弹性体的应变转变为阻值变化,根据材料本身存在的迟滞性来看,应变计本身也存在迟滞性。目前世界上著名的应变计厂在制造应变计时充分考虑了迟滞性的自补偿,使其在传感器的应用中的影响量减到最小。所以在选择应变计时要考虑到这种因素。
密封胶:在传感器的生产过程中要使用大量的密封胶,主要作用为固定线路和密封。从表面上看,一般在胶固化后是比较软的,相对弹性体的强度几乎可以忽略不记。但是对小量程产品,必须要加以考虑。小量程的产品,变形区相对薄弱,密封胶厚度的影响程度明显增加。
图2所示为胶层厚度一定时,迟滞性与量程的变化关系。函数关系近似为:
Y=K*e-Xa
式中:Y——传感器的迟滞性
K——密封胶完全固化后的迟滞性
Xa——传感器的额定载荷
图3所示为量程一定时,迟滞性与胶层厚度的变化关系。函数关系近似为:
Y=K*(1-e-Xb)
式中:Y——传感器的迟滞性
K——密封胶的完全固化后的迟滞性
Xb——密封胶的厚度
不同品质的胶也有不同的表现,如果胶的硬度随着时间的增加胶层的硬度也发生变化,则产品的迟滞性也会随之变化。所以在选用密封胶时一定选择固化后胶质稳定的胶。
2、安装条件
所谓的安装条件,一方面是指称重传感器在安装特殊配件(如桥式传感器的底座)的边界条件。这种边界条件的影响,在《衡器》杂志上有详细的分析说明,如表面状况,安装扭力等是最大的影响因素,在这里不作特别说明。另一方面是指称重传感器在使用现场的安装条件,根据与不同应用的客户研究分析,发现下列情况影响传感器或者说是整机的迟滞性,如表面状况、接触面积、安装扭力、螺栓强度、承载面硬度等均会影响。这些影响因素有时会被误诊为传感器的品质不良。
表面状况:是指秤台与传感器的接触面的质量,如粗糙度,平行度等。表面过于粗糙,在长时间使用时会使紧固螺栓松动并影响性能。如果平行度偏大,加载后会使传感器产生不必要的分力,直接影响产品精度,同时也无法体现传感器的真实精度。有的企业为了降低成本直接将一定厚度的钢板裁成合适的尺寸焊接到秤台上,不经过任何加工处理,使用初期不会有问题,随着时间的延长精度会越来越差。
接触面积:是指传感器与秤台固定的接触面积。如图4所示,(a)接触面过小,(b)接触面过大。不同公司的产品,由于结构和工艺的不同,接触面的大小也是有些差别,所以在传感器的生产过程中必须加以确定,并同时在传感器的安装使用说明书中详细定义,以保证客户能按照最佳条件安装使用。可以参考威世特迪亚的3410产品,将安装控制线标到传感器上,如图4(c)所示。
安装扭力:在《衡器》杂志上曾经介绍过桥式传感器的安装扭力与迟滞性的关系,在接触面一定的条件下,安装扭力越大,迟滞性越小。同样的道理,如果将传感器安装在不同的设备上,安装扭力的大小也直接影响产品的真实精度。传感器按照不同受力结构分为单点式,悬臂梁式,桥式,“S”式,轮辐式,柱式等六大类。安装扭力的影响规律对不同结构的产品是不一样的。例如悬臂梁传感器,安装扭力在100Nm时,能得到最佳的迟滞性。扭力过大或过小,迟滞性都会变差(不同公司的产品安装扭力最佳值会不一样,必须经过实验才能确定)。轮辐式传感器的迟滞性对安装扭力更为敏感,所以在使用时一定要依照生产厂商的安装使用说明书进行安装,以保证产品质量。
螺栓强度:螺栓的强度影响与安装扭力是一样的,如果强度不足,在产品安装使用一段时间之后,锁紧力则会变松,进而影响精度。
安装面硬度:以悬臂梁传感器来说明,因其固定端的接触面较小,如果硬度过低,则在使用过程中随使用次数的增加,受力支点则会移动,如图5,受力支点从a点移到b点,则精度会有不同程度的变化。
上面所讲述的影响因素直接与传感器接触,容易理解,还有一些其他因素看起来与传感器关系不大,但却影响传感器的精度。比如秤台强度,基础坚固性,防尘防水等因素。秤台强度的影响:以平台秤为例,一般采用悬臂梁称重传感器4只,安装在四个角上,如图6(a)所示:
图6(b)为平台秤的侧视简图及受力模型,如果秤台的强度不足,可以导致秤台中心凹陷,如图6(d),这种结果会导致传感器受侧向力的影响。而且侧向力的大小随被测物的重量增加而增加,但其增加的幅度却是非线性关系,以图6(c)为模型简化受力,可以用下列公式估算出传感器的受力与载荷的关系:
F=G/2cosα=G/2cos(G·L2/4·E·I)
式中:F——传感器荷重端受力
G——秤台载荷
E——秤台刚度
L——传感器固定端与秤台中心的距离
I——秤台转性惯距
α——秤台受力与变形角度
从公式看出,如果秤台强度足够强,可以忽略秤台变形,即α=0,cosα=1,故而F=G/2,如果秤台的强度越差,α角度随载荷增加而变大,从而使F与G的非线性度越
在实际应用过程中,安装地脚有固定式地脚如图6(e)和活动式地脚图6(f)两种。固定式地脚的结构由螺杆、底座和减振橡胶组成。活动式地脚由螺杆、钢球、底座和防滑垫组成。如果平台秤的安装地脚为固定式地脚,其受力结构还要考虑地脚倾斜后支点变化的影响。如图7(b)所示。如果采用活动地脚,则可以减少因地脚变形而带来的负面影响。
除平台秤以外,如果汽车衡台面的强度不足不但影响产品的精度同时也影响标定。
基础的影响:这里面的基础是指汽车衡或轨道衡的传感器的安装基础,如一台载荷为八十吨的汽车衡,一般使用6只或8只称重传感器。传感器通过底座与基础的预埋件固定。单只传感器的接触面积约有250cm2,单位面积的压力达到0.40~0.58kN/cm2。如果基础不牢固,使用一段时间后,基础产生变化后,传感器的特性则无法完全真实表现出来。与初装标定时的条件会有较大的变化。
灰尘和水的影响:这两种因素在保养条件比较好的条件下不会产生影响,但是在室外使用的衡器,如汽车衡,轨道衡等要特别注意。我们以水泥厂或矿山厂的汽车衡为例说明其影响:水泥厂的环境一般很恶劣,过往全是重型汽车,随车带起来的灰尘大部分属于水泥成分,长时间会沉积在裸露的传感器表面及配件间隙内,经过雨季或处在周围环境潮湿的现场,传感器表面或配件间隙的灰尘会硬化,使原本活动的配件变成固定式的,如果配件在传感器的变形敏感区域,则传感器的线性和迟滞性明显变差。另一方面单从水或潮气讲,主要是腐蚀传感器表面,使接触点产生变化,特别是含有配件的产品,生锈后会使配件与传感器“锈死”在一起,而影响精度。
曾经遇到过一个特殊案件:客户在夏天6月左右安装一台80t的汽车衡,使用6只30t的桥式传感器,现场在北方。由于在安装过程中,现场人员将传感器中间部位的密封条刮破,并没有作相应的改善,标定后交付使用。到11月份,用户反映汽车衡数据不准,早晨测试的数据明显低于中午测量的数据8~10t,开始怀疑传感器的温度补偿出现问题,经过多次确认分析没有找到问题所在。根据问题出现在早上的条件,建议用户用热风机给传感器加热,半小时后再次确认问题消失。后来发现密封条刮破的那只传感器的变形间隙里面全是水,早晨是固态的冰,中午是水,也就是说在早晨,变形间隙内固态的冰阻止了传感器受力后变形,而这只传感器的输出很小,影响输出结果。
针对灰尘的影响,有经验的厂商会采用适当的防护措施,如增加密封罩,表面涂适量的黄油等保护。
上述的影响因素,或多或少都会影响使用精度,在建造基础和安装过程中尽量避免,以保证长期使用的稳定性能。
稳定土厂拌设备水泥计量精度的改进
稳定土厂拌设备计量精度的高低由水泥计量精度的高低决定;水泥计量精度在保证成品料质量稳定的前提下,还能让用户得到较好的经济效益。稳定土厂拌设备是一种连续强制式搅拌设备,其工作原理决定了它对骨料、水泥和水等物料的计量必须是一种动态连续的计量。
从计量方式来看,现有的稳定土厂拌设备对物料的计量不外乎容积式计量和称重式计量这两种方式。所谓容积式计量,是一种通过控制单位时间内物料的体积流量来达到控制物料重量流量的计量方式。最典型的应用是用调速电机来控制骨料输送皮带机的转速以控制骨料的输送,这种计量方式在骨料计量上得到了广泛应用。
而称重式计量,顾名思义是一种根据传感器所反馈的重量信号对物料重量流量直接做出调整控制的计量方式。在稳定土厂拌设备上常用的有皮带秤、螺旋秤和减量秤3种形式。称重计量与容积计量相比,更能及时、直接对重量流量做出调整控制,相对计量精度也较高,更能与微机控制技术相结合,达到满意的控制精度要求。
根据交通部颁发的《稳定土厂拌设备技术要求》,对骨料的计量精度要求为±3%,对水泥的计量精度要求为±1%,对水泥的计量精度要求要比对骨料的计量精度要求高出很多。而从稳定土材料构成成本分析,在每吨成品料中所含水泥只有5%左右,但其价值却高于其他95%骨料的价值总和。从实际使用中看,无论是采用容积式计量还是采用称重式计量,用户从未对骨料的计量精度提出过异议,倒是对水泥的计量精度时有怨言,由此可见水泥计量精度在稳定土厂拌设备性能中所占的重要地位。
综合上述分析,我们可以得出这样的结论:稳定土厂拌设备计量精度的高低由水泥计量精度的高低决定;水泥计量精度在保证成品料质量稳定的前提下,还能让用户得到较好的经济效益。例如在某个工地,要求的水泥级配在4.5%~5.0%之间,如果能将水泥精确控制在4.5%,成品料也算合格,与中间值4.75%相比,可节省水泥0.25%。如果按WCB500设备每天产量4000t计算,可节省水泥10t,约3500元。
假设路面工程为20万t的拌和量,节省水泥所得的费用为17.5万元。所以说,水泥计量精度的高低是评价稳定土厂拌设备性能优劣的关键所在,提高水泥计量的精度不仅是用户保证质量、控制成本的有效手段,也是稳定土厂拌设备制造商所追求的目标之一。
目前稳定土厂拌设备所配置的水泥计量系统多采用称重计量方式,容积计量方式正逐渐被淘汰。称重计量系统主要有两种:螺旋连续称重和减量秤称重,但后者因占用较大空间而较少被采用,大多数设备采用的是传统的螺旋连续水泥计量装置(图1)。
螺旋秤上传感器所收集到的重量信号反馈到控制系统,通过控制系统的比较处理后发出指令给叶轮给料器上的调速电机,以控制水泥的流量,使其保持在一个相对稳定的范围内,实现水泥的计量。单从结构上讲,这种计量方法并没有什么太大的缺陷,但是,在实际使用时效果却不尽如人意。从全系统看,水泥计量不只是称重问题,它还涉及到水泥的供给、料仓的结构、水泥料位高低、调速机构的组成和称重螺旋的结构形式等多方面因素,任何一个环节上出现的问题都会直接影响到水泥的计量精度。仍以图1为例,当粉罐底部发生水泥搭架时(几乎每个粉罐都会发生此类故障),尽管称重螺旋已测出缺料信号并使叶轮给料器加速运转,但仍不能保证水泥流量加大,那么此时的成品料中水泥含量必然会不足。
另外,由于称重螺旋过长,自身重量较重,也会影响到水泥的计量精度;叶轮给料器叶片粘料同样会造成水泥计量的偏差;螺旋管径、螺距选取不当也使得水泥供料反馈速度不及时……针对以上问题,我们有必要重新从各个方面综合考虑水泥的计量精度问题。
南方路机通过对大量工地应用实例的分析,对各种工况下出现的问题做出先行性实验,已开发出一种国内最先进的水泥连续称重计量装置(目前已经申请国家专利)。该装置在施工中取得了很好的效果,受到用户的好评。在此简要介绍如下,希望能给广大同行以帮助和启迪。为能自动、连续地对稳定土厂拌设备所使用的水泥进行均匀的供料、保证级配的准确性,采用工业微机程序来控制水泥连续称重计量装置,以解决现有稳定土厂拌设备上水泥计量装置的缺陷,其技术手段如下(图2)。
1. 配套倾斜螺旋的供料粉仓
粉仓容积为9m3,在上、下限位置各装有一个阻旋式料位计;采用变频调速技术螺旋电机进行无级调速以控制供给量的大小;螺旋与水平面成一定的倾角,在出口处形成一段缓冲区,可有效地防止水泥的自流,以确保水泥流量的稳定性;根据稳定土厂拌设备所需水泥的供料范围,确定螺旋机螺距和叶片直径。以上配置可保证连续稳定供料,并能对控制装置发来的信号及时响应。
2. 采用单支点悬挂式螺旋称重装置
为减轻螺旋自重并从美观角度考虑,螺旋管选用薄壁的不锈钢管,轴端支承选用铸铝材料。传感器选用拉式传感器,此装置可对瞬时水泥流量进行重量检测,并转换成电信号传给控制装置。
3. 计量控制装置
主要由一个PLC控制器、一个信号放大变送器、一个变频器、一台工业微机及相关的电路电器组成。能自动、及时地对反馈回来的电信号按所设定的程序进行运算处理,保证水泥的流量不超过所设定的偏差值,同时微机系统还具有报警显示、统计打印等功能。
根据以上方案改造后的稳定土厂拌设备已有数十台在全国各地工地中使用,用户普遍反映水泥的计量较为准确,在提高成品料质量、节省施工费用上有明显的成效。
从计量方式来看,现有的稳定土厂拌设备对物料的计量不外乎容积式计量和称重式计量这两种方式。所谓容积式计量,是一种通过控制单位时间内物料的体积流量来达到控制物料重量流量的计量方式。最典型的应用是用调速电机来控制骨料输送皮带机的转速以控制骨料的输送,这种计量方式在骨料计量上得到了广泛应用。
而称重式计量,顾名思义是一种根据传感器所反馈的重量信号对物料重量流量直接做出调整控制的计量方式。在稳定土厂拌设备上常用的有皮带秤、螺旋秤和减量秤3种形式。称重计量与容积计量相比,更能及时、直接对重量流量做出调整控制,相对计量精度也较高,更能与微机控制技术相结合,达到满意的控制精度要求。
根据交通部颁发的《稳定土厂拌设备技术要求》,对骨料的计量精度要求为±3%,对水泥的计量精度要求为±1%,对水泥的计量精度要求要比对骨料的计量精度要求高出很多。而从稳定土材料构成成本分析,在每吨成品料中所含水泥只有5%左右,但其价值却高于其他95%骨料的价值总和。从实际使用中看,无论是采用容积式计量还是采用称重式计量,用户从未对骨料的计量精度提出过异议,倒是对水泥的计量精度时有怨言,由此可见水泥计量精度在稳定土厂拌设备性能中所占的重要地位。
综合上述分析,我们可以得出这样的结论:稳定土厂拌设备计量精度的高低由水泥计量精度的高低决定;水泥计量精度在保证成品料质量稳定的前提下,还能让用户得到较好的经济效益。例如在某个工地,要求的水泥级配在4.5%~5.0%之间,如果能将水泥精确控制在4.5%,成品料也算合格,与中间值4.75%相比,可节省水泥0.25%。如果按WCB500设备每天产量4000t计算,可节省水泥10t,约3500元。
假设路面工程为20万t的拌和量,节省水泥所得的费用为17.5万元。所以说,水泥计量精度的高低是评价稳定土厂拌设备性能优劣的关键所在,提高水泥计量的精度不仅是用户保证质量、控制成本的有效手段,也是稳定土厂拌设备制造商所追求的目标之一。
目前稳定土厂拌设备所配置的水泥计量系统多采用称重计量方式,容积计量方式正逐渐被淘汰。称重计量系统主要有两种:螺旋连续称重和减量秤称重,但后者因占用较大空间而较少被采用,大多数设备采用的是传统的螺旋连续水泥计量装置(图1)。
螺旋秤上传感器所收集到的重量信号反馈到控制系统,通过控制系统的比较处理后发出指令给叶轮给料器上的调速电机,以控制水泥的流量,使其保持在一个相对稳定的范围内,实现水泥的计量。单从结构上讲,这种计量方法并没有什么太大的缺陷,但是,在实际使用时效果却不尽如人意。从全系统看,水泥计量不只是称重问题,它还涉及到水泥的供给、料仓的结构、水泥料位高低、调速机构的组成和称重螺旋的结构形式等多方面因素,任何一个环节上出现的问题都会直接影响到水泥的计量精度。仍以图1为例,当粉罐底部发生水泥搭架时(几乎每个粉罐都会发生此类故障),尽管称重螺旋已测出缺料信号并使叶轮给料器加速运转,但仍不能保证水泥流量加大,那么此时的成品料中水泥含量必然会不足。
另外,由于称重螺旋过长,自身重量较重,也会影响到水泥的计量精度;叶轮给料器叶片粘料同样会造成水泥计量的偏差;螺旋管径、螺距选取不当也使得水泥供料反馈速度不及时……针对以上问题,我们有必要重新从各个方面综合考虑水泥的计量精度问题。
南方路机通过对大量工地应用实例的分析,对各种工况下出现的问题做出先行性实验,已开发出一种国内最先进的水泥连续称重计量装置(目前已经申请国家专利)。该装置在施工中取得了很好的效果,受到用户的好评。在此简要介绍如下,希望能给广大同行以帮助和启迪。为能自动、连续地对稳定土厂拌设备所使用的水泥进行均匀的供料、保证级配的准确性,采用工业微机程序来控制水泥连续称重计量装置,以解决现有稳定土厂拌设备上水泥计量装置的缺陷,其技术手段如下(图2)。
1. 配套倾斜螺旋的供料粉仓
粉仓容积为9m3,在上、下限位置各装有一个阻旋式料位计;采用变频调速技术螺旋电机进行无级调速以控制供给量的大小;螺旋与水平面成一定的倾角,在出口处形成一段缓冲区,可有效地防止水泥的自流,以确保水泥流量的稳定性;根据稳定土厂拌设备所需水泥的供料范围,确定螺旋机螺距和叶片直径。以上配置可保证连续稳定供料,并能对控制装置发来的信号及时响应。
2. 采用单支点悬挂式螺旋称重装置
为减轻螺旋自重并从美观角度考虑,螺旋管选用薄壁的不锈钢管,轴端支承选用铸铝材料。传感器选用拉式传感器,此装置可对瞬时水泥流量进行重量检测,并转换成电信号传给控制装置。
3. 计量控制装置
主要由一个PLC控制器、一个信号放大变送器、一个变频器、一台工业微机及相关的电路电器组成。能自动、及时地对反馈回来的电信号按所设定的程序进行运算处理,保证水泥的流量不超过所设定的偏差值,同时微机系统还具有报警显示、统计打印等功能。
根据以上方案改造后的稳定土厂拌设备已有数十台在全国各地工地中使用,用户普遍反映水泥的计量较为准确,在提高成品料质量、节省施工费用上有明显的成效。
浅谈电子皮带秤的选型、安装与维修
济南金钟电子衡器股份有限公司 张兄华
[摘要] 介绍电子皮带秤的选型、安装工艺过程要求及维护修理,确保用户根据自己的需要能够选择合适的电子皮带秤,并能保持较高的性能价格比,及在高精度的情况下可靠地使用。
关键词:电子皮带秤 选型 安装 维护及修理
1.概述
随着电子技术的突飞发展,作为对输送过程中散状物料进行连续计量的电子皮带秤,愈来愈多地用于商业贸易结算和企业内部进行成本核算。但人们对电子皮带秤的了解还远远不能向对待电子汽车衡、电子计价称一样,在购买前不能很好的选型以及在使用中不能很好地进行安装和维修。针对此问题,笔者结合自己的实际工作经验,进行粗浅地阐述。
2.电子皮带秤的选型
目前,市场上生产电子皮带秤的厂家有几十家,如珠海长陆、济南金钟、徐州三元、美国Romsey、日本Yamata、德国Schenck等,但型号配置不一,价格相差较大,几万元乃至几十万元不等,用户要想根据自己的实际情况选择合适的设备,需考虑以下五个方面的问题:
2.1 电子皮带秤型号的表示方法
根据国家标准GB/T7721-1995《电子皮带秤》,电子皮带秤的型号表示如图1所示:
2.2 电子皮带秤精度等级的种类
电子皮带秤属于自动衡器,其准确度等级的表示方法和静态衡器不一样,根据国家标准GB/T7721-1995《电子皮带秤》可知:电子皮带秤的准确度分为四个等级,表示符号为:(0.25)、(0.5)、(1.0)、(2.0)。
2.3 选择设备的目的
首先应搞清要购买的设备用于何种场合,是用于商业贸易结算还是企业内部核算。若用于商业贸易结算,应选择精度较高的设备,如(0.25)级、(05)级,若用于企业内部核算,可选择(05)级、(1.0)级或(2.0)级电子皮带秤,因为选择高精度的电子皮带秤,不仅初期投资较大,而且维护的工作量、维护的费用也较大,并且还需要选择较高的校验装置,例如实物校验装置,其投资近200-300万元。一些用户经常容易产生误区,订购前不加分析地选择高精度的皮带秤,试想一下,其道理和静态衡器中(II)级、(III)级、(IIII)级衡器的选用基本相同,不同之处在于该设备的校验装置由用户自备,而静态衡器由生产厂家解决。
2.4 所选设备的配置
明确购买设备的目的后,接着应搞清购买的设备是否需要增加其它功能,以便选择相关配置,然后应向厂家提出要选设备的要求,包括设备的基本配置(本体、电脑积算器等)和选用配置(通讯板、打印板、模拟电流接口板、远程显示器等)。其中核心部件电脑积算器的型号价格差别较大,目前国内应用较多的有徐州10-201、美国MT2000系列、日本CFC-100系列、德国400系列等。因为配置价格较贵,用户应该根据自己的需要适当进行选择,如进行商业贸易可选配打印机、内部核算可选择远程计数器等。
2.5 向厂家提供现场的技术资料
搞清以上几两点后,接着应向生产厂家提供现场的技术资料,以便厂家有针对性的进行设计,其中现场的技术资料主要包括环境的温度、湿度,皮带输送机的型号、输送机的倾角、托辊的槽行角、皮带的速度、皮带的宽度,运送物料的特性、正常流量、最大流量,现场距电脑积算器的距离,积算器的安装形式等。
3.电子皮带秤的安装工艺要求
一台电子皮带秤的使用性能好坏,不仅取决于厂家的设计质量(高品质的设计应是前提条件,文中不进行叙述),而且还取决于现场的安装工艺要求及设备的维护情况。
3.1秤体安装位置的选取
秤体应安装在输送机皮带张力变化较小且安装的部位不应有伸缩、接头或纵梁拼接的地方,整个称重域内托辊和输送机的支撑应有足够的强度和刚度,尽量避免风力、雨雪、暴晒、振动源、腐蚀性气体、强磁场及大型机电设备的干扰,并且将安装秤体的皮带输送机与振动料仓分离,避免振动信号对称重信号的影响。
3.2称重托辊的选取及安装
称重托辊的径向跳动,承重高度和槽行角的公差应在国家标准允许的范围内,托辊的槽行角应在35°以下,槽型角偏大,势必会引起托辊的不同心度,从而使皮带的柔性变差。称重域内托辊应比两边其它托辊高出6mm左右,且纵向中心线应与输送机架挂辊中心线重合,而且与输送机纵向平行。
3.3电气部分的安装要求
电源部分应尽量避开动力线,亦可采用照明电源,有条件的用户可在电脑积算器电源侧增加电源稳压装置;电气接线盒安装于输送机一侧,应密封好,防止清扫输送机架时,电路板被水浸泡或粉尘进入接线盒内;电脑积算器控制室和现场的距离较远,可达几百米,称重信号线和电力电缆线应分开走线,且将屏蔽端接好,由于线路损耗较大、称重信号受外界的干扰较严重,距离超过60米时,接线应采用6线制接法;电脑积算器和秤体应分别接地,接地电阻应不大于4Ω。
4.电子皮带秤的维护及修理
4.1系统的维护
要使一台调校好的电子皮带秤能够满意地运行,保持良好的精度和可靠性,应进行如下七方面的维护:
其一,对于新安装的皮带秤,在安装后的几个月内,每隔一天检测一次零点,每隔一周检测一次间隔值,根据精度要求,适时选择实物校准或模拟校准;
第二,每天下班停机后及时清除秤体上的积料和皮带上的粘附物;
第三,皮带运行中,检测皮带是否跑偏;
第四,由于称重托辊运动的灵活性、径向跳动程度等直接影响计量精度,需每年对称重托辊润滑1~2次,但要注意托辊润滑后,需对电子皮带秤重新进行校准;
第五,使用过程中,正常流量最好控制在校准流量幅度的±20%范围内;
第六,最大流量不要超过120%Qmax,这样做不但有助于提高皮带秤的精度,而且会提高设备的使用寿命;
第七,严禁在安装传感器的秤体上进行焊接,以免损坏传感器,特殊情况下,应先断开电源,然后将接地线引到秤体上,一定不能让电流回路经过传感器。
4.2系统的修理
因外界影响因数较多,检查和排除电子皮带秤的故障,相对其它衡器来说要复杂得多,这就需要修理人员应认真阅读了解相关的知识,勤观察、勤动手、多分析、多思考、多总结。
4.2.1电脑积算器的检修
电脑积算器是电子皮带秤的中枢,它是将称重传感器送来的mV级信号转化成数字量信号,并将速度传感器送来的脉冲信号进行整形处理,然后一同送入微处理器集中进行处理,其修理程序参见图2。
4.2.2称重传感器和速度传感器的检修
称重传感器和速度传感器是电子皮带秤的心脏。称重传感器的检修大家较熟悉,限于篇幅,这里不再介绍;速度传感器是通过与皮带接触的滚动装置来驱动运行,并将皮带运行的速度信号转化为电压信号(方波),因厂家选用装置不同及皮带运行速度不一样,电压幅值也不一样,正常工作中,电压幅值一般在3~15VAC之间,可用万用表的“~”档进行检查,其检修程序参见图3。
4.2.3零点及间隔值的漂移
零点屡调不准、称量不准确,首先应从现场着手,造成的原因可能与秤体安装质量和使用环境有关,具体可从以下几方面处理:
一、环境温度、湿度是否昼夜变化较大,导致输送皮带的张力发生变化,从而使皮带秤零点发生漂移;
二、秤架上积尘积料、运输皮带粘料;
三、物料卡在秤架内;
四、运输机皮带不均匀;
五、系统没有良好接地;
六、电子测量元件故障;
七、称重传感器严重过载。
其次应考虑传感器本身的稳定性及电脑积算器的性能情况。
5、结束语
因水平有限,笔者结合用户的实际情况及自己的设计、安装、调试经验作如上粗浅分析,仅此一家之言,不当之处敬请读者批评指正,同时也希望对广大用户及其同仁有所启迪。
[摘要] 介绍电子皮带秤的选型、安装工艺过程要求及维护修理,确保用户根据自己的需要能够选择合适的电子皮带秤,并能保持较高的性能价格比,及在高精度的情况下可靠地使用。
关键词:电子皮带秤 选型 安装 维护及修理
1.概述
随着电子技术的突飞发展,作为对输送过程中散状物料进行连续计量的电子皮带秤,愈来愈多地用于商业贸易结算和企业内部进行成本核算。但人们对电子皮带秤的了解还远远不能向对待电子汽车衡、电子计价称一样,在购买前不能很好的选型以及在使用中不能很好地进行安装和维修。针对此问题,笔者结合自己的实际工作经验,进行粗浅地阐述。
2.电子皮带秤的选型
目前,市场上生产电子皮带秤的厂家有几十家,如珠海长陆、济南金钟、徐州三元、美国Romsey、日本Yamata、德国Schenck等,但型号配置不一,价格相差较大,几万元乃至几十万元不等,用户要想根据自己的实际情况选择合适的设备,需考虑以下五个方面的问题:
2.1 电子皮带秤型号的表示方法
根据国家标准GB/T7721-1995《电子皮带秤》,电子皮带秤的型号表示如图1所示:
2.2 电子皮带秤精度等级的种类
电子皮带秤属于自动衡器,其准确度等级的表示方法和静态衡器不一样,根据国家标准GB/T7721-1995《电子皮带秤》可知:电子皮带秤的准确度分为四个等级,表示符号为:(0.25)、(0.5)、(1.0)、(2.0)。
2.3 选择设备的目的
首先应搞清要购买的设备用于何种场合,是用于商业贸易结算还是企业内部核算。若用于商业贸易结算,应选择精度较高的设备,如(0.25)级、(05)级,若用于企业内部核算,可选择(05)级、(1.0)级或(2.0)级电子皮带秤,因为选择高精度的电子皮带秤,不仅初期投资较大,而且维护的工作量、维护的费用也较大,并且还需要选择较高的校验装置,例如实物校验装置,其投资近200-300万元。一些用户经常容易产生误区,订购前不加分析地选择高精度的皮带秤,试想一下,其道理和静态衡器中(II)级、(III)级、(IIII)级衡器的选用基本相同,不同之处在于该设备的校验装置由用户自备,而静态衡器由生产厂家解决。
2.4 所选设备的配置
明确购买设备的目的后,接着应搞清购买的设备是否需要增加其它功能,以便选择相关配置,然后应向厂家提出要选设备的要求,包括设备的基本配置(本体、电脑积算器等)和选用配置(通讯板、打印板、模拟电流接口板、远程显示器等)。其中核心部件电脑积算器的型号价格差别较大,目前国内应用较多的有徐州10-201、美国MT2000系列、日本CFC-100系列、德国400系列等。因为配置价格较贵,用户应该根据自己的需要适当进行选择,如进行商业贸易可选配打印机、内部核算可选择远程计数器等。
2.5 向厂家提供现场的技术资料
搞清以上几两点后,接着应向生产厂家提供现场的技术资料,以便厂家有针对性的进行设计,其中现场的技术资料主要包括环境的温度、湿度,皮带输送机的型号、输送机的倾角、托辊的槽行角、皮带的速度、皮带的宽度,运送物料的特性、正常流量、最大流量,现场距电脑积算器的距离,积算器的安装形式等。
3.电子皮带秤的安装工艺要求
一台电子皮带秤的使用性能好坏,不仅取决于厂家的设计质量(高品质的设计应是前提条件,文中不进行叙述),而且还取决于现场的安装工艺要求及设备的维护情况。
3.1秤体安装位置的选取
秤体应安装在输送机皮带张力变化较小且安装的部位不应有伸缩、接头或纵梁拼接的地方,整个称重域内托辊和输送机的支撑应有足够的强度和刚度,尽量避免风力、雨雪、暴晒、振动源、腐蚀性气体、强磁场及大型机电设备的干扰,并且将安装秤体的皮带输送机与振动料仓分离,避免振动信号对称重信号的影响。
3.2称重托辊的选取及安装
称重托辊的径向跳动,承重高度和槽行角的公差应在国家标准允许的范围内,托辊的槽行角应在35°以下,槽型角偏大,势必会引起托辊的不同心度,从而使皮带的柔性变差。称重域内托辊应比两边其它托辊高出6mm左右,且纵向中心线应与输送机架挂辊中心线重合,而且与输送机纵向平行。
3.3电气部分的安装要求
电源部分应尽量避开动力线,亦可采用照明电源,有条件的用户可在电脑积算器电源侧增加电源稳压装置;电气接线盒安装于输送机一侧,应密封好,防止清扫输送机架时,电路板被水浸泡或粉尘进入接线盒内;电脑积算器控制室和现场的距离较远,可达几百米,称重信号线和电力电缆线应分开走线,且将屏蔽端接好,由于线路损耗较大、称重信号受外界的干扰较严重,距离超过60米时,接线应采用6线制接法;电脑积算器和秤体应分别接地,接地电阻应不大于4Ω。
4.电子皮带秤的维护及修理
4.1系统的维护
要使一台调校好的电子皮带秤能够满意地运行,保持良好的精度和可靠性,应进行如下七方面的维护:
其一,对于新安装的皮带秤,在安装后的几个月内,每隔一天检测一次零点,每隔一周检测一次间隔值,根据精度要求,适时选择实物校准或模拟校准;
第二,每天下班停机后及时清除秤体上的积料和皮带上的粘附物;
第三,皮带运行中,检测皮带是否跑偏;
第四,由于称重托辊运动的灵活性、径向跳动程度等直接影响计量精度,需每年对称重托辊润滑1~2次,但要注意托辊润滑后,需对电子皮带秤重新进行校准;
第五,使用过程中,正常流量最好控制在校准流量幅度的±20%范围内;
第六,最大流量不要超过120%Qmax,这样做不但有助于提高皮带秤的精度,而且会提高设备的使用寿命;
第七,严禁在安装传感器的秤体上进行焊接,以免损坏传感器,特殊情况下,应先断开电源,然后将接地线引到秤体上,一定不能让电流回路经过传感器。
4.2系统的修理
因外界影响因数较多,检查和排除电子皮带秤的故障,相对其它衡器来说要复杂得多,这就需要修理人员应认真阅读了解相关的知识,勤观察、勤动手、多分析、多思考、多总结。
4.2.1电脑积算器的检修
电脑积算器是电子皮带秤的中枢,它是将称重传感器送来的mV级信号转化成数字量信号,并将速度传感器送来的脉冲信号进行整形处理,然后一同送入微处理器集中进行处理,其修理程序参见图2。
4.2.2称重传感器和速度传感器的检修
称重传感器和速度传感器是电子皮带秤的心脏。称重传感器的检修大家较熟悉,限于篇幅,这里不再介绍;速度传感器是通过与皮带接触的滚动装置来驱动运行,并将皮带运行的速度信号转化为电压信号(方波),因厂家选用装置不同及皮带运行速度不一样,电压幅值也不一样,正常工作中,电压幅值一般在3~15VAC之间,可用万用表的“~”档进行检查,其检修程序参见图3。
4.2.3零点及间隔值的漂移
零点屡调不准、称量不准确,首先应从现场着手,造成的原因可能与秤体安装质量和使用环境有关,具体可从以下几方面处理:
一、环境温度、湿度是否昼夜变化较大,导致输送皮带的张力发生变化,从而使皮带秤零点发生漂移;
二、秤架上积尘积料、运输皮带粘料;
三、物料卡在秤架内;
四、运输机皮带不均匀;
五、系统没有良好接地;
六、电子测量元件故障;
七、称重传感器严重过载。
其次应考虑传感器本身的稳定性及电脑积算器的性能情况。
5、结束语
因水平有限,笔者结合用户的实际情况及自己的设计、安装、调试经验作如上粗浅分析,仅此一家之言,不当之处敬请读者批评指正,同时也希望对广大用户及其同仁有所启迪。
提高辊道秤计量系统准确性的初探
江西新余钢铁有限责任公司 肖兴华
[摘要] 本文对提高辊道秤计量系统的准确性进行了初步探讨,通过采用对计量辊道的改进及要求,称重传感器、限位装置的选择与配合,开发角差数字调校和自动静态称量等措施,可以达到快捷、自动、准确计量的目的。
关键词:计量系统 辊道秤 准确性 初探
随着新钢公司第二轮技改如火如荼,转炉连铸通过辊道向中板、一线、二线进行了热送,实现了生产过程的合理化、自动化,成为公司降成本的又一亮点。辊道电子秤(简称辊道秤)是这一生产过程中必不可少的一环。下面就如何提高辊道秤计量准确性谈点粗浅的体会和意见,和同行相互交流探讨。
一、计量辊道的改进及要求
1、计量辊道是运送辊道的一个计量环节。在两根纵向主梁上安装若干辊道,纵梁与横梁交合处底部安装传感器和限位装置。
2、计量辊道的振动应尽量小,其主梁结构稳固,有足够的刚性。在最大负荷下框架挠度小于0.5mm。两纵、三横的主梁采用钢板或型钢焊接成工钢梁,具有较高的机械强度和整体钢度。
3、计量辊道两端与计量辊道长度相同的运送辊道和计量辊道一起合为辊道秤区。
(1)辊道秤区的辊道应相互平行,其不平行度不大于0.5mm。
(2)在二分之一左右的最大负荷作用下,辊道秤区辊道面的素线应在同一平面内。共同误差不大于1mm。
(3)辊道秤区的辊道应规格相同,统一制造,统一进行校准。
4、计量辊道上的辊道同心度要好,辊道偏心跳动应不大于0.381mm。辊道的速度不同,要求偏心跳的量也略有不同,偏心量小,可以降低运送坯料时产生的振动。
5、计量辊道的各辊子采用减速机带连轴器单独传动,但各辊子的减速机应交错分布在秤体两侧。使秤体重心、中心保持一致。增强辊道秤稳定性,尽可能减少由于偏载带来的误差,与之相配的各种管道也应分布秤体的两侧。与辊道秤相连处应采用软管连接,使秤体相对独立,以减少误差。
6、辊道秤的基础采用整体纵横工钢梁结构。或将其浇灌于混凝土中,(板坯辊道秤多采用之)或将其固定在地角螺丝上(方坯辊道秤多采用之)。另外,安装称重传感器基础板相互间高度差不大于3mm。
二、称重传感器、限位装置的选择与配合
由于连铸工艺及辊道运送等因素的影响,热坯料与辊道的接触面往往不是很平整。尤其在切割料时,坯料两头往下的变形较大。热坯料进入辊道秤时,每接触一组计量辊道都会产生冲击,同时还存在坯料与辊道之间的动摩擦、接触面不平产生的振动等。冲击、振动成为选择称重传感器及限位装置必须考虑的问题。
1、选用桥式称重传感器。桥式称重传感器是两端支承、中间受力的桥式结构,传力组件采用压头、钢球结构,可自动复位,自动调心,抗侧向力和抗冲击性能强。如金钟生产的BM-LS。
2、限位装置的作用是抑制作用于辊道秤上的纵向(横向)的水平力。它与传感器的配合使用是保证称重传感器检测的准确度的重要环节。配合桥式结构钢球传力的传感器应选用两端带活动铰接的紧固杆式限位器。这种限位器的活动铰接头与紧固杆是两体的,杆的两端带螺纹固定到铰接头上,对杆可作相应的调整。
3、称重传感器的安装位置,对整个称重系统能否长期稳定工作及传感器的使用寿命密切相关,在确定传感器安装位置时应考虑:
(1)安装在纵横梁交合处;
(2)最大载荷以最高速度进入和离开秤台瞬间都不会引起秤台翘头现象;
(3)传感器横向跨度的中心线与两纵梁中心线重合。纵向限位安装于辊道秤中部纵横梁交合处的纵梁上,横向限位安装于辊道秤两端的纵横梁交合处的横梁上。由于水平(纵横向)力是双向的,限位装置应成对使用,方向相反,不产生附加力矩。
4、辊道秤的称重传感器量程选择。由于辊道秤的冲击振动载荷对传感器的影响很大,除应考虑秤体重量,最大坯料载荷之外,对冲击、振动、偏载情况应给予充分考虑。
C传= K(Q+W)/N
式中 C传——传感器量程;
Q——坯料额定重量;
W——辊道秤自重;
N——传感器个数;
K——系数2-3(方坯秤一般选2;板坯秤一般选2.5-3)
根据经验,辊道秤在额定载荷下,应使传感器工作在其量限的30%—40%左右,传感器具有很大的容量空间。这样虽然使传感器的信噪比和信号减小,提高了对称重显示控制器的分辨率和抗干扰能力的要求,但却有利于系统的稳定性,延长了传感器的使用寿命。
5、热送坯料的辊道秤是否都一定要选用高温传感器?要根据传感器所处位置的实际环境温度确定。不是所有热送坯料的辊道秤都使用高温传感器。有的热送坯料(≤950℃左右)的辊道秤,使用的传感器却是常温防潮的传感器,有的只要采取一些常规的隔热措施,便可使用常温传感器。
三、开发角差数字调校和自动静态称量
辊道秤由于结构原因产生的角差可以通过计算机角差数字调校程序进行补偿,,大大降低了误差。同时角差数字调试将角差调试和满量程调试相结合,既提高了系统称量的准确度,又简化了标定工作的难度和吊运砝码或替代物的工作量。
自动静态称量是计算机在坯料静态时自动采集数据,保证称量准确度为前提,减少了手动称量漏计量多计量带来的计量差错,提高了系统的准确性。
1、角差数字调校采用数字变送器(如PA8103)。数字变送器可对接入的每一个称重传感器都单独进行信号放大、A/D转换、数字滤波和数据处理。数字变送器根据计算机系统的命令组发送每一个传感器的数字输出信号,计算机接收每一个传感器的数字输出信号,进行标定运算,数据显示数据管理等功能。
2、角差数字调试,选择压角或压段调整角差的方式。清空秤台,进行空秤信号的输入,将砝码或替代物放在角上或段上,等读数稳定后,选择输入相应的角号或段号,在加载量输入栏中输入加载重量值(这个重量至少应为称重传感器容量的20%,该重量越接近称重传感器的容量效果越好),完成角差调试。然后进行满量程调试,在秤台中间加上砝码或替代物(这个重量越接近辊道秤实际运送坯料的重量越好),在量程加载量输入栏输入实际重量值。这样就完成了标定。
3、角差数字调试由于采用了数字变送器,实现了模拟传感器的数字化改造。通过数字技术可根据指令对模拟传感器的部分参数在二次仪表(专用)或计算机中进行更改,还可快捷进行偏载校准。这项技术在利用模拟传感器进行数字化改造方面具有广阔的应用前景。
4、自动静态称量是由一组光纤式激光检测器(如LOS4)和开关量板卡(配置在计算机内)组成。当热坯料进入计量辊道时,PLC或电控系统采集到信号,使计量辊道上的减速机,减速,停止。称量准备就绪。光纤式激光检测器经发射器发出一束经调制的高强度平行光束,经过被检测物位置后,由接收器接收,经滤光及电子解调,输出一对电接点,将24V输入计算机I/O开关的引脚上,计算机采集信号后,经延时接收重量,而后经开关量板卡给出一输出信号,一对开关量接点导通,PLC或电控系统使辊道秤区的减速机起动,坯料送出。
5、由于现场环境比较复杂,容易受共模电压等干扰的影响,电源地要可靠,信号电缆要采取屏蔽措施。特别是光纤式激光检测器的24V电源接地及电接点输出线的屏蔽不能简单化。
四、其它
1、辊道秤两侧应加装挡板,挡板不应固定在秤体上,挡板与秤体为两部分,互不影响。每个传感器附近应加装保护墩或休止装置。纵梁的纵向中心线应与运行中心线重合。
2、秤体系统的自振频率设计要远离于最高振动频率。传感器附件及垫块的高度不应高于传感器自身的高度。秤体的自重要尽可能的重。
3、水压油压在计量时要保持稳定,不应在秤体上出现跑冒滴漏现象。
4、在清理秤体下氧化铁皮时,高温传感器、接线盒的位置不可用水冲洗。
[摘要] 本文对提高辊道秤计量系统的准确性进行了初步探讨,通过采用对计量辊道的改进及要求,称重传感器、限位装置的选择与配合,开发角差数字调校和自动静态称量等措施,可以达到快捷、自动、准确计量的目的。
关键词:计量系统 辊道秤 准确性 初探
随着新钢公司第二轮技改如火如荼,转炉连铸通过辊道向中板、一线、二线进行了热送,实现了生产过程的合理化、自动化,成为公司降成本的又一亮点。辊道电子秤(简称辊道秤)是这一生产过程中必不可少的一环。下面就如何提高辊道秤计量准确性谈点粗浅的体会和意见,和同行相互交流探讨。
一、计量辊道的改进及要求
1、计量辊道是运送辊道的一个计量环节。在两根纵向主梁上安装若干辊道,纵梁与横梁交合处底部安装传感器和限位装置。
2、计量辊道的振动应尽量小,其主梁结构稳固,有足够的刚性。在最大负荷下框架挠度小于0.5mm。两纵、三横的主梁采用钢板或型钢焊接成工钢梁,具有较高的机械强度和整体钢度。
3、计量辊道两端与计量辊道长度相同的运送辊道和计量辊道一起合为辊道秤区。
(1)辊道秤区的辊道应相互平行,其不平行度不大于0.5mm。
(2)在二分之一左右的最大负荷作用下,辊道秤区辊道面的素线应在同一平面内。共同误差不大于1mm。
(3)辊道秤区的辊道应规格相同,统一制造,统一进行校准。
4、计量辊道上的辊道同心度要好,辊道偏心跳动应不大于0.381mm。辊道的速度不同,要求偏心跳的量也略有不同,偏心量小,可以降低运送坯料时产生的振动。
5、计量辊道的各辊子采用减速机带连轴器单独传动,但各辊子的减速机应交错分布在秤体两侧。使秤体重心、中心保持一致。增强辊道秤稳定性,尽可能减少由于偏载带来的误差,与之相配的各种管道也应分布秤体的两侧。与辊道秤相连处应采用软管连接,使秤体相对独立,以减少误差。
6、辊道秤的基础采用整体纵横工钢梁结构。或将其浇灌于混凝土中,(板坯辊道秤多采用之)或将其固定在地角螺丝上(方坯辊道秤多采用之)。另外,安装称重传感器基础板相互间高度差不大于3mm。
二、称重传感器、限位装置的选择与配合
由于连铸工艺及辊道运送等因素的影响,热坯料与辊道的接触面往往不是很平整。尤其在切割料时,坯料两头往下的变形较大。热坯料进入辊道秤时,每接触一组计量辊道都会产生冲击,同时还存在坯料与辊道之间的动摩擦、接触面不平产生的振动等。冲击、振动成为选择称重传感器及限位装置必须考虑的问题。
1、选用桥式称重传感器。桥式称重传感器是两端支承、中间受力的桥式结构,传力组件采用压头、钢球结构,可自动复位,自动调心,抗侧向力和抗冲击性能强。如金钟生产的BM-LS。
2、限位装置的作用是抑制作用于辊道秤上的纵向(横向)的水平力。它与传感器的配合使用是保证称重传感器检测的准确度的重要环节。配合桥式结构钢球传力的传感器应选用两端带活动铰接的紧固杆式限位器。这种限位器的活动铰接头与紧固杆是两体的,杆的两端带螺纹固定到铰接头上,对杆可作相应的调整。
3、称重传感器的安装位置,对整个称重系统能否长期稳定工作及传感器的使用寿命密切相关,在确定传感器安装位置时应考虑:
(1)安装在纵横梁交合处;
(2)最大载荷以最高速度进入和离开秤台瞬间都不会引起秤台翘头现象;
(3)传感器横向跨度的中心线与两纵梁中心线重合。纵向限位安装于辊道秤中部纵横梁交合处的纵梁上,横向限位安装于辊道秤两端的纵横梁交合处的横梁上。由于水平(纵横向)力是双向的,限位装置应成对使用,方向相反,不产生附加力矩。
4、辊道秤的称重传感器量程选择。由于辊道秤的冲击振动载荷对传感器的影响很大,除应考虑秤体重量,最大坯料载荷之外,对冲击、振动、偏载情况应给予充分考虑。
C传= K(Q+W)/N
式中 C传——传感器量程;
Q——坯料额定重量;
W——辊道秤自重;
N——传感器个数;
K——系数2-3(方坯秤一般选2;板坯秤一般选2.5-3)
根据经验,辊道秤在额定载荷下,应使传感器工作在其量限的30%—40%左右,传感器具有很大的容量空间。这样虽然使传感器的信噪比和信号减小,提高了对称重显示控制器的分辨率和抗干扰能力的要求,但却有利于系统的稳定性,延长了传感器的使用寿命。
5、热送坯料的辊道秤是否都一定要选用高温传感器?要根据传感器所处位置的实际环境温度确定。不是所有热送坯料的辊道秤都使用高温传感器。有的热送坯料(≤950℃左右)的辊道秤,使用的传感器却是常温防潮的传感器,有的只要采取一些常规的隔热措施,便可使用常温传感器。
三、开发角差数字调校和自动静态称量
辊道秤由于结构原因产生的角差可以通过计算机角差数字调校程序进行补偿,,大大降低了误差。同时角差数字调试将角差调试和满量程调试相结合,既提高了系统称量的准确度,又简化了标定工作的难度和吊运砝码或替代物的工作量。
自动静态称量是计算机在坯料静态时自动采集数据,保证称量准确度为前提,减少了手动称量漏计量多计量带来的计量差错,提高了系统的准确性。
1、角差数字调校采用数字变送器(如PA8103)。数字变送器可对接入的每一个称重传感器都单独进行信号放大、A/D转换、数字滤波和数据处理。数字变送器根据计算机系统的命令组发送每一个传感器的数字输出信号,计算机接收每一个传感器的数字输出信号,进行标定运算,数据显示数据管理等功能。
2、角差数字调试,选择压角或压段调整角差的方式。清空秤台,进行空秤信号的输入,将砝码或替代物放在角上或段上,等读数稳定后,选择输入相应的角号或段号,在加载量输入栏中输入加载重量值(这个重量至少应为称重传感器容量的20%,该重量越接近称重传感器的容量效果越好),完成角差调试。然后进行满量程调试,在秤台中间加上砝码或替代物(这个重量越接近辊道秤实际运送坯料的重量越好),在量程加载量输入栏输入实际重量值。这样就完成了标定。
3、角差数字调试由于采用了数字变送器,实现了模拟传感器的数字化改造。通过数字技术可根据指令对模拟传感器的部分参数在二次仪表(专用)或计算机中进行更改,还可快捷进行偏载校准。这项技术在利用模拟传感器进行数字化改造方面具有广阔的应用前景。
4、自动静态称量是由一组光纤式激光检测器(如LOS4)和开关量板卡(配置在计算机内)组成。当热坯料进入计量辊道时,PLC或电控系统采集到信号,使计量辊道上的减速机,减速,停止。称量准备就绪。光纤式激光检测器经发射器发出一束经调制的高强度平行光束,经过被检测物位置后,由接收器接收,经滤光及电子解调,输出一对电接点,将24V输入计算机I/O开关的引脚上,计算机采集信号后,经延时接收重量,而后经开关量板卡给出一输出信号,一对开关量接点导通,PLC或电控系统使辊道秤区的减速机起动,坯料送出。
5、由于现场环境比较复杂,容易受共模电压等干扰的影响,电源地要可靠,信号电缆要采取屏蔽措施。特别是光纤式激光检测器的24V电源接地及电接点输出线的屏蔽不能简单化。
四、其它
1、辊道秤两侧应加装挡板,挡板不应固定在秤体上,挡板与秤体为两部分,互不影响。每个传感器附近应加装保护墩或休止装置。纵梁的纵向中心线应与运行中心线重合。
2、秤体系统的自振频率设计要远离于最高振动频率。传感器附件及垫块的高度不应高于传感器自身的高度。秤体的自重要尽可能的重。
3、水压油压在计量时要保持稳定,不应在秤体上出现跑冒滴漏现象。
4、在清理秤体下氧化铁皮时,高温传感器、接线盒的位置不可用水冲洗。
容量计重和流量计计重的内容和要求是什么?
容量计重适用于海运或陆运散装液体商品的计量。容量计重工作是通过对国家计量部门 精确标定的计量容器(如岸罐、油池、油轮油舱、油驳等)或标准定量容器内所载散装液体货物的测定,包括测定货物的深度/空距、温度等数据,作必要的技术校正,然后依据检定 准确的容量计量表,结合货物的比重/密度,计算载运散装液体货物的重量。同时测定载运船舶油舱的空距,船舶的前后吃水和横倾度,以备发生重量溢缺时的检查校对。
流量计计重适用于散装液体进出口商品的计重。在泵出或泵入的主管道口处装置经计量 部门检定合格的流量计,当液体流过时,计量设备就自动显示记录,监测人员可以通过显示的记录随时控制所装、卸液体的重量,称为流量计计重。该项计重方式由于易受温度、密度 的客观因素和仪表准确度的影响,所以允许误差一般按±0.4%左右。
流量计计重适用于散装液体进出口商品的计重。在泵出或泵入的主管道口处装置经计量 部门检定合格的流量计,当液体流过时,计量设备就自动显示记录,监测人员可以通过显示的记录随时控制所装、卸液体的重量,称为流量计计重。该项计重方式由于易受温度、密度 的客观因素和仪表准确度的影响,所以允许误差一般按±0.4%左右。
称重计量术语
国际千克原器:它是一个直径39mm,高39 mm的圆柱体,它是由含铂90%和含铱10%铂铱合金圆柱体组成,密度大约为21.5g/cm3,它是国际计量局(BIOM)的国际基准千克原器。它存放在巴黎的国际计量局的总部,所有计量的测量都应溯源到该千克原器。
我国的千克工作原器:国内其它的各种砝码,均由该千克原器逐级往下传递。NO60质量为1kg+0.27mg±0.008mg,NO64质量为1kg+0.25mg±0.0023mg。
1 分度间距:指显示间距与倍数之比例,分度间距数值只能选择以下数值1,2,5中的某一个。
2 显示间距:指显示器上相连两个读数之间的差值,亦称为分度值。
3 激励电压:指由显示器提供用以驱动电阻应变式传感器的电压。
4 电阻应变式传感器:电阻应变式传感器是一种将受力或重量转换成电压的部件。
5 最大量程:指为显示器设计(略去小数点后)可显示的最大数值。
6 分度值:每一分刻度所对应的重量值。
7 分辨率:指最大量程与显示间距之比例。
8 自 重:指承载器本身的重量使电阻应变式传感器产生的输出电压。
9 秤量间距:指称重显示装置对秤的承载器上的单位标准重量变化所显示之数值,也即俗称的量程。
10 皮 重:包装物、秤台、秤斗的重量。
11 净 重:被测物料的重量。
12 毛 重:包装秤及物料的总重量。
13 去 皮:将秤台秤斗的重量作为0,即使衡器不加载荷时的重量称为去皮。
14 落差(重量):控制衡器的加料机构在加料时,物料连续不断地落入秤斗或秤台,一旦加料器停止,由于惯性及高度差有些物料会随后进入秤内,这部份物料的重量就是落差。
15 提前量:为了除去落差,可在设置值中扣去落差重量,提前发出称量到达的指令。
16 分段投料提前量:为了保证加料速度和投料精度,在许多情况下衡器采用双速或多速投料,二者之间差值称为速差或大小投料提前量。
我国的千克工作原器:国内其它的各种砝码,均由该千克原器逐级往下传递。NO60质量为1kg+0.27mg±0.008mg,NO64质量为1kg+0.25mg±0.0023mg。
1 分度间距:指显示间距与倍数之比例,分度间距数值只能选择以下数值1,2,5中的某一个。
2 显示间距:指显示器上相连两个读数之间的差值,亦称为分度值。
3 激励电压:指由显示器提供用以驱动电阻应变式传感器的电压。
4 电阻应变式传感器:电阻应变式传感器是一种将受力或重量转换成电压的部件。
5 最大量程:指为显示器设计(略去小数点后)可显示的最大数值。
6 分度值:每一分刻度所对应的重量值。
7 分辨率:指最大量程与显示间距之比例。
8 自 重:指承载器本身的重量使电阻应变式传感器产生的输出电压。
9 秤量间距:指称重显示装置对秤的承载器上的单位标准重量变化所显示之数值,也即俗称的量程。
10 皮 重:包装物、秤台、秤斗的重量。
11 净 重:被测物料的重量。
12 毛 重:包装秤及物料的总重量。
13 去 皮:将秤台秤斗的重量作为0,即使衡器不加载荷时的重量称为去皮。
14 落差(重量):控制衡器的加料机构在加料时,物料连续不断地落入秤斗或秤台,一旦加料器停止,由于惯性及高度差有些物料会随后进入秤内,这部份物料的重量就是落差。
15 提前量:为了除去落差,可在设置值中扣去落差重量,提前发出称量到达的指令。
16 分段投料提前量:为了保证加料速度和投料精度,在许多情况下衡器采用双速或多速投料,二者之间差值称为速差或大小投料提前量。
一种先进的定量自动衡器电脑组合秤
文章主要介绍了一种先进的定量自动衡器——电脑组合秤的起源及发展过程。分析了电脑组合秤的技术特点及优势,介绍了目前电脑组合秤的应用领域和对象。并提出电脑组合秤应尽快国产化以利于普及应用。
一、问题的提出及解决方法
上世纪70年代,日本农业协会向有关衡器企业提出了青椒称量的课题。在日本,青椒通常是以袋装定量包装的形式在超市销售的,若每袋青椒定量值是120克,要装准120克是一件非常困难的事情由于单个青椒重量较重,且差别较大,装少了关系到消费者利益,装多了关系到企业的成本。传统的方式是人工称量,即在一台静态的电子秤上称量,一个青椒接一个青椒的累加,凑足120克即可。但是假如累加到115克,再想找一个5克重的青椒加上去几乎是不可能的,则必须从115克中拿去一个较小的青椒,再加另外较大一个青椒。假如重量大大超过12克或不足120克的话,还需重复以上工作,这样称重效率极低,且难以达到接近目标重量(定量值)的结果。日本的技术人员在对此进行大量调查研究后,利用组合称量原理成功地解决了上述的青椒称重问题。
电脑组合秤又称选择组合衡器,它是由多个具有独立的进料出料结构的称量单元组成,一般电脑组合秤由8~32个称重单元组成。电脑利用排列组合原理将各称重单元的载荷量进行自动优选组合计算,得出最佳、最接近定量值的组合进行包装。如图所示,例如一台十个称重单元的电脑组合秤,称量时每个称重单元都进行称量,并将每个称量斗中的重量数据读入电脑,由电脑进行优选组合,根据组合数字,十个称量单元共能实现1023种组合,电脑从这1023种组合中选出最接近目标重量值的组合。这样上述人工反复搭配、且很难实现定量值的工作迎刃而解。
二、电脑组合秤的技术特点
1.计量精度高
电脑组合秤从以下三个方面保证称量准确度:
a、二次采样
如上述一台十个称量单元的电脑组合秤,在称量过程中从十个称量单元的数据中一次读取为第一次采样,电脑获得数据后进行优选组合;假如3个称量单元的被称物,而是再次对这3个称量单元的被称物进行一次重量数据的采样,此为第二次采样;如两次采样的数据不一致,则电脑会重新进行组合,如两次采样的数据一致,电脑组合秤出料;这样就保证了排出物料的重量与预定的重量完全一致。
b、自动置零功能
由于在称量过程中一些被称物的粉尘会粘在称量斗壁上不掉下来,影响下一次称量的准确度。电脑组合秤解决这一问题的方案是:①释放物料时称量斗一般要开启4-5次,减少被称物的粉尘的残留量。②电脑组合秤还会将进行称量斗的重量自动归零,即将粘在称量斗上的粉尘视为零重量,不影响下次称量的准确度。
c、防地面振动
一般电脑组合秤是在车间内工作,而车间内经常会有动力马达设备运转对地面产生振动,人体对这种振动一般感受不到,但对于高灵敏度电脑组合秤会感应到,使称量数据不稳定为此电脑组合秤在称重传感器之外再增加一个感应振动传感器,把感应到的振动成份从称量传感器数据中去除,从而获取可靠的数据。
2.称量速度快
a、数字信号处理技术
电脑组合秤的数字处理由专门的电脑芯片完成,它保证了重量模拟信号经过快速数字滤波后转换成数字信号,进而保证有时间来完成前面所述的“二次数据采样”功能。
b、步进马达控制料斗开闭
由于步进马达的可控性使称量料斗的开闭速度、大小均可调整,并且在小称量时可以将称量料斗的开闭调至较小,以达到高速。
c、供料振槽可调
振槽的振幅和振动时间均可调,且调整细微,可满足准确度和速度的要求。电脑组合秤的另一重要特点是根据不同的物料有相应的应用技术,如有防水型、易碎物型、易粘物型、混合称量、个数称量等等,能适用各方面的需要。
三.结束语
自1972年世界上第一台电脑组合秤诞生就开创了世界定量包装的新时代,由于其称量速度快、动态精度好、自动化程度高等性能,被广泛应用到包装薯片、糖果、膨化食品、饼干、冷冻蔬菜食品等行业的定量包装。
一、问题的提出及解决方法
上世纪70年代,日本农业协会向有关衡器企业提出了青椒称量的课题。在日本,青椒通常是以袋装定量包装的形式在超市销售的,若每袋青椒定量值是120克,要装准120克是一件非常困难的事情由于单个青椒重量较重,且差别较大,装少了关系到消费者利益,装多了关系到企业的成本。传统的方式是人工称量,即在一台静态的电子秤上称量,一个青椒接一个青椒的累加,凑足120克即可。但是假如累加到115克,再想找一个5克重的青椒加上去几乎是不可能的,则必须从115克中拿去一个较小的青椒,再加另外较大一个青椒。假如重量大大超过12克或不足120克的话,还需重复以上工作,这样称重效率极低,且难以达到接近目标重量(定量值)的结果。日本的技术人员在对此进行大量调查研究后,利用组合称量原理成功地解决了上述的青椒称重问题。
电脑组合秤又称选择组合衡器,它是由多个具有独立的进料出料结构的称量单元组成,一般电脑组合秤由8~32个称重单元组成。电脑利用排列组合原理将各称重单元的载荷量进行自动优选组合计算,得出最佳、最接近定量值的组合进行包装。如图所示,例如一台十个称重单元的电脑组合秤,称量时每个称重单元都进行称量,并将每个称量斗中的重量数据读入电脑,由电脑进行优选组合,根据组合数字,十个称量单元共能实现1023种组合,电脑从这1023种组合中选出最接近目标重量值的组合。这样上述人工反复搭配、且很难实现定量值的工作迎刃而解。
二、电脑组合秤的技术特点
1.计量精度高
电脑组合秤从以下三个方面保证称量准确度:
a、二次采样
如上述一台十个称量单元的电脑组合秤,在称量过程中从十个称量单元的数据中一次读取为第一次采样,电脑获得数据后进行优选组合;假如3个称量单元的被称物,而是再次对这3个称量单元的被称物进行一次重量数据的采样,此为第二次采样;如两次采样的数据不一致,则电脑会重新进行组合,如两次采样的数据一致,电脑组合秤出料;这样就保证了排出物料的重量与预定的重量完全一致。
b、自动置零功能
由于在称量过程中一些被称物的粉尘会粘在称量斗壁上不掉下来,影响下一次称量的准确度。电脑组合秤解决这一问题的方案是:①释放物料时称量斗一般要开启4-5次,减少被称物的粉尘的残留量。②电脑组合秤还会将进行称量斗的重量自动归零,即将粘在称量斗上的粉尘视为零重量,不影响下次称量的准确度。
c、防地面振动
一般电脑组合秤是在车间内工作,而车间内经常会有动力马达设备运转对地面产生振动,人体对这种振动一般感受不到,但对于高灵敏度电脑组合秤会感应到,使称量数据不稳定为此电脑组合秤在称重传感器之外再增加一个感应振动传感器,把感应到的振动成份从称量传感器数据中去除,从而获取可靠的数据。
2.称量速度快
a、数字信号处理技术
电脑组合秤的数字处理由专门的电脑芯片完成,它保证了重量模拟信号经过快速数字滤波后转换成数字信号,进而保证有时间来完成前面所述的“二次数据采样”功能。
b、步进马达控制料斗开闭
由于步进马达的可控性使称量料斗的开闭速度、大小均可调整,并且在小称量时可以将称量料斗的开闭调至较小,以达到高速。
c、供料振槽可调
振槽的振幅和振动时间均可调,且调整细微,可满足准确度和速度的要求。电脑组合秤的另一重要特点是根据不同的物料有相应的应用技术,如有防水型、易碎物型、易粘物型、混合称量、个数称量等等,能适用各方面的需要。
三.结束语
自1972年世界上第一台电脑组合秤诞生就开创了世界定量包装的新时代,由于其称量速度快、动态精度好、自动化程度高等性能,被广泛应用到包装薯片、糖果、膨化食品、饼干、冷冻蔬菜食品等行业的定量包装。
电子汽车衡的正确使用与维护
一、电子衡型号介绍:
S C S系列电子衡,第一个S指衡器的类别为地上衡,C指传力机构为电阻应变式传感器,第二个S指示值形式为数字显示。
二、电子衡系统组成:
系统标准配置由秤台、称重传感器、和称重显示部分三大基本单元组成;其中称重显示部分包括称重显示仪表、接线盒和信号电缆。根据用户的不同需要可选购其它外接设备以组成各种配置,包括:计算机、打印机、大屏幕显示器、电源浪涌保护器、稳压电源及多功能电源插座。
三、电子衡工作原理:
1、模拟式:货物进入秤台,在物体重力作用下,使称重传感器弹性体产生弹性形变,粘贴于弹性体上的应变计桥路阻抗失去平衡,输出与重量数值成比例的电信号,经称重仪表的放大器、A/D转换器等将模拟信号转换成数字信号,再经仪表的微处理器(CPU)对重量信号进行处理后直接显示出重量等数据。如果显示仪表与计算机、打印机连接,仪表可同时把重量信号输给计算机等设备,组成称重管理系统。
2、数字式:货物进入秤台,在物体重力作用下,使称重传感器弹性体产生形变,粘贴于弹性体上的应变计桥路阻抗失去平衡,输出与重量数值成比例的电信号,经传感器内部的放大器、A/D转换器、微处理器等电子元器件进行相应的数据处理,输出数字信号,各传感器数字信号经接线盒进入称重显示仪表直接显示出重量等数据。如果显示仪表与计算机、打印机连接,仪表可同时把重量信号输给计算机等设备,组成称重管理系统。
四、系统安装:
1、基础施工要求
电子衡的基础结构形式一般有两种。一种是电子衡安装在地平面之上的无基坑;另一种时安装在地平面之下的浅基坑。用户可参考衡器厂家提供的基础图样,结合现场地质条件进行施工,施工中必须特别注意下列几个问题:
1)、基础下素土承载力(地耐力)要求不低于117.6kPa(12t/m2),如现场地质条件为湿陷性黄土、膨胀土、冻土层、回填土时,则基础必须另加措施处理。基础开挖必须挖至当地冻土线以下。
2)、对于浅基坑基础,必须设置排水管道,同时考虑基础四周盖板的放置,以便今后维护、维修人员的操作预留空间。无机坑基础也要考虑周围排水通道,保证电子衡不会因下雨而淹入水中。
3)、用于穿信号电缆的电缆管的要求:直径一般选用50mm的镀锌管:电缆管打弯处弯曲半径R大于6倍电缆管外径,如果弯点过多时应考虑设置一过渡井,否则会造成穿线困难。
4)、基础预埋件施工中必须采取施,保证准确位置,以便安装秤体。为此,建议采用二次浇灌侧向限位挡板,各承重底板之间的水平度和标高误差必须符合基础图样设计要求,偏差要小于3mm,,秤体两端平台空间应为长方形而不是平行四边形,因此施工完成后测量对角线应相等。混凝土基础施工完毕后,必须注意保护,一般基础养护期为28天。为缩短施工周期和养护时间,允许施工时在混凝土中加“早强剂”等措施,混凝土未达到设计强度时不得安装秤台。基坑的四周和支承座不应有裂纹、蜂窝等影响强的缺陷。
5)、电子衡磅房的设计由用户按实际需要自行确定;如果基础至磅房距离小于15m,穿线管在进磅房一端的固定接地夹,通过接地电缆与稳压电源的接地端子相连形成系统地,同时仪表也通过接地电缆连至穿线管的接地夹上。其余设备通过电源插座与该系统地相连。如果基础至磅房距离大于15m,在磅房附近设置一接地桩,同时在接地桩±固定接地夹,各设备接地方法同上。要求其接地电阻小于4。
电子衡信号电缆从接线盒引出,经金属电缆管进入磅房;电缆管的位置和走向根据基础图和用户现场布局由用户自行确定(敷设电缆管时须同时穿好接引信号电缆的引线),应充分考虑便于穿线。穿信号电缆的金属穿线管必须与基础接地网相连,采用焊接固定的方法,金属穿线管在磅房内充当接地桩,要求其接地电阻小于4 。
6)、基础接地网的施工方法:在秤体附近设置一根接地桩,(接地电阻小于4)。安装电子衡时从秤体上接一根专用接地电缆到接地装上。
7)、对于配置防爆装置的复合型防爆电子衡,基础施工应增加下列几点要求:
a、用于有易爆气体区的电子衡,其基础施工设计由用户聘请有防爆建筑设计资格的单位进行,或请有关建筑工程设计人员从事技术服务。
b、基础施工设计前,请详细阅读厂商提供的基础设计图样要求和多传感器防爆电子衡使用说明书。安全栅的接地与系统地之间的接线阻抗不大于l。
2、秤台安装
1)、现场安装和调试所需设备和工具起重机,其吨位按单元秤台最大重量以及工作现场起重机的工作位置来确定。建议按单元秤台重量的2倍选择起重机型号规格(在调试时可用铲车搬运砝码)。千斤顶1只。千斤顶最大起升力大于5t,12”活络扳手2把、开口扳手2把、20m钢卷尺、组合工具一套、水准仪一架、黄油、万用表。 满量程一半以上的标准砝码,0.1e小砝码10个。大方木块若干块。
2)、安装前的准备工作,按基础设计图的技术要求,验收基础施工质量,复核传感器各支承重底板的位置尺寸、纵横向限位板的尺寸、水平度和相对标高尺寸。验收合格方可进行下述工作。
检查信号电缆的金属穿线管是否畅通。所有接地点是否可靠,并测定接地电阻是否满足要求(不大于4)
检查基坑排水通道是否畅通。清扫基坑内垃圾、杂物。
检查电源是否符合规定(不可使用动力电的相线和零线作为电源线,在不得回避的情况下须采取不得使仪表受干扰的保护措施)。
根据发货清单清点所有配件的数量。
3)、秤台安装
a、在基坑内秤台传感器支点位置附近垫上方木,用起重机将秤台平稳吊起落入基坑内;如果是多单元秤台,则应按秤台的搭按顺序逐节吊运到基坑内,连接处用螺栓固定。秤台所用螺栓、螺母都要涂一层黄油。
b、用千斤顶或起重设备顶起秤台,撤除垫在秤台下的方木,慢慢松开千斤顶,使秤台缓缓落下,并让传感器支承头插进传感器支承孔内,并与传感器连接起来。
c、秤台就位后,检查和校正秤台四周间隙是否均匀合理,调节限位螺栓,使之与限位挡板之间间隙在3mm左右。
无基坑秤的安装应注意采取防风措施。
五、系统接线与接地
电子衡系统接线包括称重传感器与接线盒的连接,接线盒与称重显示仪表的连接,称重显示仪表与打印机、大屏幕显示器、计算机等设备的连接。
1、称重传感器与接线盒的连接
将称重传感器的电缆线穿越秤台,经密封接头进入接线盒内,按照四芯或六芯电缆的不同色标,或经测量后按正负激励电源、正负反馈、正负信号接到接线盒内对应的接线柱上。将传感器剩余电缆用塑料扎带绑好。
2、接线盒与称重显示仪表连接
将专用屏蔽电缆线一端经密封接头进入接线盒内,各芯线接到接线盒内对应的接线柱上,另一端穿过金属管焊接到对应于称重显示仪表的专用插头上,以便插入称重显示仪表的插座上。
有三点需要注意:
a.接线盒内的输入、输出线接好后,要拧紧、拧牢并密封接头,放上干燥剂、做好防潮工作,然后才能固定接线盒盒板;
b.对不同的称重传感器,要根据不同的色标区分输入、反馈、输出,一定不要搞错;
c.对不同的称重显示仪表,使用的称重显示插座、插头形式不一样,接法更不一样,也不要搞错。
3、称重显示仪表出厂时已配置好专用连线,用于称重显示仪表与打印机、大屏幕显示器、计算机等设备的连接。用户需要配置大屏幕显示器、打印机、计算机时应在订货时说明。
4、电源线连接
显示仪表、打印机、计算机等仪器仪表的电源线插头插入多功能电源插座,电源插座插入外接电源插口。若选配稳压电源,多功能插座插头插入稳压电源,稳压电源插头插入外接电源插口。
5、系统接地
电子衡系统的接地是非常重要的,既保护人身安全,又保证系统工作稳定可靠,系统的接地措施切不可轻视。一般电子衡系统有两个接地点,一个是磅房内的接地桩,使仪器仪表外壳接地;另一个是秤台接地,用一根或数根接地电缆,将秤体与接地桩相连。
对于多雷地区,建议设置避雷针,更有效的保护电子衡系统,避雷针保护半径
六、电子衡的正确使用:
1、电子衡应由专职衡器操作人员使用和维护,衡器操作人员必须经专门培训,方可从事操作和维修。操作人员应熟悉电子衡的技术性能、操作方法和使用要领,对现场出现的问题应有较熟练的处置能力。
2、电子衡以当地计量部门检定合格后方可使用,不得破坏电子衡印封,不得对系统部件进行更换、调整,不得轻易改动系统设置。
3、使用前应检查各接线是否松动、折断,接地线是否牢靠。
4、使用前仪表开机预热一般30min左右,仪表通电后即进行自检或按动自检开关后进行自检,证明系统正常后方可进行称重。
5、秤台四周间隙内不得卡有石子、煤块等异物,秤台与四周限位螺栓不得发生碰撞和摩擦,各配套部件性能良好,秤台的限位装置要经常调节在规定位置。
6、秤台不得用于非“称量车辆”通道。车辆上秤台应直线行驶,车速低于5km/h,然后轻轻刹车,并尽可能停在秤台中心位置,车停稳后称量。
7、过衡车辆的整体重量之和不得大于电子衡的量大秤量,以免损坏部件。
8、称量后车辆驶下秤台,检验空秤,确认称重显示仪表回零后,才能认定称量结果有效。
9、称重结束后长时间不过衡时,必须切断称重显示仪表电源,以免烧损元件。
10、禁止在秤台上进行电弧焊作业。
11、秤台及四周应保持清洁干燥,防止积水和其它污染,特别是接线盒内应干燥清洁,盒内干燥剂要定期更换。
12、为延长使用寿命,对称重传感器采取必要的防腐措施。
13、电子衡出现故障时,应立即停止使用,报告有关部门配合专业维修人员进行检查修理,并经检验合格方可使用。
七、注意事项
仪表的使用受多种条件多种因素的限制,一般不在说明书中进行阐述,部分客户在仪表的选用、系统的配置、现场条件和环境的要求不明了,对系统的维护缺乏必要的了解,供需双方有时产生误解。为避免此类不愉快的现象发生,下面进行简单的介绍,与用户进行交流、沟通。
1、使用条件的影响:
仪表的使用受条件的影响和限制大致如下:
1)、场地因素
某些客户的使用场地有缺陷。衡器(主要指仪表、传感器)安装的位置不符合要求,现场有振动、粉尘、烟雾、腐蚀性气体等。例如部分衡器的秤台基础建立在废弃的垃圾场、河道、废水坑等,在空旷的公路边的秤台,甚至个别客户在靠近山顶处设置秤台的现象,均属场地不合理。
2)、环境因素
某些客户的使用环境大大超过衡器(主要指仪表、传感器)设计要求,仪表、传感器紧靠强电场、强磁场,附近有电台、变电所、大功率泵站,锅炉房、热交换站排放口、区域温度变化剧烈,有易燃易爆物品,均属环境不合理。
3)、客户理解因素
某些客户对相关功能的理解有误,提出不符合设计的要求,而施工者没有及时提出,导致用户不满意。例如用户认为既然有长线补偿功能,就要求秤台距仪表(控制室)为200米;个别用户提出RS232的通讯距离达150米;打印机与仪表的距离为50米等等,又例如用户要求衡器的精度为1/3000,系统(带控制功能)的控制区精度达不到,为什么不稳定、不回零就不能打印等,这些均属于理解未能沟通形成的误解。
2、使用环境的影响
1)、场地变化
部分衡器由于场地的环境发生变化,而用户习以为常,没有觉察。比如某台汽车衡的基础建筑在废弃的池塘边,由于地基沉降,引起称量变化。
2)、环境变化
比如某台汽车衡附近的氯气管道存在慢性微量泄漏,引起仪表与传感器的连接端口氧化,阻值不稳定,称量显示波动;某台汽车衡的传感器接线盒的电缆长期受潮,绝缘降低,称量不准;某些用户在进行电气线路改造后,接地点的位置选择不当,导致系统基准变化。
3)、设备变化
某些用户由于进行了设备改造,更换了部分部件,在此过程中不可能完全恢复标定时的状态,系统显示值产生变化,精度降低;又比如在掉换传感器时,由于传感器性能的差异导致称量变化;再比如掉换稳压器的响应速度、稳压方式、接地方式有变化,导致系统不能工作;控制设备(含电力变压器)的元件掉换后,由于参数的变化,有可能引起秤量的变化。
3、人为的影响
1)、某些用户由于对衡器的调试使用的原理不熟悉,出现不应有的故障。例如在标定中砝码很少甚至不加,大负荷的砝码长期放置在秤台上,秤台受冲击或撞击;将秤台当作工作平台进行电焊,在操作中随意插拔连线等等,均属人为因素。
2)、由于某些调试人员的误操作,使系统出现故障。 由于操作人员的变更,某些用户出现故障。比如对报表的打印输出,计算机管理系统的操作,控制系统的参数设置等等受人员的习惯影响较大。
3)、某些用户对系统出现的偏差进行修正时,输入的参数前后矛盾,以致系统的功能出现问题。比如将调零范围设置为0,以致系统的零位跟踪功能消失;又如将置零范围重新设置后,由于参数不合理的原因,手动置零范围缩小;再比如将打印参数修改后,打印格式、打印方法也随即变化。而用户对参数的变化导致系统功能的变化不理解,带来了一些不必要的麻烦、误解和损失。
4)、技能影响
a、部分调试(售后服务)人员应客户的建议,不恰当地提高秤量显示的精度,结果弄巧成绌。系统的精度取决于诸多因素,有时不是仪表和传感器所能够达到的。比如30吨的汽车衡,使用6个30吨的传感器,(客户提出需要增加传感器的保险系数)分度值取10kg,这样系统的分辨率远远高于传感器的分辨率,如何能正常工作呢?再比如某些调试人员将没有长线补偿的仪表的传感器连接线擅自加长到30米,RS232通讯连接线擅自加长到100米系统的秤量显示漂移波动明显,用户理所当然不能接受。
b、部分用户不熟悉仪表的连接方法,个别人不看说明书,凭想象、凭猜测、凭估计进行接线,结果将仪表损坏。比如将仪表的9、10引脚当作标定端口,进行短接,结果损坏大屏幕接口,随后又将大屏幕损坏:又比如将仪表的7、8引脚当作标定端口,进行短接,结果损坏通讯接口:再比如将原来与托利多8142—07仪表连接的插头与耀华的XK3190仪表连接,结果将仪表的模拟线路损坏,个别用户甚至将原来15芯的专用微型打印机插头插入3190的标准15芯插座,严重损坏系统的硬件结构,使系统无法工作,个别严重的导致将计算机通讯接口烧毁。
4、维护保养影响
任何设备都需要进行维护保养,衡器作为计量设备,它的维修保养显得
格外重要。由于维修保养不当或没有进行定期的保养的原因,某些用户的
系统出现不应有的故障。
1)、使用强溶剂(如:苯、硝基类油)清洗机壳。损坏薄膜开关。
2)、不慎将液体或其他导电颗粒注入仪表内,事后又没有及时清理或烘干,引起仪表内部短路或漂移。
3)、由于环境潮湿或腐蚀性气体侵入或细微粉尘集聚的原因,引发仪表模拟部分、高压部分漏电和短路,损坏了部分集成电路,仪表不能正常工作。
4)、传感器接线盒未能及时进行保养,接线松动或接点氧化,或由于小动物的撕咬,导致仪表输入回路故障。
5)、系统的连接线未能及时紧固,插头松动,损坏仪表、打印机、计算机、控制器的输入输出回路,损坏集成电路,使系统瘫痪。
6)、传感器须经常检查,防止由于各种原因导致力传递故障,比如超载、偏载限位的调整,限位螺丝的调整等等。
7)、系统(主要是指仪表、传感器)的接地系统的保养。由于振动、氧化、外力影响的因素,系统的接地系统可能受损,须及时作调整。不然由于接地
不良引发的故障很可能使仪表、传感器、打印机、计算机和控制器损坏。
在维修保养时切记:
a、在插拔传感器联接线前,必须先切断仪表电源!
b、在插打印机联接线前,必须先切断打印机和仪表电源!
c、在插拔大屏幕联接线前,必须先切断仪表和大屏幕电源!
d、在插拔通讯联接线前,必须先切断仪表和上位机电源!
e、在插拔控制输出接线前,必须先切断仪表和外接系统电源!
f、在插拔仪表与外部设备联接线前,必须切断仪表及相应设备电源!
g、为延长蓄电池的使用寿命,务必先充足电后使用。若仪表需长时间不使用存放,必须每隔2个月充电一次,每次充电8小时。
h、在搬运或安装时务必小心轻放,避免强烈振动,避免冲击或撞击,防止蓄电池内部电极短路,损坏蓄电池。
5、其它注意事项
衡器在使用中若能按以下方面注意,可延长系统使用寿命,减少故障:
1)、保持系统处于稳定的稳度、湿度,特别是对仪表、传感器的环境要稳定。
2)、在系统开始工作时,按说明书的要求,给予10—30分钟的预热时间。
3)、注意控制室(仪表房)的空气流通,保证元器件的散热条件。
4)、系统供电最好单独供电,远离变电所,减少电源波动,降低电源干扰。
5)、倘若电源波动较大,最好配置伺服式稳压设备、滤波设备。
6)、动力电缆远离系统的信号电缆,信号电缆采取屏蔽措施。(传感器、打印机、计算机、大屏幕等)
7)、系统必须可靠接地,传感器、秤台、仪表、打印机、计算机、大屏幕等全部都要考虑到,各个接地点的电位需相等,避免接地点的电位差影响系统。
8)、倘若由于条件的限制,系统不能远离强电场、强磁场,可使用金属板、金属控制屏进行屏蔽,也可以使用金属丝网对仪表、传感器、传输电缆进行屏蔽,降低于扰信号的强度,提高系统的抗干扰能力。
9)、倘若干扰信号超过系统的防御能力,单靠金属扳、金属丝网屏蔽措施不能保证系统运行时,应当请专业技术人员在传输电缆两端增加抗干扰磁环、抗干扰磁珠、抗干扰磁杯、抗干扰磁套,并且在供电电源系统采取措施,降低干扰信号强度。
10)、系统在室外的部分需进行必要的防护处理。传感器、接线盒、接线端要防水防潮;秤台、传感器、传输电缆、控制室要采取响应的避雷措施,比如在秤台周围多打若干根接地桩,根据现场条件安装避雷针、静电释放板,增加防静电工作台等。
1l)、倘若系统的使用环境存在强力的摩擦现象,如纤维摩擦、粉尘飞扬、颗粒摩擦、油料液体高速流动、并且湿度较低,系统极易产生静电干扰和静电损坏设备故障、静电损伤操作人员甚至引发爆炸、火灾等恶性事故。必须且一定要对系统采取静电消除处理,设置静电防范的设备和工序,不能因小失大,冒险蛮干。(如羊毛及其制品加工、丝绸及其制品加工、棉麻及其制品加工、化纤制品加工、羽绒制品加工、橡胶制品加工、纸张加工、塑料颗粒加工、玻璃纤维加工、油晶罐装、洗涤制品加工、油墨加工、胶水加工、油漆加工、石墨制品加工、面粉类粉制品加工等生产工艺衡器及贸易结算衡器等)
12)、系统应远离腐蚀性物品,远离易燃易爆物品,远离各种烟雾,远离振动源,远离锅炉房、变电所、高压线塔、热交换器,倘若条件不允许,一定要在采取可靠的防护条件的前提下,例如密闭隔离、安全栅隔离、加固隔离、水幕隔离、静电屏蔽隔离、强制通风、强制降温、等电位保护、软接触等安全措施后,投入使用。
使用称重传感器注意事项
电阻应变式称重传感器本身是一种坚固、耐用、可靠的机电产品。但为了保证测试精度,在使用中仍有许多要注意的问题:
称重传感器要轻拿轻放,尤其是用合金铝制作弹性体的小容量传感器,任何冲击、跌落,对其计量性能均可造成极大损害。对于大容量的称重传感器,一般来说,它具有较大的自重,故而要求在搬运、安装时,尽可能使用适当的起吊设备。
称重传感器虽然有一定的过载能力,但在称重系统安装过程中,仍应防止传感器的超载。要注意的是,即使短时间的超载,也可能会造成传感器永久损坏。在安装过程中,若却有必要,可先用一个和传感器等高度的垫块代替传感器,到最后,再把传感器换上去。
传感器使用中,必须避免强烈的热辐射,尤其是单侧的强烈热辐射。
传感器的底座安装面应平整、清洁,无任何油膜、胶膜等存在。安装底座本身要有足够的强度和刚性。单只传感器安装底座的安装平面要用水平仪调整水平;多个传感器的安装底座的安装平面要用水准仪尽量调整到一个水平面上,其主要目的是为了使各个传感器承受的负载基本一致。
每种称重传感器的加载方向都是确定的,因此使用时,一定要在此方向上加负载。横向力、附加的弯距、扭距应尽量避免。
传感器使用前应作一些检查,一般检查其外观及输入阻抗、输出阻抗、零点输出,并和生产厂家给出的技术指标相比较。有些传感器的零点输出稍大,但它们并不影响实际使用,尤其是在开机置零及零点跟踪功能的称重系统中,它们不会产生什么影响,仍可正常使用。另外,传感器在使用前应做一下负载反应,即把传感器接上激励电源和读数仪表之后,在其上加适当法向负载,看其输出信号是否有变化。有变化,说明传感器能正常工作。
传感器的维修,一般不主张用户自己修理,有故障后希望能返送生产厂家,由厂家给予修理。因为在传感器的修理中,若处理不当,尽管看起来已经修“好”了,但可能会造成工作始终不稳定的后果。
S C S系列电子衡,第一个S指衡器的类别为地上衡,C指传力机构为电阻应变式传感器,第二个S指示值形式为数字显示。
二、电子衡系统组成:
系统标准配置由秤台、称重传感器、和称重显示部分三大基本单元组成;其中称重显示部分包括称重显示仪表、接线盒和信号电缆。根据用户的不同需要可选购其它外接设备以组成各种配置,包括:计算机、打印机、大屏幕显示器、电源浪涌保护器、稳压电源及多功能电源插座。
三、电子衡工作原理:
1、模拟式:货物进入秤台,在物体重力作用下,使称重传感器弹性体产生弹性形变,粘贴于弹性体上的应变计桥路阻抗失去平衡,输出与重量数值成比例的电信号,经称重仪表的放大器、A/D转换器等将模拟信号转换成数字信号,再经仪表的微处理器(CPU)对重量信号进行处理后直接显示出重量等数据。如果显示仪表与计算机、打印机连接,仪表可同时把重量信号输给计算机等设备,组成称重管理系统。
2、数字式:货物进入秤台,在物体重力作用下,使称重传感器弹性体产生形变,粘贴于弹性体上的应变计桥路阻抗失去平衡,输出与重量数值成比例的电信号,经传感器内部的放大器、A/D转换器、微处理器等电子元器件进行相应的数据处理,输出数字信号,各传感器数字信号经接线盒进入称重显示仪表直接显示出重量等数据。如果显示仪表与计算机、打印机连接,仪表可同时把重量信号输给计算机等设备,组成称重管理系统。
四、系统安装:
1、基础施工要求
电子衡的基础结构形式一般有两种。一种是电子衡安装在地平面之上的无基坑;另一种时安装在地平面之下的浅基坑。用户可参考衡器厂家提供的基础图样,结合现场地质条件进行施工,施工中必须特别注意下列几个问题:
1)、基础下素土承载力(地耐力)要求不低于117.6kPa(12t/m2),如现场地质条件为湿陷性黄土、膨胀土、冻土层、回填土时,则基础必须另加措施处理。基础开挖必须挖至当地冻土线以下。
2)、对于浅基坑基础,必须设置排水管道,同时考虑基础四周盖板的放置,以便今后维护、维修人员的操作预留空间。无机坑基础也要考虑周围排水通道,保证电子衡不会因下雨而淹入水中。
3)、用于穿信号电缆的电缆管的要求:直径一般选用50mm的镀锌管:电缆管打弯处弯曲半径R大于6倍电缆管外径,如果弯点过多时应考虑设置一过渡井,否则会造成穿线困难。
4)、基础预埋件施工中必须采取施,保证准确位置,以便安装秤体。为此,建议采用二次浇灌侧向限位挡板,各承重底板之间的水平度和标高误差必须符合基础图样设计要求,偏差要小于3mm,,秤体两端平台空间应为长方形而不是平行四边形,因此施工完成后测量对角线应相等。混凝土基础施工完毕后,必须注意保护,一般基础养护期为28天。为缩短施工周期和养护时间,允许施工时在混凝土中加“早强剂”等措施,混凝土未达到设计强度时不得安装秤台。基坑的四周和支承座不应有裂纹、蜂窝等影响强的缺陷。
5)、电子衡磅房的设计由用户按实际需要自行确定;如果基础至磅房距离小于15m,穿线管在进磅房一端的固定接地夹,通过接地电缆与稳压电源的接地端子相连形成系统地,同时仪表也通过接地电缆连至穿线管的接地夹上。其余设备通过电源插座与该系统地相连。如果基础至磅房距离大于15m,在磅房附近设置一接地桩,同时在接地桩±固定接地夹,各设备接地方法同上。要求其接地电阻小于4。
电子衡信号电缆从接线盒引出,经金属电缆管进入磅房;电缆管的位置和走向根据基础图和用户现场布局由用户自行确定(敷设电缆管时须同时穿好接引信号电缆的引线),应充分考虑便于穿线。穿信号电缆的金属穿线管必须与基础接地网相连,采用焊接固定的方法,金属穿线管在磅房内充当接地桩,要求其接地电阻小于4 。
6)、基础接地网的施工方法:在秤体附近设置一根接地桩,(接地电阻小于4)。安装电子衡时从秤体上接一根专用接地电缆到接地装上。
7)、对于配置防爆装置的复合型防爆电子衡,基础施工应增加下列几点要求:
a、用于有易爆气体区的电子衡,其基础施工设计由用户聘请有防爆建筑设计资格的单位进行,或请有关建筑工程设计人员从事技术服务。
b、基础施工设计前,请详细阅读厂商提供的基础设计图样要求和多传感器防爆电子衡使用说明书。安全栅的接地与系统地之间的接线阻抗不大于l。
2、秤台安装
1)、现场安装和调试所需设备和工具起重机,其吨位按单元秤台最大重量以及工作现场起重机的工作位置来确定。建议按单元秤台重量的2倍选择起重机型号规格(在调试时可用铲车搬运砝码)。千斤顶1只。千斤顶最大起升力大于5t,12”活络扳手2把、开口扳手2把、20m钢卷尺、组合工具一套、水准仪一架、黄油、万用表。 满量程一半以上的标准砝码,0.1e小砝码10个。大方木块若干块。
2)、安装前的准备工作,按基础设计图的技术要求,验收基础施工质量,复核传感器各支承重底板的位置尺寸、纵横向限位板的尺寸、水平度和相对标高尺寸。验收合格方可进行下述工作。
检查信号电缆的金属穿线管是否畅通。所有接地点是否可靠,并测定接地电阻是否满足要求(不大于4)
检查基坑排水通道是否畅通。清扫基坑内垃圾、杂物。
检查电源是否符合规定(不可使用动力电的相线和零线作为电源线,在不得回避的情况下须采取不得使仪表受干扰的保护措施)。
根据发货清单清点所有配件的数量。
3)、秤台安装
a、在基坑内秤台传感器支点位置附近垫上方木,用起重机将秤台平稳吊起落入基坑内;如果是多单元秤台,则应按秤台的搭按顺序逐节吊运到基坑内,连接处用螺栓固定。秤台所用螺栓、螺母都要涂一层黄油。
b、用千斤顶或起重设备顶起秤台,撤除垫在秤台下的方木,慢慢松开千斤顶,使秤台缓缓落下,并让传感器支承头插进传感器支承孔内,并与传感器连接起来。
c、秤台就位后,检查和校正秤台四周间隙是否均匀合理,调节限位螺栓,使之与限位挡板之间间隙在3mm左右。
无基坑秤的安装应注意采取防风措施。
五、系统接线与接地
电子衡系统接线包括称重传感器与接线盒的连接,接线盒与称重显示仪表的连接,称重显示仪表与打印机、大屏幕显示器、计算机等设备的连接。
1、称重传感器与接线盒的连接
将称重传感器的电缆线穿越秤台,经密封接头进入接线盒内,按照四芯或六芯电缆的不同色标,或经测量后按正负激励电源、正负反馈、正负信号接到接线盒内对应的接线柱上。将传感器剩余电缆用塑料扎带绑好。
2、接线盒与称重显示仪表连接
将专用屏蔽电缆线一端经密封接头进入接线盒内,各芯线接到接线盒内对应的接线柱上,另一端穿过金属管焊接到对应于称重显示仪表的专用插头上,以便插入称重显示仪表的插座上。
有三点需要注意:
a.接线盒内的输入、输出线接好后,要拧紧、拧牢并密封接头,放上干燥剂、做好防潮工作,然后才能固定接线盒盒板;
b.对不同的称重传感器,要根据不同的色标区分输入、反馈、输出,一定不要搞错;
c.对不同的称重显示仪表,使用的称重显示插座、插头形式不一样,接法更不一样,也不要搞错。
3、称重显示仪表出厂时已配置好专用连线,用于称重显示仪表与打印机、大屏幕显示器、计算机等设备的连接。用户需要配置大屏幕显示器、打印机、计算机时应在订货时说明。
4、电源线连接
显示仪表、打印机、计算机等仪器仪表的电源线插头插入多功能电源插座,电源插座插入外接电源插口。若选配稳压电源,多功能插座插头插入稳压电源,稳压电源插头插入外接电源插口。
5、系统接地
电子衡系统的接地是非常重要的,既保护人身安全,又保证系统工作稳定可靠,系统的接地措施切不可轻视。一般电子衡系统有两个接地点,一个是磅房内的接地桩,使仪器仪表外壳接地;另一个是秤台接地,用一根或数根接地电缆,将秤体与接地桩相连。
对于多雷地区,建议设置避雷针,更有效的保护电子衡系统,避雷针保护半径
六、电子衡的正确使用:
1、电子衡应由专职衡器操作人员使用和维护,衡器操作人员必须经专门培训,方可从事操作和维修。操作人员应熟悉电子衡的技术性能、操作方法和使用要领,对现场出现的问题应有较熟练的处置能力。
2、电子衡以当地计量部门检定合格后方可使用,不得破坏电子衡印封,不得对系统部件进行更换、调整,不得轻易改动系统设置。
3、使用前应检查各接线是否松动、折断,接地线是否牢靠。
4、使用前仪表开机预热一般30min左右,仪表通电后即进行自检或按动自检开关后进行自检,证明系统正常后方可进行称重。
5、秤台四周间隙内不得卡有石子、煤块等异物,秤台与四周限位螺栓不得发生碰撞和摩擦,各配套部件性能良好,秤台的限位装置要经常调节在规定位置。
6、秤台不得用于非“称量车辆”通道。车辆上秤台应直线行驶,车速低于5km/h,然后轻轻刹车,并尽可能停在秤台中心位置,车停稳后称量。
7、过衡车辆的整体重量之和不得大于电子衡的量大秤量,以免损坏部件。
8、称量后车辆驶下秤台,检验空秤,确认称重显示仪表回零后,才能认定称量结果有效。
9、称重结束后长时间不过衡时,必须切断称重显示仪表电源,以免烧损元件。
10、禁止在秤台上进行电弧焊作业。
11、秤台及四周应保持清洁干燥,防止积水和其它污染,特别是接线盒内应干燥清洁,盒内干燥剂要定期更换。
12、为延长使用寿命,对称重传感器采取必要的防腐措施。
13、电子衡出现故障时,应立即停止使用,报告有关部门配合专业维修人员进行检查修理,并经检验合格方可使用。
七、注意事项
仪表的使用受多种条件多种因素的限制,一般不在说明书中进行阐述,部分客户在仪表的选用、系统的配置、现场条件和环境的要求不明了,对系统的维护缺乏必要的了解,供需双方有时产生误解。为避免此类不愉快的现象发生,下面进行简单的介绍,与用户进行交流、沟通。
1、使用条件的影响:
仪表的使用受条件的影响和限制大致如下:
1)、场地因素
某些客户的使用场地有缺陷。衡器(主要指仪表、传感器)安装的位置不符合要求,现场有振动、粉尘、烟雾、腐蚀性气体等。例如部分衡器的秤台基础建立在废弃的垃圾场、河道、废水坑等,在空旷的公路边的秤台,甚至个别客户在靠近山顶处设置秤台的现象,均属场地不合理。
2)、环境因素
某些客户的使用环境大大超过衡器(主要指仪表、传感器)设计要求,仪表、传感器紧靠强电场、强磁场,附近有电台、变电所、大功率泵站,锅炉房、热交换站排放口、区域温度变化剧烈,有易燃易爆物品,均属环境不合理。
3)、客户理解因素
某些客户对相关功能的理解有误,提出不符合设计的要求,而施工者没有及时提出,导致用户不满意。例如用户认为既然有长线补偿功能,就要求秤台距仪表(控制室)为200米;个别用户提出RS232的通讯距离达150米;打印机与仪表的距离为50米等等,又例如用户要求衡器的精度为1/3000,系统(带控制功能)的控制区精度达不到,为什么不稳定、不回零就不能打印等,这些均属于理解未能沟通形成的误解。
2、使用环境的影响
1)、场地变化
部分衡器由于场地的环境发生变化,而用户习以为常,没有觉察。比如某台汽车衡的基础建筑在废弃的池塘边,由于地基沉降,引起称量变化。
2)、环境变化
比如某台汽车衡附近的氯气管道存在慢性微量泄漏,引起仪表与传感器的连接端口氧化,阻值不稳定,称量显示波动;某台汽车衡的传感器接线盒的电缆长期受潮,绝缘降低,称量不准;某些用户在进行电气线路改造后,接地点的位置选择不当,导致系统基准变化。
3)、设备变化
某些用户由于进行了设备改造,更换了部分部件,在此过程中不可能完全恢复标定时的状态,系统显示值产生变化,精度降低;又比如在掉换传感器时,由于传感器性能的差异导致称量变化;再比如掉换稳压器的响应速度、稳压方式、接地方式有变化,导致系统不能工作;控制设备(含电力变压器)的元件掉换后,由于参数的变化,有可能引起秤量的变化。
3、人为的影响
1)、某些用户由于对衡器的调试使用的原理不熟悉,出现不应有的故障。例如在标定中砝码很少甚至不加,大负荷的砝码长期放置在秤台上,秤台受冲击或撞击;将秤台当作工作平台进行电焊,在操作中随意插拔连线等等,均属人为因素。
2)、由于某些调试人员的误操作,使系统出现故障。 由于操作人员的变更,某些用户出现故障。比如对报表的打印输出,计算机管理系统的操作,控制系统的参数设置等等受人员的习惯影响较大。
3)、某些用户对系统出现的偏差进行修正时,输入的参数前后矛盾,以致系统的功能出现问题。比如将调零范围设置为0,以致系统的零位跟踪功能消失;又如将置零范围重新设置后,由于参数不合理的原因,手动置零范围缩小;再比如将打印参数修改后,打印格式、打印方法也随即变化。而用户对参数的变化导致系统功能的变化不理解,带来了一些不必要的麻烦、误解和损失。
4)、技能影响
a、部分调试(售后服务)人员应客户的建议,不恰当地提高秤量显示的精度,结果弄巧成绌。系统的精度取决于诸多因素,有时不是仪表和传感器所能够达到的。比如30吨的汽车衡,使用6个30吨的传感器,(客户提出需要增加传感器的保险系数)分度值取10kg,这样系统的分辨率远远高于传感器的分辨率,如何能正常工作呢?再比如某些调试人员将没有长线补偿的仪表的传感器连接线擅自加长到30米,RS232通讯连接线擅自加长到100米系统的秤量显示漂移波动明显,用户理所当然不能接受。
b、部分用户不熟悉仪表的连接方法,个别人不看说明书,凭想象、凭猜测、凭估计进行接线,结果将仪表损坏。比如将仪表的9、10引脚当作标定端口,进行短接,结果损坏大屏幕接口,随后又将大屏幕损坏:又比如将仪表的7、8引脚当作标定端口,进行短接,结果损坏通讯接口:再比如将原来与托利多8142—07仪表连接的插头与耀华的XK3190仪表连接,结果将仪表的模拟线路损坏,个别用户甚至将原来15芯的专用微型打印机插头插入3190的标准15芯插座,严重损坏系统的硬件结构,使系统无法工作,个别严重的导致将计算机通讯接口烧毁。
4、维护保养影响
任何设备都需要进行维护保养,衡器作为计量设备,它的维修保养显得
格外重要。由于维修保养不当或没有进行定期的保养的原因,某些用户的
系统出现不应有的故障。
1)、使用强溶剂(如:苯、硝基类油)清洗机壳。损坏薄膜开关。
2)、不慎将液体或其他导电颗粒注入仪表内,事后又没有及时清理或烘干,引起仪表内部短路或漂移。
3)、由于环境潮湿或腐蚀性气体侵入或细微粉尘集聚的原因,引发仪表模拟部分、高压部分漏电和短路,损坏了部分集成电路,仪表不能正常工作。
4)、传感器接线盒未能及时进行保养,接线松动或接点氧化,或由于小动物的撕咬,导致仪表输入回路故障。
5)、系统的连接线未能及时紧固,插头松动,损坏仪表、打印机、计算机、控制器的输入输出回路,损坏集成电路,使系统瘫痪。
6)、传感器须经常检查,防止由于各种原因导致力传递故障,比如超载、偏载限位的调整,限位螺丝的调整等等。
7)、系统(主要是指仪表、传感器)的接地系统的保养。由于振动、氧化、外力影响的因素,系统的接地系统可能受损,须及时作调整。不然由于接地
不良引发的故障很可能使仪表、传感器、打印机、计算机和控制器损坏。
在维修保养时切记:
a、在插拔传感器联接线前,必须先切断仪表电源!
b、在插打印机联接线前,必须先切断打印机和仪表电源!
c、在插拔大屏幕联接线前,必须先切断仪表和大屏幕电源!
d、在插拔通讯联接线前,必须先切断仪表和上位机电源!
e、在插拔控制输出接线前,必须先切断仪表和外接系统电源!
f、在插拔仪表与外部设备联接线前,必须切断仪表及相应设备电源!
g、为延长蓄电池的使用寿命,务必先充足电后使用。若仪表需长时间不使用存放,必须每隔2个月充电一次,每次充电8小时。
h、在搬运或安装时务必小心轻放,避免强烈振动,避免冲击或撞击,防止蓄电池内部电极短路,损坏蓄电池。
5、其它注意事项
衡器在使用中若能按以下方面注意,可延长系统使用寿命,减少故障:
1)、保持系统处于稳定的稳度、湿度,特别是对仪表、传感器的环境要稳定。
2)、在系统开始工作时,按说明书的要求,给予10—30分钟的预热时间。
3)、注意控制室(仪表房)的空气流通,保证元器件的散热条件。
4)、系统供电最好单独供电,远离变电所,减少电源波动,降低电源干扰。
5)、倘若电源波动较大,最好配置伺服式稳压设备、滤波设备。
6)、动力电缆远离系统的信号电缆,信号电缆采取屏蔽措施。(传感器、打印机、计算机、大屏幕等)
7)、系统必须可靠接地,传感器、秤台、仪表、打印机、计算机、大屏幕等全部都要考虑到,各个接地点的电位需相等,避免接地点的电位差影响系统。
8)、倘若由于条件的限制,系统不能远离强电场、强磁场,可使用金属板、金属控制屏进行屏蔽,也可以使用金属丝网对仪表、传感器、传输电缆进行屏蔽,降低于扰信号的强度,提高系统的抗干扰能力。
9)、倘若干扰信号超过系统的防御能力,单靠金属扳、金属丝网屏蔽措施不能保证系统运行时,应当请专业技术人员在传输电缆两端增加抗干扰磁环、抗干扰磁珠、抗干扰磁杯、抗干扰磁套,并且在供电电源系统采取措施,降低干扰信号强度。
10)、系统在室外的部分需进行必要的防护处理。传感器、接线盒、接线端要防水防潮;秤台、传感器、传输电缆、控制室要采取响应的避雷措施,比如在秤台周围多打若干根接地桩,根据现场条件安装避雷针、静电释放板,增加防静电工作台等。
1l)、倘若系统的使用环境存在强力的摩擦现象,如纤维摩擦、粉尘飞扬、颗粒摩擦、油料液体高速流动、并且湿度较低,系统极易产生静电干扰和静电损坏设备故障、静电损伤操作人员甚至引发爆炸、火灾等恶性事故。必须且一定要对系统采取静电消除处理,设置静电防范的设备和工序,不能因小失大,冒险蛮干。(如羊毛及其制品加工、丝绸及其制品加工、棉麻及其制品加工、化纤制品加工、羽绒制品加工、橡胶制品加工、纸张加工、塑料颗粒加工、玻璃纤维加工、油晶罐装、洗涤制品加工、油墨加工、胶水加工、油漆加工、石墨制品加工、面粉类粉制品加工等生产工艺衡器及贸易结算衡器等)
12)、系统应远离腐蚀性物品,远离易燃易爆物品,远离各种烟雾,远离振动源,远离锅炉房、变电所、高压线塔、热交换器,倘若条件不允许,一定要在采取可靠的防护条件的前提下,例如密闭隔离、安全栅隔离、加固隔离、水幕隔离、静电屏蔽隔离、强制通风、强制降温、等电位保护、软接触等安全措施后,投入使用。
使用称重传感器注意事项
电阻应变式称重传感器本身是一种坚固、耐用、可靠的机电产品。但为了保证测试精度,在使用中仍有许多要注意的问题:
称重传感器要轻拿轻放,尤其是用合金铝制作弹性体的小容量传感器,任何冲击、跌落,对其计量性能均可造成极大损害。对于大容量的称重传感器,一般来说,它具有较大的自重,故而要求在搬运、安装时,尽可能使用适当的起吊设备。
称重传感器虽然有一定的过载能力,但在称重系统安装过程中,仍应防止传感器的超载。要注意的是,即使短时间的超载,也可能会造成传感器永久损坏。在安装过程中,若却有必要,可先用一个和传感器等高度的垫块代替传感器,到最后,再把传感器换上去。
传感器使用中,必须避免强烈的热辐射,尤其是单侧的强烈热辐射。
传感器的底座安装面应平整、清洁,无任何油膜、胶膜等存在。安装底座本身要有足够的强度和刚性。单只传感器安装底座的安装平面要用水平仪调整水平;多个传感器的安装底座的安装平面要用水准仪尽量调整到一个水平面上,其主要目的是为了使各个传感器承受的负载基本一致。
每种称重传感器的加载方向都是确定的,因此使用时,一定要在此方向上加负载。横向力、附加的弯距、扭距应尽量避免。
传感器使用前应作一些检查,一般检查其外观及输入阻抗、输出阻抗、零点输出,并和生产厂家给出的技术指标相比较。有些传感器的零点输出稍大,但它们并不影响实际使用,尤其是在开机置零及零点跟踪功能的称重系统中,它们不会产生什么影响,仍可正常使用。另外,传感器在使用前应做一下负载反应,即把传感器接上激励电源和读数仪表之后,在其上加适当法向负载,看其输出信号是否有变化。有变化,说明传感器能正常工作。
传感器的维修,一般不主张用户自己修理,有故障后希望能返送生产厂家,由厂家给予修理。因为在传感器的修理中,若处理不当,尽管看起来已经修“好”了,但可能会造成工作始终不稳定的后果。
计量器具的OIML证书制度
0. 导言
“计量器具的OIML证书制度(以下简称“OIML证书制度”或“制度”)是一种型式合格证书的颁发、注册和使用制度,这种合格证书是在自愿申请的基础上,对符合国际法制计量组织(简称OIML)建议的计量器具的型式颁发的,首先它的目的在于方便、协调和促进各国家机构的工作,这些机构负责着OIML成员国或成员国组中属国家管理的计量器具的型式批准工作。
同样,对于希望能在一些国家中出售产品而要求获得该国的型式批准的计量器具生产厂家,如果他们的产品符合现有的OIML建议的要求,他们应该是“OIML证书制度”的受益者。
“OIML制度”另一个目的是在那些不需要进行型式批准的国家中对计量器具的首次检定提供方便,并且可以有助于促进那些符合OIML要求,属于非法制管理的计量器具的生产、销售和使用。
一些公认的国际组织已经制定出对产品,生产及服务质量进行认证的基本规则(见文献目录),“OIML证书制度”遵循这些规则并将其用于计量器具的型式认证。对于那些执行并参加“OIML证书制度”的国家,必须保证遵守这些有关认证和测试的国际规则。
1. 范围
1.1 计量器具的“OIML型式合格证书”(以下简称“OIML证书”)证明试验中以所用样机代表的该种计量器具的型式符合有关的OIML《建议》中的各项要求。
1.2 “OIML合格证书”只发给那些已制定了OIML《建议》的计量器具,在这些建议中规定了适用于这些计量器具的a) 计量要求和技术要求、b) 试验要求和c) 试验报告的格式。本制度涉及的计量器具连同有关的目录在国际法制计量委员会监督下由国标法制计量局保存。
1.3 “OIML合格证书”由OIML成员国的发证机构颁发,在某一成员国中,也许有一个或几个发证机构;但是,对于每一种计量器具应只能有一个发证机构,在某一成员国中,OIML委员可以代表本国发证或作为发证者之一。
1.4 确定要执行“OIML合格证书”的OIML成员国,应保证建立一个包括申诉在内的执行、监督和管理这一制度的程序,并符合该国家法律。
2. 缩写词和名词术语
在本文件中使用下列缩写词和名词术语:
OIML——国际法制计量组织
CIML——国际法制计量委员会
BIML——国际法制计量局
Member State(成员国)——国际法制计量组织成员国
Recommendation(国际建议)——国际法制计量组织的国际建议
System(证书制度)——计量器具的OIML证书制度
2.1 合格
计量器具的型式满足有关《建议》中规定的全部计量要求和技术要求。
2.2 计量器具的OIML证书制度
是指OIML的计量器具型式合格证书的颁发、注册和使用制度,这种证书是在自愿的基础上,对通过试验证明符合国际建议要求的计量器具颁发的。
2.3 OIML合格证书
是指发证机构遵照证书制度的规则颁发的一份文件。它对于某一经过仔细鉴别的计量器具型式(用提交试验用的样机来代表)通过试验证明其符合有关《建议》的要求。
2.4 试验报告
对经过鉴别的型式所做的各种试验结果经过恰当的概括,并按照有关《建议》中给出的格式编写的一份报告。
2.5 发证机构
对目录中的某些类或全部计量器具颁发OIML合格证书的成员国的某机构或某人。
注:
1. CIML委员可以是发证机构。
2. 各成员国的所有最新发证机构的名单保存在BIML,并可根据要求向各成员国和其它感兴趣的组织随时提供该名单。
3. 证书的颁发
3.1.1 生产厂家及其代理人或某种型式计量器具的进口者可向任何一位CIML委员提出申请。
申请书应包括:
——生产厂家(如有必要的话,他的代理人或者进口者)的姓名和地址;
——一份声明书,说明他并没有向其它CIML委员申请型式批准证书;
——一份详细的、完全能说明此种型式特征的及与其他类似型式区别的技术说明书,以及其它与试验有关的资料;
——器具使用说明书,包括制造厂的使用说明书;
——如果原来进行过型式试验,则应有上一次型式评定试验的结果(见3.3.3)。
申请者也可以提交他自己的试验结果,或第三方实施室的试验结果,以说明该器具满足有关《OIML建议》的要求。
3.1.2 CIML委员应将申请书交给本国的有关发证机构或由本人直接审查,并直接通知申请者。在以下两种情况下,应通知申请者其申请不能被审理:
——如果该器具的型式不属本制度所列的器具目录之列(见1.2);
——如果在成员国中,对于所涉及的器具种类没有相应的发证机构,在该种情况下,该CIML委员可以将申请介绍给其它CIML委员,并且不对后者承担任何义务。
3.2 申请书的审查
3.2.1 发证机构应对所收到的申请书进行审查并可以在进一步处理此申请前,向申请者索要其它附加资料和文件。
3.2.2 对于以下情况,发证机构拒绝接受申请:
——该型式与有关的《建议》所包含的内容不相对应
——申请者没有提供全部所要求的资料。
还可以因其它清楚明确的理由而拒绝申请。
3.2.3 发证机构应以书面形式将其接受或拒绝申请的决定通知申请者(如有必要的话,也通知CIML委员)。如果拒绝申请,应说明理由。
3.2.4 如果接受申请,发证机构将通知申请者所应提供的用于试验的该型式的样机数量。样机的数量通常在有关的《建议》中已有相应的规定,如果没有规定则由发证机构与申请者共同商定。在某些情况下发证机构也可能认为该型式以前进行型式评定的结果能满足要求(见3.3.3),在这种情况下,可以不要求提供该型式的新样机。但是,发证机构必须获得证据,证明所要求获得证书的型式与以前所评定的型式相同。
发证机构还应尽可能准确地估算进行测试和发证所需的费用,并告知申请者所估算的试验发证费以及证书注册费用的准确数目;进行试验和发证所需的费用应根据每个国家收费实际情况来确定,注册所需费用将由国际法制计量委员会来确定。
还应以书面形式通知申请者完成全部试验和准备试验报告所需的大概时间。
3.3 合格性试验
3.3.1 合格性试验应由接到申请书的发证机构指定实验室进行,在选择这些实验室时,发证机构应遵循现有的有关实验室认证的导则,尤其是ISO/IEC导则25和38对″测试实验室技术能力的基本要求″和″测试实验室验收的基本要求″。
3.3.2 实验方法应与有关《建议》中规定的方法一致。
3.3.3 发证机构如果认为颁发证书所必须的结论可以由以前的型式评定实验得出,而这些试验又是根据上述3.3.1和3.3.2的要求进行的,这时可以简化或免去合格性试验,也可以考虑制造者和第三方实验室的有关试验结果。
3.3.4 应该按OIML《建议》中规定的格式,起草一份试验报告,该报告应汇总对同一型式样机所获得的各种试验结果,试验报告至少应包括下列的内容:
—负责试验的实验室的名称、地址,及一份该实验室符合3.3.1中所提到的有关要求,也就是实验室认证情况的声明;
—所依照的有关《建议》(出版年月及编号)
—器具型式的特征说明(即:设计说明,设计图纸,外观及内部照片,铭牌,技术说明,电路图和零件明细表,如有可能,还应包括准确度等级)。
被测样机的标记;
生产厂名称和地址;OIML证书申请者的姓名和地址;
试验期限;
—试验地点;
—特殊的试验条件(如有必要的话);
—试验结果;
—关于样机是否满足有关《建议》全部要求的结论。
试验报告应由该实验室或发证机构的负责人签字,注明日期,并有专门编号。
试验报告应使用法文或英文(最好同时使用这两种文字)。
注:在某种情况下,试验报告被译成第三种文字,也许有助于在国内或地区内解释和执行该证书制度。
3.3.5 发证机构应保存随申请书所提供的有关资料和实验报告的副本(见3.4.5)。此外,根据样机的大小和商业价值,在经申请者同意后可以由发证机构、样机实验室或申请者保存这些试验样机,或者两方都保存样机。
3.3.6 如果结论是能满足有关建议的全部要求,则可根据3.4颁发OIML证书。
如果结论是否定的,则应以书面形式通知申请者其否定的原因,如果申请者要求,可以将实验室报告交给申请者,申请者可以已经修改的新样机重新申请。如果有证据证明,原来已经满足的要求不因型式的修改而受影响,则新的试验可以只限于那些原来不满足的要求。
3.3.7 试验费用应按各国的规定收取。
3.4 OIML合格证书
如果认为计量器具的型式符合有关OIML《建议》的各项要求,则根据试验的结论颁发证书。
3.4.1 OIML证书应根据附录1中给出的格式来编制,最好采用BIML预先印制好的证书,证书应由发证机构或CIML委员、或者共同签字。
3.4.2 OIML证书应使用法文或英文(最好同时使用这两种文字)。
3.4.3 OIML证书应包括下列专门编号:
—所依照的国际建议
—颁发该证书的成员国名称
—颁发该证书的年号
—序号
这个编号应采用附录2中所规定的形式。
3.4.4 证书还应包括与其对应的实验报告的编号。
3.4.5 证书及其实验报告应交申请者,发证机构和CIML委员保存其副本。
3.4.6 颁发OIML证书应按各国规定收取发证费。
4. 证书的注册
4.1 CIML委员应将本国颁发的证书副本送交国际法制计量局(BIML)注册。BIML将审查证书,以确保所需的全部资料准确、齐全。
4.2 国际法制计量局(BIML)应将注册费的收费通知寄给申请者。只有当费用交齐后才进行注册。
4.3 国际法制计量局(BIML)应通过适当的出版物将证书注册情况定期通知成员国和其它有关方面,BIML应保存注册证书的目录,并根据要求随时提供给CIML委员。(注)
注:除了3.4.3规定的编号外,国际法制计量局还可能对每份证书增加一个专门的编号,以利于注册证书的目录的保存和利用。
5. 证书的使用
5.1 对证书所有者已注册的证书和相应的实验报告有以下用途:
—有助于在任何国家或国家集团申请型式批准。申请人的责任是保证所要求批准的型式与证书中鉴定的型式相同。
注:接受申请型式批准的法制计量部门(或其它部门)必须尽量考虑证书和所附的实验报告,成员国的法制计量部门尤其应注意到承认证书并接受实验结果的报告可以加速和协调国家或地区进行型式批准的过程这一优越性。
—有助于在不需要型式批准的国家对单个器具的首次检定。申请者的责任是证明要检定的器具的型式与证书中所鉴定的型式相同。
—告知买主、用户和其它有关方面,该计量器具(用被测样机所代表)的型式符合有关《建议》的要求。这类合格证书和发证的OIML成员国可在生产厂家的产品目录或其它销售刊物中提到。但是不能作为某个具体的器具符合有关《建议》的证明。特别是在某个具体的器具上既不能使用OIML证书的编号也不能有任何其它的OIML的标志。
5.2 除了证书的编号和发证成员国的名字外,不得部分引用证书内容或有关的实验报告的内容,但可以全文复制。
6. 监督和管理
6.1 通则
国际法制计量委员会将监督:本制度基本规则的执行情况、它对变化着的情况的适应性以及为了更有效地实施本制度需要形成的一些附加规则。
6.2 申诉
每个发证机构都应有一套程序以接受、考虑并解决对它所做的决定提出的申诉。
在解决对本国发证机构所做决定提出的申诉和争论中的技术问题时,CIML委员可以作为技术顾问,也可以要求BIML、CIML负责秘书处或CIML的帮助。
6.3 CIML委员的职责
除了上述各项任务外,CIML委员还应该:
—及时将本国建立或改变发证机构的情况通知BIML;
—及时将证书制度执行情况的最新信息通知本国的发证机构。
6.4 证书持有者错误地使用证书
如有文字上的或事实证明,OIML证书的持有者没有按第5条中的规定使用该证书,在与颁发该证书的成员国的CIML委员协商后,BIML应将其通知各成员国和其它有关方面,此外,BIML应直接通知证书的持有者,如果继续错误地使用OIML证书,CIML将采取有效改正行动,包括撤消已在BIML注册的证书。
6.5 根据错误的结论所颁发的OIML证书
如果有文字上的或事实证明为颁发OIML证书所依据的试验不正确或解释不正确,在与颁发OIML证书的成员国的CIML委员商议后,BIML应撤消该证书,并将其通知各成员国、证书的持有者和其它有关方面。
在这种情况下,进行试验和颁发OIML证书所需费用的赔偿问题应由发证机构或该成员国的CIML委员和证书持有者共同商定。
6.6 修改《建议》
在颁发证书的计量器具所涉及的《建议》进行修改后,OIML负责此事的工作组应予以声明,并且CIML也应该确认:满足以前有关《建议》要求的器具是否也满足修订后的《建议》要求。
如果证明器具满足修订后的《建议》,则原OIML证书的持有者可以申请根据修订后的《建议》所颁发的OIML证书,有关发证机构应免费发给新的证书,并免费在BIML注册。
如果宣布原器具不满足修订后的《建议》,原证书的持有者可以以计量器具的原型式或修订后的型式申请新的证书,程序同3.3条。为颁发新证书所需做的试验可根据3.3.3条的规定简化。
附录1(本附录作为本文件必备部分)
OIML合格证书的基本格式
以下是OIML合格证书的基本格式。OIML成员国的发证机构和CIML委员既可以复印后直接使用也可以在此基础上编出新的证书格式。本文件的法文版包括法文的同样格式,可以使用包括发证语言的双语言证书。
对于某些适用于OIML证书制度的计量器具,也可以由BIML制定适用这些计量器具的专门的证书格式,这种格式将由BIML提供。
成员国OIML合格证书 OIML证书编号
发证机构:
名称:
地址:
负责人:
申请者:
姓名:
地址:
需鉴定的型式的制造者(如果申请者不是制造者):
姓名:
地址:
型式识别:
本证书证明上述型式(在所附实验报告中用已鉴定的样机代表)符合国际法制计量组织的下述建议:
建议名称:
出版年号:
准确度等级(如有必要的话)
本证书仅证明计量器具型式的计量性能和技术特性满足有关国际建议中的要求。本证书不说明对所涉及的计量器具作任何形式的国际法制批准。
根据所附的NO实验报告中详细给出的各项实验确定其合格性。该实验报告共——页
发证机构签字或盖章: CIML委员签字或盖章:
除了所颁发证书的编号和颁发此证书的成员国国名外,不得部分引用证书或有关的实验报告内容,但可复印全文。
附录2(本附录作为本文的一部分)
OIML证书编号
证书编号包括以下三个部分:
—《建议》的出版年号和序号,根据OIML证书制度中单独出版的计量器具目录表规定:
—两个字母代码代表颁发证书的国家(按照ISO代码,见后面)
—后面两个数字是颁发证书的年号,接着是顺序号。每个成员国每年从1开始。
举例:编号″76/1988—AA—91、14、表示1991年AA成员国对№76国际建议(1988年版)所涉及的计量器具颁发的第14号证书。
OIML成员国的国名代码
阿尔及利亚 DZ 民主德国 DD
联邦德国 DE 澳大利亚 AU
奥地利 AT 比利时 BE
巴西 BR 保加利亚 BG
喀麦隆 CM 加拿大 CA
中国 CN 塞浦路斯 CY
南朝鲜 KR 朝鲜 KP
古巴 CU 丹麦 DK
埃及 EG 西班牙 ES
美国 US 埃塞俄比亚 ET
芬兰 FT 法国 FR
希腊 GR 匈牙利 HU
印度 IN 印度尼西亚 ID
爱尔兰 IE 以色列 IL
意大利 IT 日本 JP
肯尼亚 KE 黎巴嫩 LB
摩洛哥 MA 摩纳哥 MC
挪威 NO 巴基斯坦 PK
荷兰 NL 葡萄牙 PT
罗马尼亚 RO 英国 GB
斯里兰卡 LK 瑞典 SE
瑞士 CH 坦桑尼亚 TZ
捷克斯洛伐克 CS 突尼斯 TN
苏联 SU 南斯拉夫 YU
波兰 PL
文 献 目 录
ISO/IEC指南2标准化和有关活动的通用名词术语
ISO/IEC指南16关于第三方认证制度的管理原则汇编和有关标准
ISO/IEC指南25测试实验室技术能力的基本要求
ISO/IEC指南28用于产品的一种标准的第三方认证制度的通用规则
ISO/IEC指南38测试实验室验收的基本要求
ISO/IEC指南40 认证机构认可的基本要求
GATT 关贸总协定
其它参考文件
OIML19 型式鉴定和型式批准
“计量器具的OIML证书制度(以下简称“OIML证书制度”或“制度”)是一种型式合格证书的颁发、注册和使用制度,这种合格证书是在自愿申请的基础上,对符合国际法制计量组织(简称OIML)建议的计量器具的型式颁发的,首先它的目的在于方便、协调和促进各国家机构的工作,这些机构负责着OIML成员国或成员国组中属国家管理的计量器具的型式批准工作。
同样,对于希望能在一些国家中出售产品而要求获得该国的型式批准的计量器具生产厂家,如果他们的产品符合现有的OIML建议的要求,他们应该是“OIML证书制度”的受益者。
“OIML制度”另一个目的是在那些不需要进行型式批准的国家中对计量器具的首次检定提供方便,并且可以有助于促进那些符合OIML要求,属于非法制管理的计量器具的生产、销售和使用。
一些公认的国际组织已经制定出对产品,生产及服务质量进行认证的基本规则(见文献目录),“OIML证书制度”遵循这些规则并将其用于计量器具的型式认证。对于那些执行并参加“OIML证书制度”的国家,必须保证遵守这些有关认证和测试的国际规则。
1. 范围
1.1 计量器具的“OIML型式合格证书”(以下简称“OIML证书”)证明试验中以所用样机代表的该种计量器具的型式符合有关的OIML《建议》中的各项要求。
1.2 “OIML合格证书”只发给那些已制定了OIML《建议》的计量器具,在这些建议中规定了适用于这些计量器具的a) 计量要求和技术要求、b) 试验要求和c) 试验报告的格式。本制度涉及的计量器具连同有关的目录在国际法制计量委员会监督下由国标法制计量局保存。
1.3 “OIML合格证书”由OIML成员国的发证机构颁发,在某一成员国中,也许有一个或几个发证机构;但是,对于每一种计量器具应只能有一个发证机构,在某一成员国中,OIML委员可以代表本国发证或作为发证者之一。
1.4 确定要执行“OIML合格证书”的OIML成员国,应保证建立一个包括申诉在内的执行、监督和管理这一制度的程序,并符合该国家法律。
2. 缩写词和名词术语
在本文件中使用下列缩写词和名词术语:
OIML——国际法制计量组织
CIML——国际法制计量委员会
BIML——国际法制计量局
Member State(成员国)——国际法制计量组织成员国
Recommendation(国际建议)——国际法制计量组织的国际建议
System(证书制度)——计量器具的OIML证书制度
2.1 合格
计量器具的型式满足有关《建议》中规定的全部计量要求和技术要求。
2.2 计量器具的OIML证书制度
是指OIML的计量器具型式合格证书的颁发、注册和使用制度,这种证书是在自愿的基础上,对通过试验证明符合国际建议要求的计量器具颁发的。
2.3 OIML合格证书
是指发证机构遵照证书制度的规则颁发的一份文件。它对于某一经过仔细鉴别的计量器具型式(用提交试验用的样机来代表)通过试验证明其符合有关《建议》的要求。
2.4 试验报告
对经过鉴别的型式所做的各种试验结果经过恰当的概括,并按照有关《建议》中给出的格式编写的一份报告。
2.5 发证机构
对目录中的某些类或全部计量器具颁发OIML合格证书的成员国的某机构或某人。
注:
1. CIML委员可以是发证机构。
2. 各成员国的所有最新发证机构的名单保存在BIML,并可根据要求向各成员国和其它感兴趣的组织随时提供该名单。
3. 证书的颁发
3.1.1 生产厂家及其代理人或某种型式计量器具的进口者可向任何一位CIML委员提出申请。
申请书应包括:
——生产厂家(如有必要的话,他的代理人或者进口者)的姓名和地址;
——一份声明书,说明他并没有向其它CIML委员申请型式批准证书;
——一份详细的、完全能说明此种型式特征的及与其他类似型式区别的技术说明书,以及其它与试验有关的资料;
——器具使用说明书,包括制造厂的使用说明书;
——如果原来进行过型式试验,则应有上一次型式评定试验的结果(见3.3.3)。
申请者也可以提交他自己的试验结果,或第三方实施室的试验结果,以说明该器具满足有关《OIML建议》的要求。
3.1.2 CIML委员应将申请书交给本国的有关发证机构或由本人直接审查,并直接通知申请者。在以下两种情况下,应通知申请者其申请不能被审理:
——如果该器具的型式不属本制度所列的器具目录之列(见1.2);
——如果在成员国中,对于所涉及的器具种类没有相应的发证机构,在该种情况下,该CIML委员可以将申请介绍给其它CIML委员,并且不对后者承担任何义务。
3.2 申请书的审查
3.2.1 发证机构应对所收到的申请书进行审查并可以在进一步处理此申请前,向申请者索要其它附加资料和文件。
3.2.2 对于以下情况,发证机构拒绝接受申请:
——该型式与有关的《建议》所包含的内容不相对应
——申请者没有提供全部所要求的资料。
还可以因其它清楚明确的理由而拒绝申请。
3.2.3 发证机构应以书面形式将其接受或拒绝申请的决定通知申请者(如有必要的话,也通知CIML委员)。如果拒绝申请,应说明理由。
3.2.4 如果接受申请,发证机构将通知申请者所应提供的用于试验的该型式的样机数量。样机的数量通常在有关的《建议》中已有相应的规定,如果没有规定则由发证机构与申请者共同商定。在某些情况下发证机构也可能认为该型式以前进行型式评定的结果能满足要求(见3.3.3),在这种情况下,可以不要求提供该型式的新样机。但是,发证机构必须获得证据,证明所要求获得证书的型式与以前所评定的型式相同。
发证机构还应尽可能准确地估算进行测试和发证所需的费用,并告知申请者所估算的试验发证费以及证书注册费用的准确数目;进行试验和发证所需的费用应根据每个国家收费实际情况来确定,注册所需费用将由国际法制计量委员会来确定。
还应以书面形式通知申请者完成全部试验和准备试验报告所需的大概时间。
3.3 合格性试验
3.3.1 合格性试验应由接到申请书的发证机构指定实验室进行,在选择这些实验室时,发证机构应遵循现有的有关实验室认证的导则,尤其是ISO/IEC导则25和38对″测试实验室技术能力的基本要求″和″测试实验室验收的基本要求″。
3.3.2 实验方法应与有关《建议》中规定的方法一致。
3.3.3 发证机构如果认为颁发证书所必须的结论可以由以前的型式评定实验得出,而这些试验又是根据上述3.3.1和3.3.2的要求进行的,这时可以简化或免去合格性试验,也可以考虑制造者和第三方实验室的有关试验结果。
3.3.4 应该按OIML《建议》中规定的格式,起草一份试验报告,该报告应汇总对同一型式样机所获得的各种试验结果,试验报告至少应包括下列的内容:
—负责试验的实验室的名称、地址,及一份该实验室符合3.3.1中所提到的有关要求,也就是实验室认证情况的声明;
—所依照的有关《建议》(出版年月及编号)
—器具型式的特征说明(即:设计说明,设计图纸,外观及内部照片,铭牌,技术说明,电路图和零件明细表,如有可能,还应包括准确度等级)。
被测样机的标记;
生产厂名称和地址;OIML证书申请者的姓名和地址;
试验期限;
—试验地点;
—特殊的试验条件(如有必要的话);
—试验结果;
—关于样机是否满足有关《建议》全部要求的结论。
试验报告应由该实验室或发证机构的负责人签字,注明日期,并有专门编号。
试验报告应使用法文或英文(最好同时使用这两种文字)。
注:在某种情况下,试验报告被译成第三种文字,也许有助于在国内或地区内解释和执行该证书制度。
3.3.5 发证机构应保存随申请书所提供的有关资料和实验报告的副本(见3.4.5)。此外,根据样机的大小和商业价值,在经申请者同意后可以由发证机构、样机实验室或申请者保存这些试验样机,或者两方都保存样机。
3.3.6 如果结论是能满足有关建议的全部要求,则可根据3.4颁发OIML证书。
如果结论是否定的,则应以书面形式通知申请者其否定的原因,如果申请者要求,可以将实验室报告交给申请者,申请者可以已经修改的新样机重新申请。如果有证据证明,原来已经满足的要求不因型式的修改而受影响,则新的试验可以只限于那些原来不满足的要求。
3.3.7 试验费用应按各国的规定收取。
3.4 OIML合格证书
如果认为计量器具的型式符合有关OIML《建议》的各项要求,则根据试验的结论颁发证书。
3.4.1 OIML证书应根据附录1中给出的格式来编制,最好采用BIML预先印制好的证书,证书应由发证机构或CIML委员、或者共同签字。
3.4.2 OIML证书应使用法文或英文(最好同时使用这两种文字)。
3.4.3 OIML证书应包括下列专门编号:
—所依照的国际建议
—颁发该证书的成员国名称
—颁发该证书的年号
—序号
这个编号应采用附录2中所规定的形式。
3.4.4 证书还应包括与其对应的实验报告的编号。
3.4.5 证书及其实验报告应交申请者,发证机构和CIML委员保存其副本。
3.4.6 颁发OIML证书应按各国规定收取发证费。
4. 证书的注册
4.1 CIML委员应将本国颁发的证书副本送交国际法制计量局(BIML)注册。BIML将审查证书,以确保所需的全部资料准确、齐全。
4.2 国际法制计量局(BIML)应将注册费的收费通知寄给申请者。只有当费用交齐后才进行注册。
4.3 国际法制计量局(BIML)应通过适当的出版物将证书注册情况定期通知成员国和其它有关方面,BIML应保存注册证书的目录,并根据要求随时提供给CIML委员。(注)
注:除了3.4.3规定的编号外,国际法制计量局还可能对每份证书增加一个专门的编号,以利于注册证书的目录的保存和利用。
5. 证书的使用
5.1 对证书所有者已注册的证书和相应的实验报告有以下用途:
—有助于在任何国家或国家集团申请型式批准。申请人的责任是保证所要求批准的型式与证书中鉴定的型式相同。
注:接受申请型式批准的法制计量部门(或其它部门)必须尽量考虑证书和所附的实验报告,成员国的法制计量部门尤其应注意到承认证书并接受实验结果的报告可以加速和协调国家或地区进行型式批准的过程这一优越性。
—有助于在不需要型式批准的国家对单个器具的首次检定。申请者的责任是证明要检定的器具的型式与证书中所鉴定的型式相同。
—告知买主、用户和其它有关方面,该计量器具(用被测样机所代表)的型式符合有关《建议》的要求。这类合格证书和发证的OIML成员国可在生产厂家的产品目录或其它销售刊物中提到。但是不能作为某个具体的器具符合有关《建议》的证明。特别是在某个具体的器具上既不能使用OIML证书的编号也不能有任何其它的OIML的标志。
5.2 除了证书的编号和发证成员国的名字外,不得部分引用证书内容或有关的实验报告的内容,但可以全文复制。
6. 监督和管理
6.1 通则
国际法制计量委员会将监督:本制度基本规则的执行情况、它对变化着的情况的适应性以及为了更有效地实施本制度需要形成的一些附加规则。
6.2 申诉
每个发证机构都应有一套程序以接受、考虑并解决对它所做的决定提出的申诉。
在解决对本国发证机构所做决定提出的申诉和争论中的技术问题时,CIML委员可以作为技术顾问,也可以要求BIML、CIML负责秘书处或CIML的帮助。
6.3 CIML委员的职责
除了上述各项任务外,CIML委员还应该:
—及时将本国建立或改变发证机构的情况通知BIML;
—及时将证书制度执行情况的最新信息通知本国的发证机构。
6.4 证书持有者错误地使用证书
如有文字上的或事实证明,OIML证书的持有者没有按第5条中的规定使用该证书,在与颁发该证书的成员国的CIML委员协商后,BIML应将其通知各成员国和其它有关方面,此外,BIML应直接通知证书的持有者,如果继续错误地使用OIML证书,CIML将采取有效改正行动,包括撤消已在BIML注册的证书。
6.5 根据错误的结论所颁发的OIML证书
如果有文字上的或事实证明为颁发OIML证书所依据的试验不正确或解释不正确,在与颁发OIML证书的成员国的CIML委员商议后,BIML应撤消该证书,并将其通知各成员国、证书的持有者和其它有关方面。
在这种情况下,进行试验和颁发OIML证书所需费用的赔偿问题应由发证机构或该成员国的CIML委员和证书持有者共同商定。
6.6 修改《建议》
在颁发证书的计量器具所涉及的《建议》进行修改后,OIML负责此事的工作组应予以声明,并且CIML也应该确认:满足以前有关《建议》要求的器具是否也满足修订后的《建议》要求。
如果证明器具满足修订后的《建议》,则原OIML证书的持有者可以申请根据修订后的《建议》所颁发的OIML证书,有关发证机构应免费发给新的证书,并免费在BIML注册。
如果宣布原器具不满足修订后的《建议》,原证书的持有者可以以计量器具的原型式或修订后的型式申请新的证书,程序同3.3条。为颁发新证书所需做的试验可根据3.3.3条的规定简化。
附录1(本附录作为本文件必备部分)
OIML合格证书的基本格式
以下是OIML合格证书的基本格式。OIML成员国的发证机构和CIML委员既可以复印后直接使用也可以在此基础上编出新的证书格式。本文件的法文版包括法文的同样格式,可以使用包括发证语言的双语言证书。
对于某些适用于OIML证书制度的计量器具,也可以由BIML制定适用这些计量器具的专门的证书格式,这种格式将由BIML提供。
成员国OIML合格证书 OIML证书编号
发证机构:
名称:
地址:
负责人:
申请者:
姓名:
地址:
需鉴定的型式的制造者(如果申请者不是制造者):
姓名:
地址:
型式识别:
本证书证明上述型式(在所附实验报告中用已鉴定的样机代表)符合国际法制计量组织的下述建议:
建议名称:
出版年号:
准确度等级(如有必要的话)
本证书仅证明计量器具型式的计量性能和技术特性满足有关国际建议中的要求。本证书不说明对所涉及的计量器具作任何形式的国际法制批准。
根据所附的NO实验报告中详细给出的各项实验确定其合格性。该实验报告共——页
发证机构签字或盖章: CIML委员签字或盖章:
除了所颁发证书的编号和颁发此证书的成员国国名外,不得部分引用证书或有关的实验报告内容,但可复印全文。
附录2(本附录作为本文的一部分)
OIML证书编号
证书编号包括以下三个部分:
—《建议》的出版年号和序号,根据OIML证书制度中单独出版的计量器具目录表规定:
—两个字母代码代表颁发证书的国家(按照ISO代码,见后面)
—后面两个数字是颁发证书的年号,接着是顺序号。每个成员国每年从1开始。
举例:编号″76/1988—AA—91、14、表示1991年AA成员国对№76国际建议(1988年版)所涉及的计量器具颁发的第14号证书。
OIML成员国的国名代码
阿尔及利亚 DZ 民主德国 DD
联邦德国 DE 澳大利亚 AU
奥地利 AT 比利时 BE
巴西 BR 保加利亚 BG
喀麦隆 CM 加拿大 CA
中国 CN 塞浦路斯 CY
南朝鲜 KR 朝鲜 KP
古巴 CU 丹麦 DK
埃及 EG 西班牙 ES
美国 US 埃塞俄比亚 ET
芬兰 FT 法国 FR
希腊 GR 匈牙利 HU
印度 IN 印度尼西亚 ID
爱尔兰 IE 以色列 IL
意大利 IT 日本 JP
肯尼亚 KE 黎巴嫩 LB
摩洛哥 MA 摩纳哥 MC
挪威 NO 巴基斯坦 PK
荷兰 NL 葡萄牙 PT
罗马尼亚 RO 英国 GB
斯里兰卡 LK 瑞典 SE
瑞士 CH 坦桑尼亚 TZ
捷克斯洛伐克 CS 突尼斯 TN
苏联 SU 南斯拉夫 YU
波兰 PL
文 献 目 录
ISO/IEC指南2标准化和有关活动的通用名词术语
ISO/IEC指南16关于第三方认证制度的管理原则汇编和有关标准
ISO/IEC指南25测试实验室技术能力的基本要求
ISO/IEC指南28用于产品的一种标准的第三方认证制度的通用规则
ISO/IEC指南38测试实验室验收的基本要求
ISO/IEC指南40 认证机构认可的基本要求
GATT 关贸总协定
其它参考文件
OIML19 型式鉴定和型式批准
计量常识介绍
一、计量与计量单位
计量是为实现单位统一、量值准确可靠的活动,它的概念源于商品交换,由于人们生活中最早迫切需要测量长度、容量和重量,所以在古代中国,人们把计量称为“度量衡”。随着生产、科学技术和社会的不断发展,计量工作的范围不断扩大,内容不断充实,现已发展成为包含十大门类的计量学科。计量是国民经济和社会发展的一项重要技术基础,它与工业、农业、科学技术、国防、企业经营管理及人民日常生活都密不可分,在国民经济和社会发展中发挥着重要的作用。
保证量值的准确可靠是计量工作的一项根本任务。量值传递是通过对计量器具的检定或校准,将国家基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传递到工作计量器具,以保证被测对象量值的准确一致。量值的统一影响到生产、科技发展、贸易结算和人民生活,如工厂内部的量值不统一,各车间生产的零部件到了总装时就不能装配。
在人类历史上,计量单位是伴随着生产与交换的发生、发展而产生的。1875年5月20日,17个国家在法国巴黎签署了“米制公约”,这是一项在全球范围内采用国际单位制和保证测量结果一致性的政府间协议。国际单位制(SI)是在米制基础上发展起来的一种更为科学、简单、适用的,并遵从一贯性原则的单位制。我国实行法定计量单位制度,即我国的计量单位一律采用由国家法律承认,具有法定地位的计量单位。
目前我国已形成了一套既以国际单位制为基础,又结合我国实际情况的科学、实用的法定计量单位,它的实行,对我国国民经济和文化教育事业的发展,推动科学技术的进步和扩大国际交流有重要意义。
二、计量与国民经济
计量广泛地应用于工农业生产、国防建设、科学研究、经济贸易、医疗卫生、环境保护之中,是国民经济的一项重要技术基础。现代工农业生产中,社会化大协作生产是一个显著特点。如一辆汽车,有近万个零件,往往需要数百家企业协作生产,没有量值准确的计量作保证,产品组装就会出现问题。一个齿轮,从毛坯到成品需要进行长度、力学、温度、物理、化学等计量测试20多次,只要有一次计量失控,就会影响其质量性能,甚至报废。现代农业生产是科学种田,要实现高产、优质、低耗等目标,也同样离不开准确的计量。如土壤酸碱度、盐分、水分、有机质和氮、磷、钾含量的测试,农作物种子质量的测定,生长期的气温、土壤肥力等测量,无一可离开计量工作。
国防现代化建设中,任何一种武器,从研制、设计、试验、定型到生产,都离不开计量,如火箭的结构设计和加工制造离不开长度计量,火箭的发射、运行方向和速度的控制更离不开力学、无线电、时间频率和振动等计量,“差之毫厘”就会“谬之千里”,导致发射失败。因此,各国在国防现代化建设中,都十分重视计量的作用,不惜投入,以确保计量精度和量值统一。
科学技术研究中,计量是必不可少的“助手”。日益发展的现代科学技术研究需要各种准确的计量器具去测量、研究。精确的计量往往为开拓新的科学领域充当了向导,如美国的两位科学家从温度计量上出现的异常,发现了“微波背景辐射”,它对天体的起源和演化等宇宙理论研究与发展产生了重要作用。没有精确的计量,科研就会失败或停滞不前。
总之,计量有力地促进和推动了经济建设和社会发展,保障了人类正常的工作、生活,完全可以说“没有计量,寸步难行”。
三、计量与人民生活
在日常生活中,人民的衣食住行样样都离不开计量,如果没有准确的尺、秤、电表、温度计等计量器具,轻则影响人们的正常生活,严重的还要威胁到人们的生命财产安全。下面举例介绍几种与人民群众生活密切相关的计量器具:
衡器(俗称“秤”)是用于贸易结算的计量器具,随着科技的不断发展和人民生活水平的不断提高,衡器的规格品种越来越多,使用的范围也越来越广泛。人民群众的生活中处处离不开衡器,如买菜购物,需要电子秤、台秤,购买黄金珠宝,需要天平。衡器的准确与否也直接关系到群众的切身利益。
出租车计价器是安装在出租汽车上的计量器具,是司机和乘客之间贸易结算的依据,由于电子技术的发展以及电子计算机的应用,计价器同时增加了自动加价、税务稽查和公司管理等功能,为出租汽车管理、计量检定、税务等部门提供了管理方式和数据。其质量好坏直接影响到国家、消费者、经营者三方的利益,因此,出租汽车计价器按规定必须定期到计量部门进行检定。
电能表是国家实行重点管理的计量器具,是用户与电业部门进行电量结算的依据,其计量准确与否直接影响着电能交易双方的经济利益,同时,其安全指标达不到要求时,将会对人身及财产安全造成危害。目前,我国计量部门加强了对电能表制造企业的规范、指导、管理,还实行了电能表使用前的首次检定,形成了从设计、制造、销售等各个环节都有人管的局面,较好地规范了电能表市场。
与人民群众的日常生活密切相关的计量器具还有很多,大家应对它们进行一定的了解,以便在生活中利用他们维护自己的合法权益。
四、定量包装商品
随着社会主义市场经济的不断发展及人民生活水平的不断提高,定量包装商品的种类和数量迅速增加,因其具有方便、卫生、存放时间长等特点,备受广大消费者欢迎,现已成为我国市场上主要的商品形式。
定量包装商品标注的净含量是指去除包装容器和其他包装材料后内装物的实际质量、体积、长度。由于定量包装商品一般是通过包装机自动定量罐装打包的,因此定量包装商品的净含量与实际内容物的量必然存在一定误差,国家质量技术监督部门为了维护广大消费者的利益,结合我国定量包装行业的生产特点和包装机的特性,制定了常见定量包装商品标注范围在5g(ml)-25kg(L)之间的商品计量负偏差,即允许误差。
对于生活中种类繁多、千差万别的定量包装商品,人们在购买时,应对定量包装商品净含量进行准确把握。除一般商品外,冷冻商品、固液两相商品较为特殊。冷冻商品一般分为两种,一种是干冻,即不加水直接冷冻,如冻饺子等,另一种是水冻,即加水后冷冻,如水冻鱼等。干冻商品净含量的定义要求与一般商品相同。水冻商品在测量净含量时其中的水(冷冻后为冰)必须除去,但商品内容物中的固有水份应加以保留。固液两相商品多为罐头食品等,其商品净含量有两个:一个是固液两相之和的净含量,另一个是固形物的净含量。其固液两相的净含量同一般商品一样,固形物的净含量是指除去商品中液态部分后,剩余的固形物重量。但固形物本身含有的水份或含有的液汁等,在测量时应保留。
尽管商品净含量各有不同,只要我们准确理解和把握商品净含量的定义和内容,就可以对生活中遇到的各种定量包装商品的净含量准确加以区分,维护自身合法权益。
五、计量与验光配镜
眼镜计量器具包括用于验光的验光镜片箱、电脑验光仪、用于测量眼镜片度数的焦度计以及用于测定人眼瞳距的瞳距仪或瞳距尺。眼镜计量器具属于国家强制检定的工作计量器具,按《中华人民共和国计量法》的规定必须按时送当地计量部门进行周期检定,由专业技术人员采用相关的标准器、设备对这些眼镜计量器具进行比对,通过量值传递的方式来保证这些仪器的量值准确性。
到眼镜店验光和配眼镜,消费者应查看该店是否配备了焦度计、验光镜片箱、电脑验光仪等计量器具,是否具有有效期内的检定合格证书。如果眼镜店使用了未经检定或检定不合格的计量器具,那么,验光和配镜的准确性和质量就无法保证,遇到这种情况,消费者可向重庆市质量技术监督局投诉和举报。
消费者到眼镜店验光、配镜,应注意以下问题:
1、不要到没有配备检定合格的焦度计、验光镜片箱等计量器具的眼镜店、眼镜批发部或医院眼科进行验光配镜。
2、消费者配镜时要索取验配单、质量三包卡及发票。
3、配镜时应注意多选择几家眼镜店进行比较,根据其技术力量、质量、服务水平和价格等,选择适合的眼镜店进行配镜。
4、眼镜价格问题,眼镜是一种特殊的商品,不能单纯以眼镜价格的高低来选择配镜,更重要的是获得与价格相符合的配镜质量及相应服务。
5、不要到地摊上购买劣质的便宜眼镜。
六、计量与医疗卫生
人的生命活动奥秘而复杂。在医疗卫生领域,在诊断、化验、手术、监护、医疗等过程中,计量发挥着至关重要的作用。
诊断是基础医学与临床医学之间的桥梁,没有正确诊断就没有正确的防治措施。体温计、血压计、心电图仪、超声诊断仪、χ射线机等都是医生诊断时常用的计量器具。为保证诊断水平,必须对各种诊断仪器设备定期进行计量检定,否则,一旦仪器失准就会造成误诊,甚至会造成严重的医疗事故。
各种化验检查是诊断和了解病情的重要手段,通过对人体血液、体液、分泌物、排泄物等的理化计量检测,以获得生理、病理的分析化验结果,化验中用的各种仪器和标准试剂必须严格计量,以保证化验结果准确可靠。
手术中各种仪器仪表均应进行准确的计量,另外对麻醉、输液、输氧的时间和数量也应进行准确的控制,否则会直接影响到手术正常进行。
手术后对病人监护,需要对病人的心率、呼吸、血压、心电图等生理指标进行连续定量观测,观察病情变化,以便采取相应的医疗或急救措施。如果这些仪器、仪表失准,必然直接影响对病人的及时处理,甚至危及生命。
人们在同疾病斗争中离不开药品。药品质量的优劣直接影响用药的安全和疗效。在药品生产、流通和贮藏期间,必须要对各种指标进行检验并加以有效的控制。譬如在生产中对投料量的控制,中间产品的检验,以及按照国家卫生行政部门的法定标准对各类药品诸如含量测定、杂质检查等,都需要借助于计量仪器才能实现。
七、计量与质量
全面质量管理是对产品或工程的设计、制造、使用、测试的全过程实施管理,其特点是一切用数据说话,即凭数据指挥生产、工艺、检验成品,准确可靠的数据来自准确可靠的计量。
在设计过程中,模型试验数据、可靠性数据、安全性数据等,都来自计量测试。
在制造过程中,计量测试是准确识别、掌握和监控加工状况的耳目,据以随时调查工艺参数。
在使用过程中,产品或工程的监督管理,使用条件的合理确定,以及故障的诊断、处置等,也需要通过计量测试来提供数据。
计量测试是保证设计质量、制造质量和使用质量的重要技术基础,因此质量第一的观念实际上蕴含着强烈的计量意识。
八、精密的时间计量
时间计量中的基本单位为“秒”,在人们的日常生活中使用的小时、分等时间单位均由秒导出。时间计量与高新技术及尖端技术密不可分,有时哪怕是百万分之一秒的误差,情况也就会完全不同了。现代鱼雷用一种高速炸药引爆,从引爆到爆炸只要二十几个微秒。
宇宙航行对于时间要求更高。发射卫星时,每一过程都需经过精密的时间计量,各种复杂的测量仪器控制设备,放在不同距离的位置上,他们必须在规定的时间内开始工作,并且运行中时差不能超过几万分之一秒;回收卫星时,要严格控制反推火箭的点火时间,否则就“差之毫厘,谬之千里”。
另外大地测量、天文观察、星际通讯、交通管理、铁路运输、石油勘探……都和精密的时间计量密不可分,都需要相对精确的时间标准。如果没有高精度的计时钟,人们难以研究物质的微观变化及其特性,科学技术也不会迅猛地向前发展。
目前,中国计量科学研究院的铯原子计时基准钟,是我国自己建造的大型铯原子钟,已跻身于世界先进行列,其误差达到1×10-14,即30万年差1秒。当原子钟作为时间计量的基准器以后,计量人员仍在致力于进一步改善生活中现有原子钟各项性能指标,并积极探索新的计时标准。
当前,世界上铯原子钟振荡频率通常是数纳秒(1秒的10亿分之一),是通过调整超高频激光,使之和铯原子发射的光波频率相匹配而实现的,准确度可比最好的铯原子钟高1000倍。
计量是为实现单位统一、量值准确可靠的活动,它的概念源于商品交换,由于人们生活中最早迫切需要测量长度、容量和重量,所以在古代中国,人们把计量称为“度量衡”。随着生产、科学技术和社会的不断发展,计量工作的范围不断扩大,内容不断充实,现已发展成为包含十大门类的计量学科。计量是国民经济和社会发展的一项重要技术基础,它与工业、农业、科学技术、国防、企业经营管理及人民日常生活都密不可分,在国民经济和社会发展中发挥着重要的作用。
保证量值的准确可靠是计量工作的一项根本任务。量值传递是通过对计量器具的检定或校准,将国家基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传递到工作计量器具,以保证被测对象量值的准确一致。量值的统一影响到生产、科技发展、贸易结算和人民生活,如工厂内部的量值不统一,各车间生产的零部件到了总装时就不能装配。
在人类历史上,计量单位是伴随着生产与交换的发生、发展而产生的。1875年5月20日,17个国家在法国巴黎签署了“米制公约”,这是一项在全球范围内采用国际单位制和保证测量结果一致性的政府间协议。国际单位制(SI)是在米制基础上发展起来的一种更为科学、简单、适用的,并遵从一贯性原则的单位制。我国实行法定计量单位制度,即我国的计量单位一律采用由国家法律承认,具有法定地位的计量单位。
目前我国已形成了一套既以国际单位制为基础,又结合我国实际情况的科学、实用的法定计量单位,它的实行,对我国国民经济和文化教育事业的发展,推动科学技术的进步和扩大国际交流有重要意义。
二、计量与国民经济
计量广泛地应用于工农业生产、国防建设、科学研究、经济贸易、医疗卫生、环境保护之中,是国民经济的一项重要技术基础。现代工农业生产中,社会化大协作生产是一个显著特点。如一辆汽车,有近万个零件,往往需要数百家企业协作生产,没有量值准确的计量作保证,产品组装就会出现问题。一个齿轮,从毛坯到成品需要进行长度、力学、温度、物理、化学等计量测试20多次,只要有一次计量失控,就会影响其质量性能,甚至报废。现代农业生产是科学种田,要实现高产、优质、低耗等目标,也同样离不开准确的计量。如土壤酸碱度、盐分、水分、有机质和氮、磷、钾含量的测试,农作物种子质量的测定,生长期的气温、土壤肥力等测量,无一可离开计量工作。
国防现代化建设中,任何一种武器,从研制、设计、试验、定型到生产,都离不开计量,如火箭的结构设计和加工制造离不开长度计量,火箭的发射、运行方向和速度的控制更离不开力学、无线电、时间频率和振动等计量,“差之毫厘”就会“谬之千里”,导致发射失败。因此,各国在国防现代化建设中,都十分重视计量的作用,不惜投入,以确保计量精度和量值统一。
科学技术研究中,计量是必不可少的“助手”。日益发展的现代科学技术研究需要各种准确的计量器具去测量、研究。精确的计量往往为开拓新的科学领域充当了向导,如美国的两位科学家从温度计量上出现的异常,发现了“微波背景辐射”,它对天体的起源和演化等宇宙理论研究与发展产生了重要作用。没有精确的计量,科研就会失败或停滞不前。
总之,计量有力地促进和推动了经济建设和社会发展,保障了人类正常的工作、生活,完全可以说“没有计量,寸步难行”。
三、计量与人民生活
在日常生活中,人民的衣食住行样样都离不开计量,如果没有准确的尺、秤、电表、温度计等计量器具,轻则影响人们的正常生活,严重的还要威胁到人们的生命财产安全。下面举例介绍几种与人民群众生活密切相关的计量器具:
衡器(俗称“秤”)是用于贸易结算的计量器具,随着科技的不断发展和人民生活水平的不断提高,衡器的规格品种越来越多,使用的范围也越来越广泛。人民群众的生活中处处离不开衡器,如买菜购物,需要电子秤、台秤,购买黄金珠宝,需要天平。衡器的准确与否也直接关系到群众的切身利益。
出租车计价器是安装在出租汽车上的计量器具,是司机和乘客之间贸易结算的依据,由于电子技术的发展以及电子计算机的应用,计价器同时增加了自动加价、税务稽查和公司管理等功能,为出租汽车管理、计量检定、税务等部门提供了管理方式和数据。其质量好坏直接影响到国家、消费者、经营者三方的利益,因此,出租汽车计价器按规定必须定期到计量部门进行检定。
电能表是国家实行重点管理的计量器具,是用户与电业部门进行电量结算的依据,其计量准确与否直接影响着电能交易双方的经济利益,同时,其安全指标达不到要求时,将会对人身及财产安全造成危害。目前,我国计量部门加强了对电能表制造企业的规范、指导、管理,还实行了电能表使用前的首次检定,形成了从设计、制造、销售等各个环节都有人管的局面,较好地规范了电能表市场。
与人民群众的日常生活密切相关的计量器具还有很多,大家应对它们进行一定的了解,以便在生活中利用他们维护自己的合法权益。
四、定量包装商品
随着社会主义市场经济的不断发展及人民生活水平的不断提高,定量包装商品的种类和数量迅速增加,因其具有方便、卫生、存放时间长等特点,备受广大消费者欢迎,现已成为我国市场上主要的商品形式。
定量包装商品标注的净含量是指去除包装容器和其他包装材料后内装物的实际质量、体积、长度。由于定量包装商品一般是通过包装机自动定量罐装打包的,因此定量包装商品的净含量与实际内容物的量必然存在一定误差,国家质量技术监督部门为了维护广大消费者的利益,结合我国定量包装行业的生产特点和包装机的特性,制定了常见定量包装商品标注范围在5g(ml)-25kg(L)之间的商品计量负偏差,即允许误差。
对于生活中种类繁多、千差万别的定量包装商品,人们在购买时,应对定量包装商品净含量进行准确把握。除一般商品外,冷冻商品、固液两相商品较为特殊。冷冻商品一般分为两种,一种是干冻,即不加水直接冷冻,如冻饺子等,另一种是水冻,即加水后冷冻,如水冻鱼等。干冻商品净含量的定义要求与一般商品相同。水冻商品在测量净含量时其中的水(冷冻后为冰)必须除去,但商品内容物中的固有水份应加以保留。固液两相商品多为罐头食品等,其商品净含量有两个:一个是固液两相之和的净含量,另一个是固形物的净含量。其固液两相的净含量同一般商品一样,固形物的净含量是指除去商品中液态部分后,剩余的固形物重量。但固形物本身含有的水份或含有的液汁等,在测量时应保留。
尽管商品净含量各有不同,只要我们准确理解和把握商品净含量的定义和内容,就可以对生活中遇到的各种定量包装商品的净含量准确加以区分,维护自身合法权益。
五、计量与验光配镜
眼镜计量器具包括用于验光的验光镜片箱、电脑验光仪、用于测量眼镜片度数的焦度计以及用于测定人眼瞳距的瞳距仪或瞳距尺。眼镜计量器具属于国家强制检定的工作计量器具,按《中华人民共和国计量法》的规定必须按时送当地计量部门进行周期检定,由专业技术人员采用相关的标准器、设备对这些眼镜计量器具进行比对,通过量值传递的方式来保证这些仪器的量值准确性。
到眼镜店验光和配眼镜,消费者应查看该店是否配备了焦度计、验光镜片箱、电脑验光仪等计量器具,是否具有有效期内的检定合格证书。如果眼镜店使用了未经检定或检定不合格的计量器具,那么,验光和配镜的准确性和质量就无法保证,遇到这种情况,消费者可向重庆市质量技术监督局投诉和举报。
消费者到眼镜店验光、配镜,应注意以下问题:
1、不要到没有配备检定合格的焦度计、验光镜片箱等计量器具的眼镜店、眼镜批发部或医院眼科进行验光配镜。
2、消费者配镜时要索取验配单、质量三包卡及发票。
3、配镜时应注意多选择几家眼镜店进行比较,根据其技术力量、质量、服务水平和价格等,选择适合的眼镜店进行配镜。
4、眼镜价格问题,眼镜是一种特殊的商品,不能单纯以眼镜价格的高低来选择配镜,更重要的是获得与价格相符合的配镜质量及相应服务。
5、不要到地摊上购买劣质的便宜眼镜。
六、计量与医疗卫生
人的生命活动奥秘而复杂。在医疗卫生领域,在诊断、化验、手术、监护、医疗等过程中,计量发挥着至关重要的作用。
诊断是基础医学与临床医学之间的桥梁,没有正确诊断就没有正确的防治措施。体温计、血压计、心电图仪、超声诊断仪、χ射线机等都是医生诊断时常用的计量器具。为保证诊断水平,必须对各种诊断仪器设备定期进行计量检定,否则,一旦仪器失准就会造成误诊,甚至会造成严重的医疗事故。
各种化验检查是诊断和了解病情的重要手段,通过对人体血液、体液、分泌物、排泄物等的理化计量检测,以获得生理、病理的分析化验结果,化验中用的各种仪器和标准试剂必须严格计量,以保证化验结果准确可靠。
手术中各种仪器仪表均应进行准确的计量,另外对麻醉、输液、输氧的时间和数量也应进行准确的控制,否则会直接影响到手术正常进行。
手术后对病人监护,需要对病人的心率、呼吸、血压、心电图等生理指标进行连续定量观测,观察病情变化,以便采取相应的医疗或急救措施。如果这些仪器、仪表失准,必然直接影响对病人的及时处理,甚至危及生命。
人们在同疾病斗争中离不开药品。药品质量的优劣直接影响用药的安全和疗效。在药品生产、流通和贮藏期间,必须要对各种指标进行检验并加以有效的控制。譬如在生产中对投料量的控制,中间产品的检验,以及按照国家卫生行政部门的法定标准对各类药品诸如含量测定、杂质检查等,都需要借助于计量仪器才能实现。
七、计量与质量
全面质量管理是对产品或工程的设计、制造、使用、测试的全过程实施管理,其特点是一切用数据说话,即凭数据指挥生产、工艺、检验成品,准确可靠的数据来自准确可靠的计量。
在设计过程中,模型试验数据、可靠性数据、安全性数据等,都来自计量测试。
在制造过程中,计量测试是准确识别、掌握和监控加工状况的耳目,据以随时调查工艺参数。
在使用过程中,产品或工程的监督管理,使用条件的合理确定,以及故障的诊断、处置等,也需要通过计量测试来提供数据。
计量测试是保证设计质量、制造质量和使用质量的重要技术基础,因此质量第一的观念实际上蕴含着强烈的计量意识。
八、精密的时间计量
时间计量中的基本单位为“秒”,在人们的日常生活中使用的小时、分等时间单位均由秒导出。时间计量与高新技术及尖端技术密不可分,有时哪怕是百万分之一秒的误差,情况也就会完全不同了。现代鱼雷用一种高速炸药引爆,从引爆到爆炸只要二十几个微秒。
宇宙航行对于时间要求更高。发射卫星时,每一过程都需经过精密的时间计量,各种复杂的测量仪器控制设备,放在不同距离的位置上,他们必须在规定的时间内开始工作,并且运行中时差不能超过几万分之一秒;回收卫星时,要严格控制反推火箭的点火时间,否则就“差之毫厘,谬之千里”。
另外大地测量、天文观察、星际通讯、交通管理、铁路运输、石油勘探……都和精密的时间计量密不可分,都需要相对精确的时间标准。如果没有高精度的计时钟,人们难以研究物质的微观变化及其特性,科学技术也不会迅猛地向前发展。
目前,中国计量科学研究院的铯原子计时基准钟,是我国自己建造的大型铯原子钟,已跻身于世界先进行列,其误差达到1×10-14,即30万年差1秒。当原子钟作为时间计量的基准器以后,计量人员仍在致力于进一步改善生活中现有原子钟各项性能指标,并积极探索新的计时标准。
当前,世界上铯原子钟振荡频率通常是数纳秒(1秒的10亿分之一),是通过调整超高频激光,使之和铯原子发射的光波频率相匹配而实现的,准确度可比最好的铯原子钟高1000倍。
中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录
一、根据《中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法》第十六条的规定,本目录。
二、本目录所列的计量器具为《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》的明细项目。本目录内项目,凡用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的,均实行强制检定。具体项目为:
1.尺:竹木直尺、套管尺、钢卷尺、带锤钢卷尺、铁路轨距尺;
2.面积计:皮革面积计;
3.玻璃液体温度计:玻璃液体温度计;
4.体温计:体温计;
5.石油闪点温度计:石油闪点温度计;
5.石油闪点温度计:石油闪点温度计;
7.热量计:热量计;
8.砖码:砝码、链码、增砣、定量铊;
9.天平:天平;
10.秤:杆秤、戥秤、案秤、台秤、地秤、皮带秤、吊秤、电子秤、行李秤、邮政秤、计价收费专用秤、售粮机;
11.定量包装机:定量包装机、定量灌装机;
12.轨道衡:轨道衡;
13.容重器:谷物容重器;
14.计量罐、计量罐车:立式计量罐、卧式计量罐、球形计量罐、汽车计量罐车、铁路计量罐车、船舶计量仓
15.燃油加油机:燃油加油机;
16.液体量提:液体量提;
17.食用油售油器:食用油售油器;
18.酒精计:酒精计;
19.密度计:密度计;
20.糖量计:糖量计;
21.乳汁计:浮汁计;
22.煤气表:煤气表;
23.水表:水表;
24.流量计:液体流量计、气体流量计、蒸气流量计;
25.压力表:压力表、风压表、氧气表;
26.血压计:血压计、血压表;
27.眼压计:眼压计;
28.汽车里程表:汽车里程表;
29.出租汽车里程计价表:出租汽车里程计价表;
30.测速仪:公路管理速度监测仪;
31.测振仪:振动监测仪;
32.电能表:单相电能表、三相电能表、分时记度电能表;
33.测量互感器:电流互感器、电压互感器;
34.绝缘电阻、接地电阻测量仪:绝缘电阻测量仪、接地电测量仪;
35.场强计:场强计;
36.心、脑电图仪:心电图仪、脑电图仪;
37.照射量计(含医用辐射源):照射量计、医用辐射源;
38.电离辐射防护仪:射线监测仪、照射量率仪、放射性表面污染仪、个人剂量计;
39.活度计:活度计;
40.激光能量、功率计(含医用激光源):激光能量计、激光功率计、医用激光源;
41.超声功率计(含医用超声源):超声功率计、医用超声源;
42.声级计:声级计;
43.听力计:听力计;
44.有害气体分析仪:CO分析仪、CO2分析仪、SO2分析仪、测氢仪、硫化氢测定仪;
45.酸度计:酸度计、血气酸碱平衡分析仪;
46.瓦斯计:瓦斯报警器、瓦斯测定仪;
47.测汞仪:汞蒸气测定仪;
48.火焰光度计:火焰光度计;
49.分光光度计:可见光分光光度计、紫外分光光度计、红外分光光度计、荧光分光光度计、原子吸收分光光度计;
50.比色计:滤光光电比色计、荧光光电比色计;
51.烟尘、粉尘测量仪:烟尘测量仪、粉尘测量仪;
52.水质污染监测仪:水质监测仪、水质综合分析仪、测氰仪、溶氧测定仪;
53.呼出气体酒精含量探测器:呼出气体酒精含量探测器;
54.血球计数器:电子血球计数器;
55.屈光度计:屈光度计。
三、各省、自治区、直辖市人民政府计量行政部门可根据本目录,结合本地区的实际情况,确定具体实施的项目。
四、本目录由国务院计量行政部门负责解释。
二、本目录所列的计量器具为《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》的明细项目。本目录内项目,凡用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的,均实行强制检定。具体项目为:
1.尺:竹木直尺、套管尺、钢卷尺、带锤钢卷尺、铁路轨距尺;
2.面积计:皮革面积计;
3.玻璃液体温度计:玻璃液体温度计;
4.体温计:体温计;
5.石油闪点温度计:石油闪点温度计;
5.石油闪点温度计:石油闪点温度计;
7.热量计:热量计;
8.砖码:砝码、链码、增砣、定量铊;
9.天平:天平;
10.秤:杆秤、戥秤、案秤、台秤、地秤、皮带秤、吊秤、电子秤、行李秤、邮政秤、计价收费专用秤、售粮机;
11.定量包装机:定量包装机、定量灌装机;
12.轨道衡:轨道衡;
13.容重器:谷物容重器;
14.计量罐、计量罐车:立式计量罐、卧式计量罐、球形计量罐、汽车计量罐车、铁路计量罐车、船舶计量仓
15.燃油加油机:燃油加油机;
16.液体量提:液体量提;
17.食用油售油器:食用油售油器;
18.酒精计:酒精计;
19.密度计:密度计;
20.糖量计:糖量计;
21.乳汁计:浮汁计;
22.煤气表:煤气表;
23.水表:水表;
24.流量计:液体流量计、气体流量计、蒸气流量计;
25.压力表:压力表、风压表、氧气表;
26.血压计:血压计、血压表;
27.眼压计:眼压计;
28.汽车里程表:汽车里程表;
29.出租汽车里程计价表:出租汽车里程计价表;
30.测速仪:公路管理速度监测仪;
31.测振仪:振动监测仪;
32.电能表:单相电能表、三相电能表、分时记度电能表;
33.测量互感器:电流互感器、电压互感器;
34.绝缘电阻、接地电阻测量仪:绝缘电阻测量仪、接地电测量仪;
35.场强计:场强计;
36.心、脑电图仪:心电图仪、脑电图仪;
37.照射量计(含医用辐射源):照射量计、医用辐射源;
38.电离辐射防护仪:射线监测仪、照射量率仪、放射性表面污染仪、个人剂量计;
39.活度计:活度计;
40.激光能量、功率计(含医用激光源):激光能量计、激光功率计、医用激光源;
41.超声功率计(含医用超声源):超声功率计、医用超声源;
42.声级计:声级计;
43.听力计:听力计;
44.有害气体分析仪:CO分析仪、CO2分析仪、SO2分析仪、测氢仪、硫化氢测定仪;
45.酸度计:酸度计、血气酸碱平衡分析仪;
46.瓦斯计:瓦斯报警器、瓦斯测定仪;
47.测汞仪:汞蒸气测定仪;
48.火焰光度计:火焰光度计;
49.分光光度计:可见光分光光度计、紫外分光光度计、红外分光光度计、荧光分光光度计、原子吸收分光光度计;
50.比色计:滤光光电比色计、荧光光电比色计;
51.烟尘、粉尘测量仪:烟尘测量仪、粉尘测量仪;
52.水质污染监测仪:水质监测仪、水质综合分析仪、测氰仪、溶氧测定仪;
53.呼出气体酒精含量探测器:呼出气体酒精含量探测器;
54.血球计数器:电子血球计数器;
55.屈光度计:屈光度计。
三、各省、自治区、直辖市人民政府计量行政部门可根据本目录,结合本地区的实际情况,确定具体实施的项目。
四、本目录由国务院计量行政部门负责解释。
非连续累计自动秤使用经验谈
大连北良有限公司 谭文立 陈广陆 宋东峰
【摘 要】 非连续累计自动秤,俗称料斗秤或散料秤,具有连续输送、静态计量等特点,能满足散状物料的称重要求,广泛应用于港口、粮油、冶金、化工、煤炭等行业
【关键词】 非连续累计自动秤(散料秤) 操作界面 数据管理 PROFIBUS通讯协议
前言
我港做为国家世行贷款的重点散粮中转储运码头,2000年引进国外某品牌六台散料秤(下文简称“国外散料秤”),其中四台2000t/h,两台1000t/h。使用至今已七年,中转散粮称重已达到五千多万吨。可以讲,散料秤为我港前期生产经营提供准确可靠的结算依据起到至关重要的作用。
2005年,随着生产经营的不断拓展,港区泊位流程增加,我港又引进了国内合资公司四台1000t/h散料秤(下文简称“国内散料秤”)。使用一年多来,尽管作业频率不如国外散料秤,但其更趋优化的设计、简捷实用、灵活直观的操作界面、稳定可靠的传感器系统给用户的操作维护管理提供了更为方便的管理空间。
两种散料秤,基本构造、工作原理、传感器特性、控制系统等方面大致相同,但是在具体操作、监控报警、砝码校验、数据管理、日常维护一些细微之处却不尽相同。下面,我就从用户的角度,就两种散料秤在使用维护过程中积累的一些经验及两种散料秤之间的各自特点做一下介绍。
一、操作界面
1.国外散料秤
(1)国外散料秤的操作控制集中在操作仪表。该仪表功能强大,集操作、监控、参数调整、打印、通讯等多功能于一身,各级界面设计严谨,层次分明。最大的优点是各种设计充分体现出计量秤的固有特点,从细微之处体现出国外计量理念,即一丝不苟、严谨、严肃、严格,尽最大可能避免误操作或作弊的发生。
(2)操作仪表有两个界面,即操作界面、控制界面。在操作界面,用户可以看到秤的各种状态,包括给料门、排料门、与秤有关的料位、流程、气压以及秤的状态(工作、故障、起秤、停秤、准备工作)。在控制界面,用户可以设置每批物料的流量、总量、单秤值、优化等各种称重参数。
(3)操作仪表设计了科学的动态密码系统,避免他人随意介入更改参数。各种报警设计特别细致,充分体现设计人员对计量秤尤其是用于贸易结算时严格细致要求。
图1 国外散料秤控制结构图
(4)缺点是一些常用参数需进行界面转换,用户参数设定受一定限制,比较烦琐。纯英文界面,对操作人员素质提出一定要求。
2.国内散料秤
图2 国内散料秤控制结构图
(1)国内散料秤的仪表采用的是七位荧光段码显示仪表,只用于现场校验、调整参数。秤工作操作可采用触摸屏、上位机两种方式。
(2)远程操作控制通过上位机、触摸屏均可独立完成,互不干扰。触摸屏操作系统采用中文界面、模块化操作系统,设计简练实用,可以存储生产记录、报警记录等,但容量有限;上位机连接打印机,并可以接服务器实时传输数据,最大缺点是上位机秤的程序一旦退出或电脑断电、重启,触摸屏无任何提示报警,最终导致实时数据丢失,同时影响实时打印。触摸屏操作系统有一个主界面,可以进入各级界面,包括监控界面、称重参数设置界面、手动操作界面、报表查询界面等。上位机系统具有称重参数设定、手动操作、报表查询、磅单补打等各种功能。在监控界面,用户可以看到秤的工作状态、给排料门的开关、秤斗物料的当前重量,但与秤有关的工作料位信号只是在起秤后才能看到。在称重参数界面,可以设定一批物料的单秤重量、空中物料值、空秤超差值、放料关门值。为防止某些特殊情况发生,软件人员专门设计了手动操作界面。例如,远程清零、清秤上斗功能、手动开关给料门/排料门等,为用户日常操作提供方便。
(3)操作界面都采用中文界面,简单、易懂。我港对培训操作人员培训时,只用了不到1小时,就可以熟练操作。与国外散料秤相比,国内散料秤的操作系统显得更灵活,更开放,给予用户的权力更大些。用户可以自己设计操作界面格式、各级密码及分配权限使用起来得心应手。
(4)在操作方面上的缺点是在未起秤时看不到料位情况,缺少声讯报警、同时缺少其它关键信号如压力低报警、上位机连接中断报警、打印机异常报警等关键报警,对用户的故障判断、实时数据安全造成较大影响。这一点,国外散料秤设计的更加细致、严谨。
二、使用维护
1.国内散料秤的触摸屏可以独立操作,使系统更趋稳定,一旦计算机死机或由于其他原因不能工作,在不需打印磅单的时候(如卸车、倒仓时),散料秤仍可正常工作。
2.在通讯方面,国外散料秤仪表采用422/485通讯协议传输控制信号及传感器数据,每台秤占用四路光纤,四台光端机,通讯线路多、杂,造成故障率较高,维护不太方便。国内合资散料秤仪表支持PROFIBUS总线通讯协议,数据传输中减少了通讯线路,通讯系统比较稳定,降低了通讯故障率,给用户使用维护带来方便。
3.在软连接设计上,国内散料秤采用的是用螺丝固定,对我港实际操作不太方便,因为我港料斗秤使用频率较高,每台秤每天都在工作,要求巡检、维修、维护、故障处理必须及时到位,如果维修维护人员想检查给料门情况或清理给料门杂物想打开软连接,每个侧面至少卸4~6个螺丝,很不方便。软连接材质韧性不够,容易划裂开口。国外散料秤采用尼龙撕拉扣显得更方便自如,即开即关,材质韧性较好,给用户维护处、巡检、处理故障带来方便。
4.秤斗内部:
国外散料秤采用平板拉筋固定起保护作用,实际使用情况不如V型拉筋效果好,拉筋未有耐磨保护,横梁上部V型白钢保护板寿命较短,安装不便,我们已经用V型耐磨衬板代替,效果良好。国内散料秤采用V型铁板代替平板拉筋,且V型分料横梁两侧镶有耐磨衬板,只需更换耐磨衬板即可完成维修,减少了秤斗内部焊接的次数,降低了维修任务量。但缺点是V型铁板上部未进行保护,工作不长时间粮食即可将两侧衬板冲击开口,造成秤斗内部磨损寿命降低,同时脱落的衬板极易对下一流程造成设备安全隐患。
详见下图:
图3 国外散料秤 图4 国内散料秤
5.校验砝码:
两种品牌散料秤出厂时都配备40%量程的自校验砝码。
国外散料秤设计上通过气囊提升砝码,校验结束时砝码自然下落到基座,拉杆做为秤体的一部分仍挂在秤上,工作时由于砝码摆放不整齐,极易造成拉杆与砝码之间的接触挤压,产生动态偏差,影响秤的工作精度。
国内散料秤砝码设计上避免了上述缺陷,校验砝码通过短气缸提升砝码,校验结束后砝码自然下落到地面,用户可以摘掉砝码与提升机构之间的挂钩,消除了砝码垛由于摆放不整齐或地面不平造成的整体倾斜对秤工作精度产生的影响。但不足是由于砝码出厂时参差不齐或摆放不正或地面不平造成砝码垛整体略微倾斜,上下两个挂钩点不能保证与地面垂直,用户在挂钩摘钩时经常出现砝码与钩产生较大挤压力,需人力扶正砝码后才可方便挂钩摘钩,极易造成操作人员的手被钩卡住受伤,给用户造成麻烦及安全隐患。
6.传感器
两种散料秤均采用了两套秤重传感器,用于秤工作中实时相互比较,最大程度保证了秤工作的准确、可靠、稳定。
国外散料秤双传感器比较报警在1d范围内,出厂就进行设定,用户无权更改。主传感器采集数值,从传感器辅助进行实时比较的方式,充分体现出国外厂家严谨的设计风格。缺点是产生误报警延误秤正常工作,主副传感器转换需现场调节,比较麻烦。同时A/D转换器的线路板在正常参数设定过程中出现过三次莫名损坏,至今无法修复,给用户带来损失。使用中发现,受外力影响(软连接结块、天气变化、秤体自重变化、称重横梁螺栓卡紧等原因)对传感器影响造成漂移时有发生。
国内产品可以由用户随意选择主或从传感器工作,报警范围设定在10kg以内,这样一旦一套传感器出现偏差,就可以通过自动校验系统找出正常的传感器采集数据,秤仍可以继续工作,用户可以在远程完成操作,不会影响到秤的准确度及正常生产,显得更加灵活自如。但偶尔出现两套秤重传感器显示差值超出2d,现场检查并无异常,手动归零正常,我们分析可能是主从传感器安装位置受力不够均衡或传感器局部卡紧所致。
三、数据管理
我港使用的散料秤均用针式连续进纸打印机进行实时磅单打印,实时数据存于上位机中,同时数据实时发送服务器,以便数据的安全储存及网络用户远程查询。
国外散料秤实时打印功能直接从仪表接入,称重数据无法更改,设计科学、公正、严谨。同样,二次开发的上位机软件具有接收存储的数据防更改、删除功能。仪表界面还为用户设计了总量统计、与设定值的实时差值,方便操作人员的流程控制。
上述方面国内散料秤设计上略显不足,但国内散料秤充分利用计算机优势,控制及数据管理功能在计算机上都能实现,采用上位机连接打印机,进行磅单的实时单秤重量打印。同时依托计算机强大的统计功能,进行各种统计、查询、补打磅单等功能,避免了磅单缺失及由于打印机故障引起的秤停止工作。为增强数据的安全可靠性,还配备有两台计算机,一主一备,提高了安全系数。
四、售后服务、技术支持
我港使用的国外品牌散料秤在国内一直没有固定、明确的售后技术服务支持,更没有咨询、培训等服务,只委托几家公司进行有偿服务,备件采购方面也不够方便,给用户带来不便。
我港使用的国内散料秤厂家在大连设有销售服务办事处,备件支持快捷方便,技服人员态度热情,基本上随叫随到,给我们留下深刻印象。值得一提的是,国内散料秤上位计算机安装了远程维护功能,通过上网即可做到远程维护服务。可以说,在售后服务、技术咨询、备件采购、定期培训、交流反馈等方面,国内公司显然为用户考虑的更加充足、充分。
五、散料秤应具备的性能要求(对衡器商的一些建议)
1.操作、数据、软件
(1)打印机用于实时磅单打印,我港对此要求很高,按照规范应接到仪表或触摸屏,如果接到上位机上,一旦计算机死机或程序退出,设计上又没用报警提示,实时数据中断打印,上位机也无法查询,会对用户实时称重数据造成较大影响。既使一主一备两台机器也无法完全保证数据的安全可靠。内行人都知道,严格意义讲贸易结算数据是不允许通过计算机出具,而应直接从现场仪表出具,确保数据的安全性、真实性,避免工作中传输数据中途丢失或被删改的可能性。
(2)操作系统既尽量遵循严肃、严谨的风格,但不失灵活便捷,不能太复杂烦琐,应提供中文界面,仪表信息储存容量要大,文件选择能延续使用前一次及前几次批次文件,给用户交替、复杂作业保留文件带来方便。秤的读取数据时间设定应给用户放开。双秤比较范围设定权限及应给用
户开放,必要时可以有第三方监控。
(3)操作监控软件设计应充分尊重用户要求,不应用标准的程式化软件直接让用户使用,安装调试中肯定要有所改动、增加功能。不管是PLC控制程序还是操作界面、工程师界面,不同用户要求各有不同,在软件设计调试前与用户沟通,做好充分准备。
(4)报警信号应充分考虑各种可能发生的意外,报警信息显示内容清晰,使用户判断故障快捷明了,第一时间做出判断处理,保证秤自动准确可靠运行;报警信息不宜太多,容易造成影响效率;不宜太少,但至少应具备影响秤正常工作状态的基本报警信息,如给排料门关动作异常、通讯中断、现场急停、断电、零点异常、传感器、过载、气压低、上位机连接、程序退出、打印机异常等报警,同时故障报警应有声音提示。
(5)操作监控界面应达到人机对话要求,应具有目标值、当前值、实时效率、剩余量(实际工作量与目标量的差值)动态显示,让操作人员一目了然,同时应具备总工作量累计,用户可以查询散料秤的累计量;秤上、秤斗、秤下料位信号及秤上秤下流程信号应在停秤及起秤状态下在监控界面都可看到。具备手动录入重量,工作中一旦发生故障时需现场手动排料,手动排下的重量需能计入总量中,否则手动排下的重量可能对公司或货主造成损失。
2.校验、维护
(1)校验砝码配置出厂应严格检查,砝码不但要求重量精度符合标准,而且单块砝码的尺寸、平面度也要符合要求;设计上尽量减少砝码堆垛对秤的影响,可以采用砝码及拉杆不用时脱离秤体,同时砝码垛整体无明显倾斜,垂直地面,否则会给用户校验砝码挂钩时带来很大影响。砝码挂钩设计上应有优化改造空间,中间改成可转动、偏移的活动钢丝或活动结点。
(2)秤斗、秤上斗分料器设计上V形分料两侧衬板上端交界处应加V形衬板保护,或直接用整体V形衬板安装到分料器上。秤斗分料横梁固定建议采取双重固定,即焊接加螺丝固定,保证横梁的抗冲击能力。软连接的配置方案应提前与用户沟通,让用户提前做好选择。秤上斗、秤斗、秤下斗的容积比例应设计在7:1:3左右,保证物料的连续性又不会料堵洒粮。给料门关门建议设计为门关到位时将固定挡板覆盖包容,尽最大可能避免漏粮。设计时注意气压平衡及泄压装置,注意封闭空间内运动部分不能有金属之间的碰撞摩擦,避免产生火花热量,满足散料秤的防爆特性。
(3)我们在实物动态检秤过程中,发现国内散料秤一个缺陷,物料排空后,空秤按暂停,秤计算出净重。此时检定人员加小砝码测感量过程中,秤将加载砝码及卸载砝码重量又计入一次毛重、皮重,即多计入一个分度值重量,不但给检定数据误差统计造成影响,计量总量也会出现误差,建议厂家给予重视。
(4)秤斗检修门大多设计为螺丝紧固,可否可以改为与气缸观察门一样的开门式或其它便于开关的形式?在保证密封及使用寿命的前提下,即开即关,方便用户检修。检修通道是否可以再宽敞些,便于维修。个别需经常检查的检修门是否可以设计为透明钢化玻璃形式,易于观察。
(5)秤极易磨损的机械运动部件如气缸、给排料门的轴承、驱动部位固定螺栓、驱动转轴应
增强使用寿命,且便于检查更换。控制气缸的电磁阀尽量设计简练实用,散料秤非定量秤,每秤无需严格达到预订值,重在累计称重,因此粗加料/细加料应设计为传感器响应与PLC控制指令配合完成单秤预订值、简化气路各级阀体换向控制的复杂程度,降低故障率及维护量。
(6)远程通讯应采取信号安全稳定、抗干扰强、便于维护的通讯协议,尽量减少光纤线路及光端机设备数量。
3、现场安装、服务
(1)生产厂家应重视现场安装环节,充分与用户配合沟通,让用户在安装阶段初步了解秤的各部位尤其是内部构造及原理,包括秤斗内、给料系统、排料系统、控制系统、接线盒位置,发现问题、缺陷可以及时处理整改。秤的辅助设施如检修平台、除尘管、砝码摆放、气路管线、托盘、料位限位控制信号等的制作安装调试应考虑用户的方便,严格按照设计要求,既使转包他人也应派人监督验收,否则秤的辅助设施质量差可能给用户带来维护维修上的不便,势必会对秤生产厂家的整体产品质量、安装质量、服务质量造成负面影响。
(2)目前大型衡器市场,知名品牌衡器公司已经占据大半壁江山。实际上,随着衡器市场群雄并起,更新换代周期逐渐缩短,衡器市场竞争更加激烈。笔者认为知名品牌衡器在产品价格、产品质量已无明显优势,主要优势就是品牌及服务。国内一些衡器商在服务方面已经做得很好,赢得了广大用户的认可和满意,但我还是要提出一点建议,应充分重视定期对用户进行产品使用意见的回访调查,反馈信息的收集,不断改进,不断适应变换的市场需求。
结束语:
综上所述,笔者认为,从非连续累计自动秤使用维护经验及遇到的问题看,无论是国外产品还是国内产品,各有所长,各有特点,且都有共同借鉴、需要改进的地方;但客观上讲,在售后服务、培训、技术咨询、备件采购等方面,国内厂家已经走到了前面。
【摘 要】 非连续累计自动秤,俗称料斗秤或散料秤,具有连续输送、静态计量等特点,能满足散状物料的称重要求,广泛应用于港口、粮油、冶金、化工、煤炭等行业
【关键词】 非连续累计自动秤(散料秤) 操作界面 数据管理 PROFIBUS通讯协议
前言
我港做为国家世行贷款的重点散粮中转储运码头,2000年引进国外某品牌六台散料秤(下文简称“国外散料秤”),其中四台2000t/h,两台1000t/h。使用至今已七年,中转散粮称重已达到五千多万吨。可以讲,散料秤为我港前期生产经营提供准确可靠的结算依据起到至关重要的作用。
2005年,随着生产经营的不断拓展,港区泊位流程增加,我港又引进了国内合资公司四台1000t/h散料秤(下文简称“国内散料秤”)。使用一年多来,尽管作业频率不如国外散料秤,但其更趋优化的设计、简捷实用、灵活直观的操作界面、稳定可靠的传感器系统给用户的操作维护管理提供了更为方便的管理空间。
两种散料秤,基本构造、工作原理、传感器特性、控制系统等方面大致相同,但是在具体操作、监控报警、砝码校验、数据管理、日常维护一些细微之处却不尽相同。下面,我就从用户的角度,就两种散料秤在使用维护过程中积累的一些经验及两种散料秤之间的各自特点做一下介绍。
一、操作界面
1.国外散料秤
(1)国外散料秤的操作控制集中在操作仪表。该仪表功能强大,集操作、监控、参数调整、打印、通讯等多功能于一身,各级界面设计严谨,层次分明。最大的优点是各种设计充分体现出计量秤的固有特点,从细微之处体现出国外计量理念,即一丝不苟、严谨、严肃、严格,尽最大可能避免误操作或作弊的发生。
(2)操作仪表有两个界面,即操作界面、控制界面。在操作界面,用户可以看到秤的各种状态,包括给料门、排料门、与秤有关的料位、流程、气压以及秤的状态(工作、故障、起秤、停秤、准备工作)。在控制界面,用户可以设置每批物料的流量、总量、单秤值、优化等各种称重参数。
(3)操作仪表设计了科学的动态密码系统,避免他人随意介入更改参数。各种报警设计特别细致,充分体现设计人员对计量秤尤其是用于贸易结算时严格细致要求。
图1 国外散料秤控制结构图
(4)缺点是一些常用参数需进行界面转换,用户参数设定受一定限制,比较烦琐。纯英文界面,对操作人员素质提出一定要求。
2.国内散料秤
图2 国内散料秤控制结构图
(1)国内散料秤的仪表采用的是七位荧光段码显示仪表,只用于现场校验、调整参数。秤工作操作可采用触摸屏、上位机两种方式。
(2)远程操作控制通过上位机、触摸屏均可独立完成,互不干扰。触摸屏操作系统采用中文界面、模块化操作系统,设计简练实用,可以存储生产记录、报警记录等,但容量有限;上位机连接打印机,并可以接服务器实时传输数据,最大缺点是上位机秤的程序一旦退出或电脑断电、重启,触摸屏无任何提示报警,最终导致实时数据丢失,同时影响实时打印。触摸屏操作系统有一个主界面,可以进入各级界面,包括监控界面、称重参数设置界面、手动操作界面、报表查询界面等。上位机系统具有称重参数设定、手动操作、报表查询、磅单补打等各种功能。在监控界面,用户可以看到秤的工作状态、给排料门的开关、秤斗物料的当前重量,但与秤有关的工作料位信号只是在起秤后才能看到。在称重参数界面,可以设定一批物料的单秤重量、空中物料值、空秤超差值、放料关门值。为防止某些特殊情况发生,软件人员专门设计了手动操作界面。例如,远程清零、清秤上斗功能、手动开关给料门/排料门等,为用户日常操作提供方便。
(3)操作界面都采用中文界面,简单、易懂。我港对培训操作人员培训时,只用了不到1小时,就可以熟练操作。与国外散料秤相比,国内散料秤的操作系统显得更灵活,更开放,给予用户的权力更大些。用户可以自己设计操作界面格式、各级密码及分配权限使用起来得心应手。
(4)在操作方面上的缺点是在未起秤时看不到料位情况,缺少声讯报警、同时缺少其它关键信号如压力低报警、上位机连接中断报警、打印机异常报警等关键报警,对用户的故障判断、实时数据安全造成较大影响。这一点,国外散料秤设计的更加细致、严谨。
二、使用维护
1.国内散料秤的触摸屏可以独立操作,使系统更趋稳定,一旦计算机死机或由于其他原因不能工作,在不需打印磅单的时候(如卸车、倒仓时),散料秤仍可正常工作。
2.在通讯方面,国外散料秤仪表采用422/485通讯协议传输控制信号及传感器数据,每台秤占用四路光纤,四台光端机,通讯线路多、杂,造成故障率较高,维护不太方便。国内合资散料秤仪表支持PROFIBUS总线通讯协议,数据传输中减少了通讯线路,通讯系统比较稳定,降低了通讯故障率,给用户使用维护带来方便。
3.在软连接设计上,国内散料秤采用的是用螺丝固定,对我港实际操作不太方便,因为我港料斗秤使用频率较高,每台秤每天都在工作,要求巡检、维修、维护、故障处理必须及时到位,如果维修维护人员想检查给料门情况或清理给料门杂物想打开软连接,每个侧面至少卸4~6个螺丝,很不方便。软连接材质韧性不够,容易划裂开口。国外散料秤采用尼龙撕拉扣显得更方便自如,即开即关,材质韧性较好,给用户维护处、巡检、处理故障带来方便。
4.秤斗内部:
国外散料秤采用平板拉筋固定起保护作用,实际使用情况不如V型拉筋效果好,拉筋未有耐磨保护,横梁上部V型白钢保护板寿命较短,安装不便,我们已经用V型耐磨衬板代替,效果良好。国内散料秤采用V型铁板代替平板拉筋,且V型分料横梁两侧镶有耐磨衬板,只需更换耐磨衬板即可完成维修,减少了秤斗内部焊接的次数,降低了维修任务量。但缺点是V型铁板上部未进行保护,工作不长时间粮食即可将两侧衬板冲击开口,造成秤斗内部磨损寿命降低,同时脱落的衬板极易对下一流程造成设备安全隐患。
详见下图:
图3 国外散料秤 图4 国内散料秤
5.校验砝码:
两种品牌散料秤出厂时都配备40%量程的自校验砝码。
国外散料秤设计上通过气囊提升砝码,校验结束时砝码自然下落到基座,拉杆做为秤体的一部分仍挂在秤上,工作时由于砝码摆放不整齐,极易造成拉杆与砝码之间的接触挤压,产生动态偏差,影响秤的工作精度。
国内散料秤砝码设计上避免了上述缺陷,校验砝码通过短气缸提升砝码,校验结束后砝码自然下落到地面,用户可以摘掉砝码与提升机构之间的挂钩,消除了砝码垛由于摆放不整齐或地面不平造成的整体倾斜对秤工作精度产生的影响。但不足是由于砝码出厂时参差不齐或摆放不正或地面不平造成砝码垛整体略微倾斜,上下两个挂钩点不能保证与地面垂直,用户在挂钩摘钩时经常出现砝码与钩产生较大挤压力,需人力扶正砝码后才可方便挂钩摘钩,极易造成操作人员的手被钩卡住受伤,给用户造成麻烦及安全隐患。
6.传感器
两种散料秤均采用了两套秤重传感器,用于秤工作中实时相互比较,最大程度保证了秤工作的准确、可靠、稳定。
国外散料秤双传感器比较报警在1d范围内,出厂就进行设定,用户无权更改。主传感器采集数值,从传感器辅助进行实时比较的方式,充分体现出国外厂家严谨的设计风格。缺点是产生误报警延误秤正常工作,主副传感器转换需现场调节,比较麻烦。同时A/D转换器的线路板在正常参数设定过程中出现过三次莫名损坏,至今无法修复,给用户带来损失。使用中发现,受外力影响(软连接结块、天气变化、秤体自重变化、称重横梁螺栓卡紧等原因)对传感器影响造成漂移时有发生。
国内产品可以由用户随意选择主或从传感器工作,报警范围设定在10kg以内,这样一旦一套传感器出现偏差,就可以通过自动校验系统找出正常的传感器采集数据,秤仍可以继续工作,用户可以在远程完成操作,不会影响到秤的准确度及正常生产,显得更加灵活自如。但偶尔出现两套秤重传感器显示差值超出2d,现场检查并无异常,手动归零正常,我们分析可能是主从传感器安装位置受力不够均衡或传感器局部卡紧所致。
三、数据管理
我港使用的散料秤均用针式连续进纸打印机进行实时磅单打印,实时数据存于上位机中,同时数据实时发送服务器,以便数据的安全储存及网络用户远程查询。
国外散料秤实时打印功能直接从仪表接入,称重数据无法更改,设计科学、公正、严谨。同样,二次开发的上位机软件具有接收存储的数据防更改、删除功能。仪表界面还为用户设计了总量统计、与设定值的实时差值,方便操作人员的流程控制。
上述方面国内散料秤设计上略显不足,但国内散料秤充分利用计算机优势,控制及数据管理功能在计算机上都能实现,采用上位机连接打印机,进行磅单的实时单秤重量打印。同时依托计算机强大的统计功能,进行各种统计、查询、补打磅单等功能,避免了磅单缺失及由于打印机故障引起的秤停止工作。为增强数据的安全可靠性,还配备有两台计算机,一主一备,提高了安全系数。
四、售后服务、技术支持
我港使用的国外品牌散料秤在国内一直没有固定、明确的售后技术服务支持,更没有咨询、培训等服务,只委托几家公司进行有偿服务,备件采购方面也不够方便,给用户带来不便。
我港使用的国内散料秤厂家在大连设有销售服务办事处,备件支持快捷方便,技服人员态度热情,基本上随叫随到,给我们留下深刻印象。值得一提的是,国内散料秤上位计算机安装了远程维护功能,通过上网即可做到远程维护服务。可以说,在售后服务、技术咨询、备件采购、定期培训、交流反馈等方面,国内公司显然为用户考虑的更加充足、充分。
五、散料秤应具备的性能要求(对衡器商的一些建议)
1.操作、数据、软件
(1)打印机用于实时磅单打印,我港对此要求很高,按照规范应接到仪表或触摸屏,如果接到上位机上,一旦计算机死机或程序退出,设计上又没用报警提示,实时数据中断打印,上位机也无法查询,会对用户实时称重数据造成较大影响。既使一主一备两台机器也无法完全保证数据的安全可靠。内行人都知道,严格意义讲贸易结算数据是不允许通过计算机出具,而应直接从现场仪表出具,确保数据的安全性、真实性,避免工作中传输数据中途丢失或被删改的可能性。
(2)操作系统既尽量遵循严肃、严谨的风格,但不失灵活便捷,不能太复杂烦琐,应提供中文界面,仪表信息储存容量要大,文件选择能延续使用前一次及前几次批次文件,给用户交替、复杂作业保留文件带来方便。秤的读取数据时间设定应给用户放开。双秤比较范围设定权限及应给用
户开放,必要时可以有第三方监控。
(3)操作监控软件设计应充分尊重用户要求,不应用标准的程式化软件直接让用户使用,安装调试中肯定要有所改动、增加功能。不管是PLC控制程序还是操作界面、工程师界面,不同用户要求各有不同,在软件设计调试前与用户沟通,做好充分准备。
(4)报警信号应充分考虑各种可能发生的意外,报警信息显示内容清晰,使用户判断故障快捷明了,第一时间做出判断处理,保证秤自动准确可靠运行;报警信息不宜太多,容易造成影响效率;不宜太少,但至少应具备影响秤正常工作状态的基本报警信息,如给排料门关动作异常、通讯中断、现场急停、断电、零点异常、传感器、过载、气压低、上位机连接、程序退出、打印机异常等报警,同时故障报警应有声音提示。
(5)操作监控界面应达到人机对话要求,应具有目标值、当前值、实时效率、剩余量(实际工作量与目标量的差值)动态显示,让操作人员一目了然,同时应具备总工作量累计,用户可以查询散料秤的累计量;秤上、秤斗、秤下料位信号及秤上秤下流程信号应在停秤及起秤状态下在监控界面都可看到。具备手动录入重量,工作中一旦发生故障时需现场手动排料,手动排下的重量需能计入总量中,否则手动排下的重量可能对公司或货主造成损失。
2.校验、维护
(1)校验砝码配置出厂应严格检查,砝码不但要求重量精度符合标准,而且单块砝码的尺寸、平面度也要符合要求;设计上尽量减少砝码堆垛对秤的影响,可以采用砝码及拉杆不用时脱离秤体,同时砝码垛整体无明显倾斜,垂直地面,否则会给用户校验砝码挂钩时带来很大影响。砝码挂钩设计上应有优化改造空间,中间改成可转动、偏移的活动钢丝或活动结点。
(2)秤斗、秤上斗分料器设计上V形分料两侧衬板上端交界处应加V形衬板保护,或直接用整体V形衬板安装到分料器上。秤斗分料横梁固定建议采取双重固定,即焊接加螺丝固定,保证横梁的抗冲击能力。软连接的配置方案应提前与用户沟通,让用户提前做好选择。秤上斗、秤斗、秤下斗的容积比例应设计在7:1:3左右,保证物料的连续性又不会料堵洒粮。给料门关门建议设计为门关到位时将固定挡板覆盖包容,尽最大可能避免漏粮。设计时注意气压平衡及泄压装置,注意封闭空间内运动部分不能有金属之间的碰撞摩擦,避免产生火花热量,满足散料秤的防爆特性。
(3)我们在实物动态检秤过程中,发现国内散料秤一个缺陷,物料排空后,空秤按暂停,秤计算出净重。此时检定人员加小砝码测感量过程中,秤将加载砝码及卸载砝码重量又计入一次毛重、皮重,即多计入一个分度值重量,不但给检定数据误差统计造成影响,计量总量也会出现误差,建议厂家给予重视。
(4)秤斗检修门大多设计为螺丝紧固,可否可以改为与气缸观察门一样的开门式或其它便于开关的形式?在保证密封及使用寿命的前提下,即开即关,方便用户检修。检修通道是否可以再宽敞些,便于维修。个别需经常检查的检修门是否可以设计为透明钢化玻璃形式,易于观察。
(5)秤极易磨损的机械运动部件如气缸、给排料门的轴承、驱动部位固定螺栓、驱动转轴应
增强使用寿命,且便于检查更换。控制气缸的电磁阀尽量设计简练实用,散料秤非定量秤,每秤无需严格达到预订值,重在累计称重,因此粗加料/细加料应设计为传感器响应与PLC控制指令配合完成单秤预订值、简化气路各级阀体换向控制的复杂程度,降低故障率及维护量。
(6)远程通讯应采取信号安全稳定、抗干扰强、便于维护的通讯协议,尽量减少光纤线路及光端机设备数量。
3、现场安装、服务
(1)生产厂家应重视现场安装环节,充分与用户配合沟通,让用户在安装阶段初步了解秤的各部位尤其是内部构造及原理,包括秤斗内、给料系统、排料系统、控制系统、接线盒位置,发现问题、缺陷可以及时处理整改。秤的辅助设施如检修平台、除尘管、砝码摆放、气路管线、托盘、料位限位控制信号等的制作安装调试应考虑用户的方便,严格按照设计要求,既使转包他人也应派人监督验收,否则秤的辅助设施质量差可能给用户带来维护维修上的不便,势必会对秤生产厂家的整体产品质量、安装质量、服务质量造成负面影响。
(2)目前大型衡器市场,知名品牌衡器公司已经占据大半壁江山。实际上,随着衡器市场群雄并起,更新换代周期逐渐缩短,衡器市场竞争更加激烈。笔者认为知名品牌衡器在产品价格、产品质量已无明显优势,主要优势就是品牌及服务。国内一些衡器商在服务方面已经做得很好,赢得了广大用户的认可和满意,但我还是要提出一点建议,应充分重视定期对用户进行产品使用意见的回访调查,反馈信息的收集,不断改进,不断适应变换的市场需求。
结束语:
综上所述,笔者认为,从非连续累计自动秤使用维护经验及遇到的问题看,无论是国外产品还是国内产品,各有所长,各有特点,且都有共同借鉴、需要改进的地方;但客观上讲,在售后服务、培训、技术咨询、备件采购等方面,国内厂家已经走到了前面。
核子皮带秤和电子皮带秤的比较
就国内固体物料连续计量设备来说,上世纪50、60年代是以机械式皮带秤为主,60年代末电子皮带秤开始使用,随后迅速占领了整个市场,全面取代了机械式皮带秤。从1984年起,首都钢铁公司、内蒙古包头第一热电厂、上海吴泾化工厂引进了美国伽瑞(Kay-Ray)公司的核子皮带秤后,电子皮带秤一统天下的局面被冲破了。核子皮带秤以较快的速度发展,不仅国外核子皮带秤的生产厂商争先恐后来华推销产品,国内有关大专院校、科研院所、工厂也蜂拥而上,相继研制生产各类核子皮带秤。
核子皮带秤和电子皮带秤都是对皮带输送机输送的物料进行计量的一种设备。两者共同之处是:为了得到所输送物料的重量流量,都要检测皮带的物料荷重和皮带的速度信号,然后将两个信号相乘得到瞬时流量,再经积分或累加运算得到一段时间内输送物料的重量累计值;检测皮带速度的方式相同,都是采用磁阻脉冲式、光电脉冲式之类测速传感器。两者不同之处是:核子皮带秤是通过物料对射线的吸收来确定荷重信号,而电子皮带秤是通过对设定长度上的物料重量进行称量来确定荷重信号。
就国内大多数工厂来说,目前使用的仍然是电子皮带秤,他们对核子皮带秤取观望态度:一方面收集核子皮带秤的资料,去核子皮带秤使用现场参观,请教这方面的专家;另一方面在心里盘算:谁优谁劣?
对这个问题,很难用几句话来回答。作者愿意就以下几点与读者交换意见。
一 准确度
作为计量仪表,准确度当然是很重要的。
电子皮带秤的准确度按1995年5月5日批准、于1995年12月1日实施的“电子皮带秤”国家标准GB/T7721-1995规定,分为0.25、0.5、1.0、2.0四个等级,其最大动态累计误差在新安装时则分别为±0.125%、±0.25%、±0.5%、±1.0%,使用中分别为±0.25%、±0.5%、±1.0%、±2.0%,也就是说,最差的秤在新安装时最大动态累计误差也不会超过±1.0%,而国内已有多家工厂的产品通过了0.25、0.5这样较高等级准确度的测试。
核子皮带秤目前只有国家计量检定规程JJG811-93,它是1993年2月3日批准、1993年6月1日实施的,其准确度等级分为1.0、2.0两个等级,其最大动态累计误差在新安装时分别为±0.5%、±1.0%,使用中分别为±1.0%、±2.0%。为什么不规定更高准确度等级呢?起码是规程的编制者认为在当前及近期内无此必要,由此可间接说明核子皮带秤比部分高准确度电子皮带秤准确度要低。
国内核子皮带秤的生产厂几乎毫无例外都声称其准确度为±1.0%(实际其中大部分并未通过有关计量部门检定)。而核子皮带秤国外产品的介绍一般比较保守,如美国拉姆齐(Ramsey)公司和德州核子(Texas Nuclear)公司的准确度指标为试验物料量的±(1~3)%(即当量精确度);美国伽瑞公司的准确度指标为满值的±1%(即满值精确度);英国爱弗里(Avery)公司介绍在校验设备完善和运行条件良好的情况下的准确度指标为满值的±0.5~1.0%(即满值精确度);德国波索尔德(Berthold)准确度指标为±(0.5~1.5)%,作者认为国外产品的这些指标较令人信服。
这里提到了当量精确度和满值精确度,接触过检定的同志都知道,当量精确度要求比满值精确度的要求高得多,比如说在20%瞬时流量量程时满值精确度允许的误差值就是当量精确度的5倍,而电子皮带秤、核子皮带秤标准中规定的均是当量精确度,这是计量器具常常采用的准确度表示方法,国外核子皮带秤生产厂多数把核子皮带秤看成普通仪表,所以采用仪表常用的满值精确度表示方法。
对核子皮带秤来说,在国家计量检定规程JJG811-93中规定的20~100%瞬时流量范围内始终能保持秤的准确度通常有较大的难度。武汉南方核仪表公司GGF-2102型智能核子秤的说明书上明确指出:“流量起伏在满标70~100%时累计误差小于±1%”。深圳吉立电气公司在其用户使用报告中列出设计、选型和生产操作时应注意的问题时说:“当物料输送量均匀、物料堆比重和黏度变化不大而称重物料荷重为满值的70~100%时,重复性误差可达±0.5%,如果物料堆比重变化很大或输送机上负荷很低时,称重误差可达±(0.5~3)%”。作者认为这些说法是比较客观的。
对电子皮带秤来说,流量越大,通常可达到更高的精确度,而对核子皮带秤来说,由于放射源强度的限制,在大流量、高负荷的情况下,透过物料被探测器接收的射线强度太弱,这无疑影响了测量准确度。
北京核仪器厂QBNW-1型核子皮带秤规定了荷重范围是30~ 180kg/m,石家庄404厂SY-5500智能式核子皮带秤规定了荷重范围是3~ 100kg/m。其他厂的产品也应有类似的规定,只不过这些厂家没有将它们写进说明书。
因电子皮带秤称重原理是通过皮带测量物料重量,所以皮带输送机的状况,如皮带张力、皮带硬度、皮带跑偏、托辊未校准、托辊偏心等对称量准确度影响很大。核子皮带秤是通过射线吸收原理进行测量,上述因素中除皮带跑偏外,其余因素对核子皮带秤的测量影响非常小。
而物料特性的变化,如品种、成分、含水量、在皮带上断面形状的变化都对测量准确度有影响,例如称量物料由煤改为矿石甚至煤矸石时,都需要重新进行校准。当物料含水量变化±10%时,资料介绍可能引起±0.5%的误差,当称量物料煤中矸石含量变化±10%时,资料介绍可能引起±1.0%的误差,但这些因素对电子皮带秤的影响又很小。
当然,电子皮带秤的产品准确度和其实际使用准确度是两回事,用电子皮带秤生产厂家的说法是使用准确度“取决于”电子皮带秤的安装质量和维护水平,而正是“取决于”这3个字应该引起用户的警觉。在安装质量好、维护制度健全、校验设施齐全、操作精心的条件下,电子皮带秤可以达到±0.5%或更高的准确度,如现在国内多数大电厂燃煤计量所使用的电子皮带秤。但如果安装不好或维护工作粗放,电子皮带秤的使用准确度将大大下降,±3%、±5%甚至百分之十几的误差都可能出现。核子皮带秤虽然准确度难以优于±1%(当量精确度),但在皮带输送机运行状况差及几乎无人维护的情况下,却大体可以维持初期的准确度,例如满值精确度±(1~ 3)%。
80年代后期曾有过一次双方比试的机会,在某港口原煤计量的同一条皮带输送机上安装了3台皮带秤,由市计量局主持进行出证考核鉴定,鉴定结果是成都科学仪器厂生产的GGP-50多托辊电子皮带秤、湖南计算机厂生产的WPC多托辊电子皮带秤不经调整可以达到±0.5%的准确度,而国内某著名高校生产的核子皮带秤却难以达到±1.0%的准确度指标。
因此,就准确度来说,电子皮带秤的准确度通常较高,但它要求精心维护,否则很难保证稳定的高准确度。核子皮带秤的准确度一般,但相对来说比较稳定。
二 安装及维护
多数电子皮带秤(特别是准确度稍高的秤)秤架庞大、复杂,如多托辊电子皮带秤中带平衡重的双杠杆式秤架,重量往往超过1000kg,安装时还要对输送机的支架及纵梁进行加固。安装位置的选择非常关键,通常要求在皮带张力小及张力变化小的地方安装,安装时还要停皮带输送机。
核子皮带秤的秤体小巧,搬运及安装工作量小,从安装要求上讲,可以说不讲究,只要简单地固定在皮带机纵梁上就可以了,安装空间大约只需300mm就够了,安装时甚至可以不停皮带输送机。
从维护方面看,电子皮带秤的使用准确度受“取决于”这一限制条件,要保证皮带张力恒定、皮带不跑偏、秤架不积灰、托辊校准好等运行条件,需要操作者精心维护并定期进行模拟校验或实物校验。我们可以这样说:电子皮带秤的准确度要求越高,维护工作越频繁,维护工作量也越大。
相比之下,核子皮带秤对维护工作的要求就比较少,除了在皮带下方的探测器(或射源)的积灰影响准确度外,其余部分不需要经常维护,只是每月用校验板进行模拟校验即可,而用校验板进行模拟校验远比电子皮带秤采用挂码、滚链校验简单。
由此可见,就安装和维护来看,核子皮带秤占有明显优势。
三 费用
目前国产电子皮带秤的价格根据准确度要求、秤架结构型式的差别和显示仪的不同,大约在2~5万元之间;国产核子皮带秤的价格基本与此相当,进口产品的价格约高1~1.5倍。
电子皮带秤的安装费用肯定要贵一点,维护费用虽不起眼,但时间长了也是一笔很大的支出,这方面核子皮带秤仍占优势。但核子皮带秤也存在需配置辐射剂量测量专用仪器、定期检查身体、发放特殊保健、申请使用合格证等多项费用。
由上述可知,费用方面两者相差不大,核子皮带秤可能稍占优势。
四 安全
电子皮带秤不存在安全问题。
核子皮带秤装有核辐射源,核辐射源通常采用铯(CS137),其辐射强度对点状射源一般为3.7×109贝可(100毫居里),对线状射源一般为6×108贝可(16毫居里),只比一般γ射线密度计射源强度稍大。但核子皮带秤对射线防护已作了周密的考虑,如配有体积较大的铅射源罐、射线关断开关、防辐射板等。秤体周围的射线剂量事先经过计算,安装后又要经过卫生、防疫、公安部门检定,当检定合格,发放使用合格证后才能使用。更何况防护标准是按长时间在辐射区域工作制定的,而通常秤的维护人员在辐射区域工作的时间是很短的。使用核辐射仪表的确存在安全问题,作者认为在使用过程中要由用户倒装射源的应用(如在容器内安放裸源以测量料位)是有一定危险性,但对于核子皮带秤这样放射源始终放在铅罐中的应用,则认为是非常安全的,所以,对使用核子皮带秤我们不应该有恐惧心理。
昆明中轻依兰公司从德国引进成套设备,并配套引进数百台核辐射仪表。该厂曾设有一个同位素班,专门负责核辐射仪表的维护及安装工作,投产20年来,核辐射仪表的投运率几乎是100%,同时还增加了1台进口、5台国产核子皮带秤,这些仪表在生产中发挥了重要作用,而维护人员的健康状况也令人满意。
当然,由于核辐射知识普及不够,不仅一般工人、领导干部顾虑重重,有时连技术人员也有些疑虑。我们在工程设计中选用的核辐射仪表,虽然事先已征得甲方同意,但在现场施工时,仍出现因个别领导不同意而取消的事例。与中轻依兰公司相邻的某大型企业,虽然对中轻依兰公司核辐射仪表的应用也有所了解,但终因部分领导干部、技术人员的反对,长时间未能作出购买核辐射仪表的决策。
这说明我们在选用核辐射仪表之前,面临的是宣传核辐射仪表知识的问题;选用核辐射仪表之后,面临的是深入普及宣传及建立核辐射仪表使用安全防护制度的问题。
对安全问题,作者有以下看法:
(1)使用核子皮带秤是安全的;
(2)核子皮带秤使用之前,要向全体工作人员普及核辐射仪表知识及防护知识;
(3)使用核辐射仪表应有完善的规章制度和严格的安全防护措施,订购核辐射仪表之前,要向卫生、防疫、公安部门提出申请并取得同意,安装后要经卫生、防疫、公安部门审查并发放使用合格证后方可使用;要配备专用的辐射剂量检测仪表并指定专人负责维护工作,工作人员享受特殊保健并需定期检查身体。
五 结束语
电子皮带秤和核子皮带秤,究竟谁优谁劣?
本文试图对此作出答复,但似乎又没有给读者一个明确的答案,原因在于各种产品性能的比较离不开具体环境。作者列出以下几条选型思路供读者参考:
(1)使用现场相关人员对核辐射仪表有一定的了解,上上下下都赞同使用核辐射仪表,这是选用核辐射仪表的前提条件;
(2)皮带输送机输送单一物料、物料成分变化小、含水量变化小、块度小、在皮带上的断面形状基本固定、负荷适中且负荷变化小于±30%,这样一些条件是选用核子皮带秤的必要条件;
(3)皮带输送机本身条件不好,如皮带过长或过短(甚至安装秤架的空间只有300mm)、皮带张力特别大或张力变化特别大、皮带机倾角不是固定的、皮带机带卸料小车、钢丝绳芯皮带机等等,宜选用核子皮带秤;
(4)要求维护量小,并具备选用核子皮带秤的前提条件和必要条件的场合可考虑选用核子皮带秤;
(5)计量准确度要求高于1.0级的场所,不宜选用核子皮带秤。当上述选用核子皮带秤的必要条件不能完全满足时,核子皮带秤的使用准确度只能达到2.0级或更差;
(6)核辐射仪表最好能形成一定的规模,起码近期规划中应该是这样的。一个工厂如果只有一两台核辐射仪表,为此配备专用的射线监测仪表和由专人负责维护工作似乎不合算。
综上所述,核子皮带秤采用了非接触式测量原理,可以避免电子皮带秤需通过皮带进行物料荷重测量所涉及到的一系列问题。但核子皮带秤也因其射线吸收原理带来另外一些问题。因此,某些核子皮带秤生产厂家有关“核子皮带秤全面替代电子皮带秤”的广告宣传词,只是这些厂家的一厢情愿。客观地说,核子皮带秤只是电子皮带秤的补充,它一直未能成为也不可能成为皮带秤的主流产品,它的定位只是为用户在电子皮带秤之外提供了另外一种选择的余地,国内核子皮带秤20年的发展历史也说明了这一点。
本文作者方原柏先生,昆明有色冶金设计研究院教授级高级工程师。
核子皮带秤和电子皮带秤都是对皮带输送机输送的物料进行计量的一种设备。两者共同之处是:为了得到所输送物料的重量流量,都要检测皮带的物料荷重和皮带的速度信号,然后将两个信号相乘得到瞬时流量,再经积分或累加运算得到一段时间内输送物料的重量累计值;检测皮带速度的方式相同,都是采用磁阻脉冲式、光电脉冲式之类测速传感器。两者不同之处是:核子皮带秤是通过物料对射线的吸收来确定荷重信号,而电子皮带秤是通过对设定长度上的物料重量进行称量来确定荷重信号。
就国内大多数工厂来说,目前使用的仍然是电子皮带秤,他们对核子皮带秤取观望态度:一方面收集核子皮带秤的资料,去核子皮带秤使用现场参观,请教这方面的专家;另一方面在心里盘算:谁优谁劣?
对这个问题,很难用几句话来回答。作者愿意就以下几点与读者交换意见。
一 准确度
作为计量仪表,准确度当然是很重要的。
电子皮带秤的准确度按1995年5月5日批准、于1995年12月1日实施的“电子皮带秤”国家标准GB/T7721-1995规定,分为0.25、0.5、1.0、2.0四个等级,其最大动态累计误差在新安装时则分别为±0.125%、±0.25%、±0.5%、±1.0%,使用中分别为±0.25%、±0.5%、±1.0%、±2.0%,也就是说,最差的秤在新安装时最大动态累计误差也不会超过±1.0%,而国内已有多家工厂的产品通过了0.25、0.5这样较高等级准确度的测试。
核子皮带秤目前只有国家计量检定规程JJG811-93,它是1993年2月3日批准、1993年6月1日实施的,其准确度等级分为1.0、2.0两个等级,其最大动态累计误差在新安装时分别为±0.5%、±1.0%,使用中分别为±1.0%、±2.0%。为什么不规定更高准确度等级呢?起码是规程的编制者认为在当前及近期内无此必要,由此可间接说明核子皮带秤比部分高准确度电子皮带秤准确度要低。
国内核子皮带秤的生产厂几乎毫无例外都声称其准确度为±1.0%(实际其中大部分并未通过有关计量部门检定)。而核子皮带秤国外产品的介绍一般比较保守,如美国拉姆齐(Ramsey)公司和德州核子(Texas Nuclear)公司的准确度指标为试验物料量的±(1~3)%(即当量精确度);美国伽瑞公司的准确度指标为满值的±1%(即满值精确度);英国爱弗里(Avery)公司介绍在校验设备完善和运行条件良好的情况下的准确度指标为满值的±0.5~1.0%(即满值精确度);德国波索尔德(Berthold)准确度指标为±(0.5~1.5)%,作者认为国外产品的这些指标较令人信服。
这里提到了当量精确度和满值精确度,接触过检定的同志都知道,当量精确度要求比满值精确度的要求高得多,比如说在20%瞬时流量量程时满值精确度允许的误差值就是当量精确度的5倍,而电子皮带秤、核子皮带秤标准中规定的均是当量精确度,这是计量器具常常采用的准确度表示方法,国外核子皮带秤生产厂多数把核子皮带秤看成普通仪表,所以采用仪表常用的满值精确度表示方法。
对核子皮带秤来说,在国家计量检定规程JJG811-93中规定的20~100%瞬时流量范围内始终能保持秤的准确度通常有较大的难度。武汉南方核仪表公司GGF-2102型智能核子秤的说明书上明确指出:“流量起伏在满标70~100%时累计误差小于±1%”。深圳吉立电气公司在其用户使用报告中列出设计、选型和生产操作时应注意的问题时说:“当物料输送量均匀、物料堆比重和黏度变化不大而称重物料荷重为满值的70~100%时,重复性误差可达±0.5%,如果物料堆比重变化很大或输送机上负荷很低时,称重误差可达±(0.5~3)%”。作者认为这些说法是比较客观的。
对电子皮带秤来说,流量越大,通常可达到更高的精确度,而对核子皮带秤来说,由于放射源强度的限制,在大流量、高负荷的情况下,透过物料被探测器接收的射线强度太弱,这无疑影响了测量准确度。
北京核仪器厂QBNW-1型核子皮带秤规定了荷重范围是30~ 180kg/m,石家庄404厂SY-5500智能式核子皮带秤规定了荷重范围是3~ 100kg/m。其他厂的产品也应有类似的规定,只不过这些厂家没有将它们写进说明书。
因电子皮带秤称重原理是通过皮带测量物料重量,所以皮带输送机的状况,如皮带张力、皮带硬度、皮带跑偏、托辊未校准、托辊偏心等对称量准确度影响很大。核子皮带秤是通过射线吸收原理进行测量,上述因素中除皮带跑偏外,其余因素对核子皮带秤的测量影响非常小。
而物料特性的变化,如品种、成分、含水量、在皮带上断面形状的变化都对测量准确度有影响,例如称量物料由煤改为矿石甚至煤矸石时,都需要重新进行校准。当物料含水量变化±10%时,资料介绍可能引起±0.5%的误差,当称量物料煤中矸石含量变化±10%时,资料介绍可能引起±1.0%的误差,但这些因素对电子皮带秤的影响又很小。
当然,电子皮带秤的产品准确度和其实际使用准确度是两回事,用电子皮带秤生产厂家的说法是使用准确度“取决于”电子皮带秤的安装质量和维护水平,而正是“取决于”这3个字应该引起用户的警觉。在安装质量好、维护制度健全、校验设施齐全、操作精心的条件下,电子皮带秤可以达到±0.5%或更高的准确度,如现在国内多数大电厂燃煤计量所使用的电子皮带秤。但如果安装不好或维护工作粗放,电子皮带秤的使用准确度将大大下降,±3%、±5%甚至百分之十几的误差都可能出现。核子皮带秤虽然准确度难以优于±1%(当量精确度),但在皮带输送机运行状况差及几乎无人维护的情况下,却大体可以维持初期的准确度,例如满值精确度±(1~ 3)%。
80年代后期曾有过一次双方比试的机会,在某港口原煤计量的同一条皮带输送机上安装了3台皮带秤,由市计量局主持进行出证考核鉴定,鉴定结果是成都科学仪器厂生产的GGP-50多托辊电子皮带秤、湖南计算机厂生产的WPC多托辊电子皮带秤不经调整可以达到±0.5%的准确度,而国内某著名高校生产的核子皮带秤却难以达到±1.0%的准确度指标。
因此,就准确度来说,电子皮带秤的准确度通常较高,但它要求精心维护,否则很难保证稳定的高准确度。核子皮带秤的准确度一般,但相对来说比较稳定。
二 安装及维护
多数电子皮带秤(特别是准确度稍高的秤)秤架庞大、复杂,如多托辊电子皮带秤中带平衡重的双杠杆式秤架,重量往往超过1000kg,安装时还要对输送机的支架及纵梁进行加固。安装位置的选择非常关键,通常要求在皮带张力小及张力变化小的地方安装,安装时还要停皮带输送机。
核子皮带秤的秤体小巧,搬运及安装工作量小,从安装要求上讲,可以说不讲究,只要简单地固定在皮带机纵梁上就可以了,安装空间大约只需300mm就够了,安装时甚至可以不停皮带输送机。
从维护方面看,电子皮带秤的使用准确度受“取决于”这一限制条件,要保证皮带张力恒定、皮带不跑偏、秤架不积灰、托辊校准好等运行条件,需要操作者精心维护并定期进行模拟校验或实物校验。我们可以这样说:电子皮带秤的准确度要求越高,维护工作越频繁,维护工作量也越大。
相比之下,核子皮带秤对维护工作的要求就比较少,除了在皮带下方的探测器(或射源)的积灰影响准确度外,其余部分不需要经常维护,只是每月用校验板进行模拟校验即可,而用校验板进行模拟校验远比电子皮带秤采用挂码、滚链校验简单。
由此可见,就安装和维护来看,核子皮带秤占有明显优势。
三 费用
目前国产电子皮带秤的价格根据准确度要求、秤架结构型式的差别和显示仪的不同,大约在2~5万元之间;国产核子皮带秤的价格基本与此相当,进口产品的价格约高1~1.5倍。
电子皮带秤的安装费用肯定要贵一点,维护费用虽不起眼,但时间长了也是一笔很大的支出,这方面核子皮带秤仍占优势。但核子皮带秤也存在需配置辐射剂量测量专用仪器、定期检查身体、发放特殊保健、申请使用合格证等多项费用。
由上述可知,费用方面两者相差不大,核子皮带秤可能稍占优势。
四 安全
电子皮带秤不存在安全问题。
核子皮带秤装有核辐射源,核辐射源通常采用铯(CS137),其辐射强度对点状射源一般为3.7×109贝可(100毫居里),对线状射源一般为6×108贝可(16毫居里),只比一般γ射线密度计射源强度稍大。但核子皮带秤对射线防护已作了周密的考虑,如配有体积较大的铅射源罐、射线关断开关、防辐射板等。秤体周围的射线剂量事先经过计算,安装后又要经过卫生、防疫、公安部门检定,当检定合格,发放使用合格证后才能使用。更何况防护标准是按长时间在辐射区域工作制定的,而通常秤的维护人员在辐射区域工作的时间是很短的。使用核辐射仪表的确存在安全问题,作者认为在使用过程中要由用户倒装射源的应用(如在容器内安放裸源以测量料位)是有一定危险性,但对于核子皮带秤这样放射源始终放在铅罐中的应用,则认为是非常安全的,所以,对使用核子皮带秤我们不应该有恐惧心理。
昆明中轻依兰公司从德国引进成套设备,并配套引进数百台核辐射仪表。该厂曾设有一个同位素班,专门负责核辐射仪表的维护及安装工作,投产20年来,核辐射仪表的投运率几乎是100%,同时还增加了1台进口、5台国产核子皮带秤,这些仪表在生产中发挥了重要作用,而维护人员的健康状况也令人满意。
当然,由于核辐射知识普及不够,不仅一般工人、领导干部顾虑重重,有时连技术人员也有些疑虑。我们在工程设计中选用的核辐射仪表,虽然事先已征得甲方同意,但在现场施工时,仍出现因个别领导不同意而取消的事例。与中轻依兰公司相邻的某大型企业,虽然对中轻依兰公司核辐射仪表的应用也有所了解,但终因部分领导干部、技术人员的反对,长时间未能作出购买核辐射仪表的决策。
这说明我们在选用核辐射仪表之前,面临的是宣传核辐射仪表知识的问题;选用核辐射仪表之后,面临的是深入普及宣传及建立核辐射仪表使用安全防护制度的问题。
对安全问题,作者有以下看法:
(1)使用核子皮带秤是安全的;
(2)核子皮带秤使用之前,要向全体工作人员普及核辐射仪表知识及防护知识;
(3)使用核辐射仪表应有完善的规章制度和严格的安全防护措施,订购核辐射仪表之前,要向卫生、防疫、公安部门提出申请并取得同意,安装后要经卫生、防疫、公安部门审查并发放使用合格证后方可使用;要配备专用的辐射剂量检测仪表并指定专人负责维护工作,工作人员享受特殊保健并需定期检查身体。
五 结束语
电子皮带秤和核子皮带秤,究竟谁优谁劣?
本文试图对此作出答复,但似乎又没有给读者一个明确的答案,原因在于各种产品性能的比较离不开具体环境。作者列出以下几条选型思路供读者参考:
(1)使用现场相关人员对核辐射仪表有一定的了解,上上下下都赞同使用核辐射仪表,这是选用核辐射仪表的前提条件;
(2)皮带输送机输送单一物料、物料成分变化小、含水量变化小、块度小、在皮带上的断面形状基本固定、负荷适中且负荷变化小于±30%,这样一些条件是选用核子皮带秤的必要条件;
(3)皮带输送机本身条件不好,如皮带过长或过短(甚至安装秤架的空间只有300mm)、皮带张力特别大或张力变化特别大、皮带机倾角不是固定的、皮带机带卸料小车、钢丝绳芯皮带机等等,宜选用核子皮带秤;
(4)要求维护量小,并具备选用核子皮带秤的前提条件和必要条件的场合可考虑选用核子皮带秤;
(5)计量准确度要求高于1.0级的场所,不宜选用核子皮带秤。当上述选用核子皮带秤的必要条件不能完全满足时,核子皮带秤的使用准确度只能达到2.0级或更差;
(6)核辐射仪表最好能形成一定的规模,起码近期规划中应该是这样的。一个工厂如果只有一两台核辐射仪表,为此配备专用的射线监测仪表和由专人负责维护工作似乎不合算。
综上所述,核子皮带秤采用了非接触式测量原理,可以避免电子皮带秤需通过皮带进行物料荷重测量所涉及到的一系列问题。但核子皮带秤也因其射线吸收原理带来另外一些问题。因此,某些核子皮带秤生产厂家有关“核子皮带秤全面替代电子皮带秤”的广告宣传词,只是这些厂家的一厢情愿。客观地说,核子皮带秤只是电子皮带秤的补充,它一直未能成为也不可能成为皮带秤的主流产品,它的定位只是为用户在电子皮带秤之外提供了另外一种选择的余地,国内核子皮带秤20年的发展历史也说明了这一点。
本文作者方原柏先生,昆明有色冶金设计研究院教授级高级工程师。
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