料罐称重系统问题及解决方案

　　1　设计

　　制定传感器方案的步骤是选择适合的传感器,然后在每个支撑点安装,一个称量系统就出来了。这里涉及的理论包括找到容器“静重”,估算产品比重,然后计算总重。传感器的负载能力差可能不是工程学的问题,而是不了解传感器的工作原理,以及影响安装的实际因素。让我们来回顾一些力学知识、安装技巧和实际教训,帮助大家有效选择传感器。

　　传感器的核心是应变片(传感器有很多种,这里主要讨论剪切梁式)。力的矢量分布很重要,传感器并不能区别实际垂直负载和侧向/扭矩负载。应该测量实际垂直负载(即罐内重量),而不是剪切负载。

　　但在实际情况下或安装不正确时,传感器测的值往往远大于垂直负载。这些因素会导致放弃使用传感器。因此我们必须了解剪切梁传感器的工作原理。

　　传感器一般采用低碳钢、不锈钢、合金钢或铝等材料。一个传感器通常要进行数千次称量,因此要产生可重复的称量结果,对金属材料的要求很高。剪切梁传感器实际是测量钢的剪切应力,因此如果本身材料不是整体,就会产生称量误差。通常传感器制造厂家都要严格选用高等级钢和铝来生产。

　　2　不同的传感器应用场合不同

　　弯曲梁和剪切梁传感器是标准用于工业台秤和地秤的传感器,但不适合生产型容器。称量容器需要传感器和机械支撑系统对非垂直负载有高度承受力,并能产生重复称量结果。

　　3　传感器的安装

　　设计传感器最重要的因素是“称量框架”,即传感器的安装。该框架必须能以机械方式与容器下的所有传感器连接,并确保传感器在任何方向都不会移动。由于这里考虑垂直力,因此设计时必须考虑外力不会使传感器发生倾斜。

　　坚固的框架是获得重复称量的关键,图1显示最佳的安装类型。每个传感器都位于两个框架间,确保传感器一起移动,产生可重复的结果。传感器安装在底部支撑框架的顶端,容器重量从传感器传递到底部框架。这种力传递产生的偏差最小。传感器也可以直接装在地面上,但前提是地板没有变形或下沉,因为传感器可达测量几千分之一毫米,如果地基变形,就不能得到准确的精度。

　　缩短罐底部与传感器间距,减小导致重复性和精度变差的弯矩,图2显示罐秤的另一个典型设计问题,感器安装在长脚罐的底部,罐脚移动时会产生误差,由于外部变形引起位移变化,测量重复性就变差。图2右图是正确安装方法,截短罐脚,缩小各个脚的移动,传感器的顶部和底部框架能使负载模式更为一致。

　　坚固的罐包括坚固的基础、顶/底部框架、短脚。另外还要考虑容器的外围连接件和附件,如管子、搅拌器、梯子、过道等。外围设备也会影响称量系统