稱重模塊靜態(tài)與動態(tài)載荷

在為某個應(yīng)用程序選擇稱重模塊時，考慮如何為稱重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉以及容器上的大多數(shù)稱重模塊應(yīng)用都使用靜態(tài)載荷。如果是靜態(tài)載荷的話，則幾乎或者根本不會對稱重模塊產(chǎn)生剪切力。像輸送裝置、管架、機械秤轉(zhuǎn)換等應(yīng)用以及帶有高功率攪拌機和混合機的秤使用動態(tài)載荷。使用動態(tài)載荷，在將產(chǎn)品放在秤上或進行加工的過程中會將水平剪切力傳輸至稱重模塊。請參閱第 6 章“壓式稱重模塊”，了解稱重模塊懸掛的類型以及其應(yīng)用參數(shù)。

采用多少個稱重模塊？

對于現(xiàn)有安裝而言，稱重模塊的數(shù)量取決于現(xiàn)有支撐的數(shù)量。如果一個料罐有四個支架，那么您就需要使用四個稱重模塊。
而對于新的安裝而言，好選擇三點支撐系統(tǒng)，因為其確保了在稱重模塊上分配正確的載荷。如果考慮風(fēng)、流體晃動或者地震載荷因素，那么料罐可能需要四個或四個以上的支撐來另外加固，防止其傾斜。
大多數(shù)的秤應(yīng)用都采用三個或者四個稱重模塊。梅特勒-托利多儀表可以計算四個、八個，甚至多的稱重模塊的輸出總和，但是出四個以后就很難達到平均分配重量以及調(diào)整移位。
要計算每個稱重模塊的必要量程，請用系統(tǒng)總量程除以支撐的數(shù)量。總量程要應(yīng)用安全系數(shù)，以防低估了重量或者重量分配不均。在第 6 章“壓式稱重模塊”和第 7 章“拉式稱重模塊”中講述了確定稱重模塊大小的程序。環(huán)境因素（如地震荷載和風(fēng)力荷載）也會影響應(yīng)用中稱重模塊的量程，請參見第 4 章“稱重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱重模塊現(xiàn)場校準

另外一個要考慮的要素就是如何校準稱重模塊系統(tǒng)。如果您向現(xiàn)有料罐添加稱重模塊的話，可能需要改造料罐才能在上面懸掛合格的校驗砝碼。料罐至少要能夠支撐相當于產(chǎn)品凈重（規(guī)定量程）的 20%的重量。第 8 章“稱重模塊系統(tǒng)校準”中講述了一些現(xiàn)場校準的方法。
精確度 中等精度 低精度 水平檢測
精確度等級 高 好 良好 一般
系統(tǒng)精確度
（系統(tǒng)量程百分比）* 0.015 至 0.033 0.033 至 0.10 0.10 至 0.50 大于 0.50
稱重傳感器利用率
（額定量程百分比）* ≥ 50 ≥ 30 ≥ 30 ≥ 20
應(yīng)用類型 制劑、調(diào)配、配料、精確填料使用的反應(yīng)容器 收集罐、料斗、傳送系統(tǒng)、配料、填料 收集罐、料斗、傳送系統(tǒng) 原料和商品的散裝存儲罐

梅特勒托利多稱重模塊

稱重傳感器認證 C6 或 C3 OIML、5000d CIII NTEP C3 至 D1 OIML、3000d
CIII 至 10,000d CIIIL NTEP D1 OIML、1000d CIII NTEP
（未批準） 批準或未批準
稱重模塊載荷懸掛 自校正 自校正或浮動 自校正、浮動或固定 自校正、浮動或固定
固定或靜止的稱重傳感器 無 無 無 僅用于液體或氣體

梅特勒托利多稱重模塊
料罐特性 準備校驗砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準備校驗砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準備校驗砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 穩(wěn)固的安裝支撐
進口和出口管路 僅限靈活型 僅限靈活型 靈活型和穩(wěn)固型 靈活型和穩(wěn)固型
底座 穩(wěn)固且不受周圍因素的影響，統(tǒng)一撓曲度 穩(wěn)固且不受周圍因素的影響，統(tǒng)一撓曲度 穩(wěn)固且撓曲度統(tǒng)一 穩(wěn)固且撓曲度統(tǒng)一
型號 自校正 自校正、浮動或張力 自校正、浮動、固定或張力 活動稱重模塊與固定稱重模塊或固定底座的結(jié)合
物料 建議使用不銹鋼 碳鋼、不銹鋼 碳鋼、不銹鋼 碳鋼、不銹鋼
稱重模塊幾乎可以將任意結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成秤。它們可以作為結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計的一部分，也可以添加到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中。本章介紹的是常見的稱重模塊應(yīng)用。模塊應(yīng) 料罐、料斗、料倉和容器用料罐、料斗、料倉和容器在很多行業(yè)中用于搬運物料。通過將一系列稱重模塊安裝到其中一個容器上，您就可以準確可靠地對物料進行稱重。本手冊中用“料罐”泛指稱重模塊支撐的料罐、料斗、料倉或容器，但是每一種又是特定類型的容器，用作下述用途：
料罐：料罐通常指密閉的容器，用于存儲或裝運液體、氣體或者能夠自由流動的固體。料罐的尺寸各有不同，小到裝丙烷或加熱燃料的小型家用料罐，大到裝數(shù)噸物料的大型工業(yè)料罐。圖 2-1 所示為壓式稱重模塊支撐的料罐；
它們既可以水平放置，也可以垂直放置，并且對稱或不對稱皆可。料斗：料斗指的是頂部打開的容器，并且通常用于裝運粉末或顆粒狀的固態(tài)物料。一般用于分配物料或收集配料，以便稍后進行裝運。料斗往往比料罐小，并且常懸掛在上部構(gòu)造上。圖 2-2 所示為拉式稱重模塊支撐的料斗。料倉：料倉指的是類似垂直料罐的密閉容器，但是用于存儲粉末狀或顆粒狀的固態(tài)物料。料倉的尺寸各有不同，并且可以非常大型，大到裝數(shù)百噸物料。它們常置于戶外，用于向鄰近的加工廠供應(yīng)原料。
容器：容器指的是配備設(shè)備的精致料罐，可以加熱、冷卻、攪拌或者進行其它處理過程。容器中通常會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此它必須能夠準確地對添加的物料進行稱重。
稱重模塊稱重系統(tǒng)性能
精確度、分辨率以及可重復(fù)性是衡量一個稱重系統(tǒng)性能的基本概念。精確度指的是秤儀表上的讀數(shù)與秤上放置的實際重量的接近程度。秤的精確度通常根據(jù)公認的標準來衡量，比如 NIST 認證的校驗砝碼。
分辨率指的是數(shù)字秤能夠檢測到的小的重量變化。分辨率根據(jù)增量大小進行衡量，取決于稱重傳感器和數(shù)字儀表的功能。數(shù)字重量儀表可能能夠顯示非常小的增量，比如 0.01 磅 [5 克]；但是這并不表
示系統(tǒng)的精確度達 0.01 磅 [5 克]。
圖 3-1 有助于您區(qū)分精確度和分辨率。即使儀表的分辨率為 0.01 磅 [0.005 千克]，重量度數(shù)的精確度也
不能達到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取決于儀表的電子電路?，F(xiàn)在的許多工業(yè)儀表都可以都可以將稱
重傳感器信號分為 1,000,000 個刻度，并且實際可以顯示 100,000 個刻度。顯示的分辨率取決于儀表的分配方式。但是顯示增量的大小不能使秤精確到該增量。
梅特勒-托利多有多少個稱重模塊？
可重復(fù)性指的是當在秤上放置相同的重量時，稱能夠顯示相同的重量讀數(shù)。這在配料和填料應(yīng)用中尤
為重要，每一批都需要相同量的物料?？芍貜?fù)性和精確度是緊密相關(guān)的。您所擁有的系統(tǒng)可重復(fù)，卻
未必準確；但是系統(tǒng)只有在可重復(fù)的情況下才能準確。
以下因素會影響稱重模塊稱重系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。稍候本手冊對其進行了詳細說明。
?環(huán)境因素：風(fēng)力、地震力、溫度、振動
?稱重模塊系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)
?料罐和容器設(shè)計
?管路設(shè)計（活動至固定連接）
?稱重傳感器和終端的質(zhì)量
?稱重傳感器總量程
?校準
?操作 / 裝運因素

壓式稱重模塊和拉式稱重模塊
稱重模塊分為兩種基本類型：
壓式稱重模塊旨在在稱重模塊頂部安裝料罐或其它結(jié)構(gòu)。拉式稱重模塊用于在稱重模塊上懸掛料罐或
一 其 它 結(jié) 構(gòu) 。
您應(yīng)該采用壓式稱重模塊還是拉式稱重模塊，這取決于具體的應(yīng)用。表 3-1 簡要介紹了影響稱重模塊選擇的一般設(shè)計考慮因素。
考慮因素
壓式稱重模塊與拉式稱重模塊的對比
設(shè)計考慮因素 壓式稱重模塊 拉式稱重模塊
地面空間 需要足夠的地面空間來容納料罐。料罐周圍可
能需要緩沖空間。 無需地面空間，并且可以懸掛起來，從而在料
罐下方自由移動。
結(jié)構(gòu)限制 不牢固的地面可能需要另外加固，或者特別進行安裝， 從而能夠承受料罐裝滿物料后的
重量。 不牢固的頂部支撐/天花板可能需要另外加固， 或者進行特別安裝，從而能夠承受料罐裝滿物
料后的重量。
重量限制 一般情況下無限制。甚至連載荷分配本身都帶有三個容器支撐，如果數(shù)量過四個就難達
到限制值。 拉式稱重模塊大可承受 20,000 磅 [10 噸] 的重量。這一限制和結(jié)構(gòu)因素會限制張力系統(tǒng)的
容量。
稱重傳感器校準 設(shè)計可能會有所不同，并且必須考慮地面的傾斜度、可用的支撐梁以及料罐的大小、形狀和
狀況。 元件校準不會有太大差別，因為拉式桿和其它支撐設(shè)備往往支持大多數(shù)傾斜度。
稱重模塊上的水分或腐蝕性物質(zhì)會影響稱重傳感器的壽命。樹葉、塵土之類的雜物聚集在稱重模塊上或者稱重模塊周圍也會導(dǎo)致問題。您可以采取很多措施來盡量降低受潮和被腐蝕問題發(fā)生的可能性：
?對稱重模塊做好充分排水。
?避免使稱重模塊接觸要融化以及會將水分引入系統(tǒng)的積雪。
?不要使用平頂?shù)牧瞎?，會積存積水、積雪、樹葉或者其它雜物，從而增加系統(tǒng)的無補償重量。
?定期用水管澆料罐來清除積存的雜物。
?保持電纜清潔，并保持良好狀態(tài)。電纜包皮破損或磨損，水會進入電纜，造成腐蝕。
?將電纜置于導(dǎo)線管或聚四氟乙烯套中，以保護電纜。
?將料罐（和稱重模塊）置于遠離腐蝕性物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的地方。在溫度、水分以及空氣的綜合作用下會腐蝕周邊的稱重模塊。如果料罐旁有腐蝕性物質(zhì)，請?zhí)砑颖Ｗo涂層和屏蔽材料。地區(qū)的空氣流通也有助于防止發(fā)生腐蝕性破壞。
?工具、生活用品以及垃圾的存放要遠離料罐和稱重系統(tǒng)。
稱重模塊尺寸建議初始張力負載：一種用來確定桿秤秤桿的初始張力負載的方式就是用秤桿抬起桿秤秤桿。將提升點（比如夾鉗）連接至桿秤秤桿，并確保固定牢固。張力負載指的是必須施加到秤桿自由端的重量，這樣才能提起桿秤秤桿，根據(jù)秤桿支點的位置，用倍增器進行校準（請參見圖 2-7）。例如，如果支點距離秤桿置于提升點下方的一端 2 英寸 [5 厘米]，距離自由端 20 英寸，用必須添加至秤桿自由端的負載（單位：磅 [千克]）乘以 10，以確定張力負載的大?。▎挝唬喊?[千克]）。稱重模塊量程：秤的量程應(yīng)在其銘牌上標出，必要情況下將其換算成“磅 [千克]”。倍數(shù)：您可以將已知校驗砝碼添加到空秤的桿秤秤桿上，從而確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。倍數(shù)則為校驗砝碼值除以刻度盤上顯示的重量變化值。例如，如果刻度盤上的重量變化值為 2,000 磅 [1000 千克]，而桿秤秤桿上掛的是 5 磅 [2.5 千克] 的校驗砝碼，那么倍數(shù)則為 400。稱重模塊
通過秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負載。
換秤桿稱 換秤桿后就不再使用機械秤的秤桿和刻度盤?？梢孕薷默F(xiàn)有稱重平臺來支持壓式稱重模塊。這樣一來就會徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。

要對傳輸系統(tǒng)中運輸?shù)奈矬w進行稱重，請將傳輸裝置的一部分安裝到稱重模塊上。由于物體在輸送機上進行稱重時通常會移動，因此這些應(yīng)用需要一個能夠承受高水平剪切力負載，同時仍可以稱出可復(fù)驗的重量的稱重模塊。通過梅特勒-托利多自校正稱重模塊，傳輸裝置的稱重部分可以在承受水平剪切力負載時來回移動，從而減輕震動。但是稱重傳感器的自恢復(fù)懸掛裝置往往會使傳輸裝置返回“原”位置，以確保進行可重復(fù)性稱重。
有很多臺秤可以作為標準產(chǎn)品，但是有時需要專門建造一個平臺來配合一個特定的應(yīng)用；這可能需要通過稱重模塊來完成，稱重模塊支撐的臺秤
機械秤轉(zhuǎn)換
可以通過兩種方式將舊的機械秤轉(zhuǎn)變成電子稱重。第一種方法是秤桿轉(zhuǎn)換。其中包括在添加 S 形元件拉式稱重模塊的同時保留現(xiàn)有的機械秤秤桿和稱重平臺。第二種方法就是換秤桿。其中包括 拆下秤桿，在現(xiàn)有稱重平臺下方添加壓式稱重模塊。
秤桿轉(zhuǎn)換
秤轉(zhuǎn)換可以保留機械秤的刻度盤，這樣既可以進行電子稱重，也可以進行機械稱重。在現(xiàn)有桿秤秤桿上插入 S 形元件拉式稱重模塊，置于刻度盤欄中。刻度撥盤端鎖定，這樣 S 形元件就可以感應(yīng)到從地磅中延伸出的橫桿施加的張力。為防止發(fā)生斷電或出現(xiàn)線路故障，操作人員可以為刻度盤解鎖，完全恢復(fù)機械操作。圖 2-6 顯示秤轉(zhuǎn)換。
如何確定秤轉(zhuǎn)換后稱重傳感器所需的量程（單位：磅 [千克]）：
?確定桿秤秤桿因平臺的固定負載所獲得的原始張力負載（單位：磅 [千克]）。
?確定現(xiàn)有秤的量程（單位：磅 [千克]）。
?確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。
將以上列出的變量插入下面的公式中： 稱重傳感器量程 = 初始張力負載 + 量程
倍數(shù)
得出的就是可以采用的絕對小稱重傳感器量程，用安全系數(shù)乘以該量程，這在第 7 章“拉式稱重模塊”中作出了進一步講述。



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