工程機(jī)械攪拌設(shè)備用稱重傳感器的選型
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現(xiàn)在，不少?gòu)S家規(guī)定其稱重系統(tǒng)的精度在0~額定稱量值的整個(gè)稱量范圍內(nèi)為水泥、水、外加劑±1%，砂、石料±2%。須知，預(yù)拌混凝土國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的是實(shí)物計(jì)量精度，而一般計(jì)量?jī)x器在0~20%范圍相對(duì)誤差較大，因此，還是混凝土攪拌樓（站）的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的20~100%的稱量段滿足水泥、水、外加劑±1%，砂、石料±2%的計(jì)量允許偏差更為實(shí)際一些。更為合理的精度標(biāo)注方式是采用衡器行業(yè)的術(shù)語(yǔ)來(lái)表述，即作為累計(jì)料斗秤，應(yīng)采用自動(dòng)稱量準(zhǔn)確度的等級(jí)標(biāo)志1.0和2.0。這類秤的檢定項(xiàng)目與用途相適應(yīng)，既包括物料試驗(yàn)（確定累計(jì)誤差）也包括靜態(tài)檢定。
其自動(dòng)稱量時(shí)的最大允許誤差見(jiàn)表一。
在用標(biāo)準(zhǔn)載荷進(jìn)行靜態(tài)檢定和進(jìn)行非自動(dòng)稱量時(shí)，應(yīng)滿足表二的規(guī)定。
通常將1.0級(jí)秤設(shè)計(jì)為1000分度，2.0級(jí)秤設(shè)計(jì)為500分度?？梢钥闯?，在高量程端1.0級(jí)秤的誤差為0.15%，2.0級(jí)秤的誤差為0.3%，并不比以前廠家規(guī)定的0.1%和0.3%靜態(tài)精度高。但是在低量程段精度要求確實(shí)是提高了。在這種情況下需要確認(rèn)所選用的傳感器在低量程段能否也滿足要求。
按秤的分度數(shù)選擇傳感器最簡(jiǎn)單的方法就是1000分度的秤選用1000分度的傳感器，500分度的秤選用500分度的傳感器。稱重傳感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中準(zhǔn)確度就是用分度數(shù)來(lái)表示的，但是由于多方面的原因，目前大多數(shù)生產(chǎn)廠仍用單項(xiàng)指標(biāo)表示傳感器的精度。用戶再根據(jù)單項(xiàng)精度指標(biāo)算出綜合誤差。選用起來(lái)麻煩一點(diǎn)。
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的混凝土攪拌樓稱重系統(tǒng)精度一般用分度數(shù)來(lái)表示，規(guī)定為１000分度?？赡芘c他們使用高性能混凝土所占比例高有關(guān)。
隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展，超高層建筑、超長(zhǎng)橋梁、大型水利工程以及其他暴露在嚴(yán)酷環(huán)境中的建筑對(duì)混凝土的性能提出了越來(lái)越高的要求，混凝土技術(shù)也進(jìn)入了高科技時(shí)代，高性能混凝土的應(yīng)用比例不斷提升。生產(chǎn)高性能混凝土除了要正確選用原材料、確定合理的工藝參數(shù)外，施工工藝的控制也是十分重要的?；炷翑嚢铇侵信淞舷到y(tǒng)的準(zhǔn)確度是其中重要的一環(huán)。
3.3傳感器結(jié)構(gòu)形式的選擇
常用的拉式傳感器有Ｓ形，板環(huán)式以及中心十字筋板環(huán)式等。中心十字筋板環(huán)式傳感器精度高、抗偏載性能優(yōu)異，但是價(jià)格較高，通常只在高精度測(cè)量場(chǎng)合使用。攪拌樓上常用的是Ｓ型傳感器和板環(huán)式傳感器。其中Ｓ型傳感器因其精度高、抗偏載能力強(qiáng)、同時(shí)可以帶過(guò)載保護(hù)、量程范圍寬等優(yōu)點(diǎn)用得最多。
常用的壓式傳感器有懸臂梁式、輪輻式、柱式、橋式、扭環(huán)式等。綜合考慮精度、量程范圍、安裝方式、價(jià)格等因素，絕大多數(shù)攪拌樓生產(chǎn)廠選擇了懸臂梁式。
3.4載荷類型的考慮
混凝土生產(chǎn)主要使用砂、石子、水泥以及水、外加劑、摻合料。幾種材料中數(shù)石子秤的沖擊為最大。在電子秤大家族中，這類沖擊不算最大，一般傳感器均能承受過(guò)載情況。
從筆者調(diào)查的情況來(lái)看，傳感器因過(guò)載而損壞的情況時(shí)有發(fā)生。比如控制系統(tǒng)出故障，造成大量物料傾瀉而下，造成過(guò)載。也有使用過(guò)程中人為因素造成的過(guò)載，特別是小量程傳感器因操作者踩踏秤架而過(guò)載損壞的事時(shí)有發(fā)生。因此傳感器的過(guò)載能力、傳感器有無(wú)過(guò)載保護(hù)對(duì)稱重系統(tǒng)的可靠運(yùn)行還是有一定影響的。
傳感器的性能指標(biāo)中有兩項(xiàng)與此有關(guān)，一是允許過(guò)負(fù)荷，一是極限過(guò)負(fù)荷。
允許過(guò)負(fù)荷是指卸去這一負(fù)荷后，傳感器的性能指標(biāo)不變。極限過(guò)負(fù)荷是指在這一負(fù)荷下傳感器不會(huì)產(chǎn)生有害的永久性機(jī)械變形。
一般傳感器的允許過(guò)負(fù)荷為150%，極限過(guò)負(fù)荷在200%~300%之間。有些帶過(guò)載保護(hù)的傳感器則可能超過(guò)著一范圍。如莆田傳感器廠的CFCKN-1型傳感器因其特殊設(shè)計(jì)，允許過(guò)負(fù)荷高達(dá)500%。此類傳感器在頻繁過(guò)載的情況下也能可靠地工作。
3.5傳感器的防護(hù)等級(jí)
傳感器的防護(hù)等級(jí)通常用IP表示。一般傳感器廠家均稱自己的產(chǎn)品達(dá)到IP67水平，少數(shù)廠家的部分產(chǎn)品達(dá)到IP68水平。
我們知道，IP代碼所表示的是電壓不超過(guò)72.5kV電氣產(chǎn)品的外殼防護(hù)等級(jí)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB4208-93外殼防護(hù)等級(jí)》中規(guī)定，IP67是指產(chǎn)品能防塵、防短時(shí)間浸水影響；IP68是指產(chǎn)品能防塵、防持續(xù)潛水影響。需要指出的是，這樣的防護(hù)中未包括機(jī)械損壞、銹蝕、潮濕等外部影響或環(huán)境條件。涉及這類保護(hù)通常由有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。稱重傳感器與一般的電器產(chǎn)品和二次儀表產(chǎn)品不同的是，它同時(shí)還是一個(gè)受力構(gòu)件，在運(yùn)行中不斷地受到力的作用并產(chǎn)生變形。此外還有可能受到震動(dòng)、沖擊或撞擊這樣的機(jī)械損傷，粉塵和水氣共同作用下的較為嚴(yán)重的腐蝕以及在非常潮濕的環(huán)境條件下運(yùn)行。這與GB4208-93規(guī)定的試驗(yàn)條件有很大的不同。
筆者曾碰到這樣的情況：某礦山的礦石秤上選用了進(jìn)口傳感器，某大型鋼廠的鋼包秤上選用了一種國(guó)際知名品牌的傳感器，均是焊接密封，非常漂亮，達(dá)到了IP68級(jí)。但是在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用壽命都很短。在不得已的情況下，試用了莆田傳感器廠的產(chǎn)品。結(jié)果出乎他們的意外，使用壽命都超過(guò)了進(jìn)口傳感器。其中在某大型鋼廠鋼包秤上的傳感器已運(yùn)行了7年，至今還在運(yùn)行中。
在這兩個(gè)例子中，說(shuō)穿了主要是防護(hù)上的區(qū)別。一是有外殼還是沒(méi)有外殼；二是焊縫設(shè)計(jì)。三是密封材料。
一般說(shuō)來(lái)，有外殼的設(shè)計(jì)優(yōu)于無(wú)外殼的設(shè)計(jì)；在焊縫設(shè)計(jì)方面則要盡可能避免焊縫受力。在無(wú)法避免的情況下，則要校核焊縫強(qiáng)度，特別是疲勞強(qiáng)度。疲勞引起的細(xì)微裂紋是導(dǎo)致潮氣進(jìn)入，傳感器失效的重要原因。前面提到的某國(guó)際知名品牌焊接密封傳感器在現(xiàn)場(chǎng)使用壽命短的原因就是過(guò)分依賴焊接密封，內(nèi)部應(yīng)變片僅薄薄一層面膠密封，一旦焊縫裂紋，傳感器就在潮氣的作用下迅速失效。在密封材料方面需要提醒的是，能通過(guò)IP67半小時(shí)浸水試驗(yàn)的傳感器未必能通得過(guò)傳感器標(biāo)準(zhǔn)中的12周期濕熱試驗(yàn)。應(yīng)該說(shuō)傳感器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的濕熱試驗(yàn)更符合傳感器的使用環(huán)境要求，其嚴(yán)酷程度并不低于IP67。
受價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的影響，不少傳感器廠取消了保護(hù)外殼，拉式傳感器尤甚。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的S型傳感器、板環(huán)式傳感器幾乎都取消了外殼。
確實(shí)，在很多場(chǎng)合這樣做沒(méi)有什么問(wèn)題。但是在混凝土攪拌樓這樣的環(huán)境條件下，未必是最好的選擇。我廠為三峽工程攪拌樓設(shè)計(jì)生產(chǎn)的CFCKN-1型外殼焊封傳感器使用壽命長(zhǎng)達(dá)十年。我們所看到的美日歐混凝土攪拌樓上用的拉式傳感器多數(shù)也是帶保護(hù)外殼的。他們認(rèn)為傳感器應(yīng)是半永久性器件，使用壽命應(yīng)不低于10６次。
多年來(lái)的實(shí)踐證明，CFCKN-1型傳感器與普通S型傳感器相比，至少有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
①外殼厚，防機(jī)械損傷，特別是防以外撞擊能力強(qiáng)；
②焊縫深，耐蝕穿時(shí)間長(zhǎng)；
③過(guò)載保護(hù)間隙也在外殼內(nèi)，不會(huì)因粉塵積聚或雜物受堵；
稱重傳感器合理的外殼設(shè)計(jì)是稱重裝置“牢固可靠、性能穩(wěn)定”的重要保證，選型時(shí)不可不認(rèn)真考慮。
3.6不同類型攪拌樓對(duì)稱重傳感器選型的細(xì)分
大中型水利工程的混凝土攪拌樓、城市商品混凝土攪拌樓、小型水利工程和縣級(jí)公路建設(shè)中使用的混凝土攪拌樓在規(guī)格大小、使用連續(xù)時(shí)間、安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件都有很大的不同，所生產(chǎn)的混凝土性能要求也有很大差別。因此，對(duì)傳感器的可靠性、防護(hù)等級(jí)等性能事實(shí)上也有不同的要求，應(yīng)區(qū)別對(duì)待。對(duì)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境條件惡劣以及生產(chǎn)高性能混凝土的攪拌樓應(yīng)選擇可靠性、防護(hù)等級(jí)高的傳感器。其余的則可適當(dāng)降低要求。對(duì)于運(yùn)行在海上的混凝土攪拌船，則還需要考慮防鹽霧的要求，這里就不再一一細(xì)說(shuō)了。(end) 稱重傳感器相關(guān)文章:稱重傳感器原理
評(píng)論