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衡器限位对计量影响的分析与检测

点击次数:   更新时间:2015-10-9 15:30:35

衡器限位对计量影响的分析与检测

宋爱林

(安钢自动化仪衡事业部 河南 安阳 455000)

 

摘要:电子衡器限位器,作为称重计量系统的一个附属机械配件,其功能相对独立,形态多种多样。从以往的技术角度来看并不复杂,但从使用和维护的角度来看,却常常出现限位卡死、传感器损坏、维护频繁、容易作弊等这样或那样的问题。笔者以长期从事衡器维护的视角和感触,在这里以数字化的电子衡器为例,对限位器的功能提出一辅助性设计方案,用于对计量设备的计量状态实行智能化、动态化的监测和预警,旨在提高设备的运行质量,降低维护成本。

关键词:电子衡器  限位间隙  监测和预警  智能判断

中图分类号:TH715.1     文献标识码:

 

 

1引言

电子衡器,是用于化工、商品混凝土、物流、港口、码头、厂矿、商家等用于大宗货物计量的主要称重设备。而电子衡器限位器,作为称重计量系统的一个附属机械配件,其功能相对独立,形态多种多样。从以往的技术角度来看并不复杂,但从使用和维护的角度来看,却常常出现限位卡死、传感器损坏、维护频繁、容易作弊等这样或那样的问题。

通常情况下,对于多台面的静态或动态汽车衡、较大尺寸的在线秤,其横向限位间隙一般不超过2mm,纵向限位间隙一般不超过3mm。可是因季节变换、气温波动、工况环境的转变,受秤体不同材质的影响,电子衡器的纵向限位间隙往往变化较大。倘若调得过大,从短时间来看好象电子秤好用了,但长期来看,由于秤体会随称重车辆的变速运动而极度摇摆,必然加速传感器的磨损甚至变形。轻则侧向力干扰重力称量,出现较大误差,重则自复位系统损坏,一年内要换掉多个传感器。从另一方面来看,对于限位间隙的调整,倘若调得过小,即使调整适度,也容易出现限位卡死,或调校频繁,调整时间点难以把握的问题。

那么,关于限位间隙的调整,如何才能既减轻维护人员的工作量,又能提高计量设备的运行质量呢?一个可行的方案是:在秤体侧面或底面较开阔的部位安装一直线位移传感器,用于对秤体水平方向的纵向位移进行检测,然后再将信号直接接入计算机系统,进行数据的动态监测。该直线位移传感器的引入,类同于动态汽车衡、动态轨道衡中重力传感器的数据检测与分析,所不同的是,前者检测的是水平方向上的直线运动位移,后者检测的是重力方向上的弹性形变位移。该传感器的引入可实现两大技术功能:

(1)通过计算机编程实现对限位间隙的可视化及预警功能。根据气温变化及秤体自身材质和结构的澎涨特性,作出正常状态与警戒状态的数字化、可视化的监测界面,可以及时预知、预调限位间隙的大小。

(2)通过比对秤体加载负荷后相关参数的分析,如秤体的运动频率、幅值变化、负重大小、上秤方式等数据及其关系,可以智能判断出秤体侧面或下部台面可能有异物挤压、支连,或者是秤体可能有沉降等情况,有效避免计量故障或计量作弊的发生。因为当秤体受挤压或支连后,不同重量、不同速度的物体从开始上秤到计量的稳定显示,再到下秤并恢复初始状态,其各项相关的运动参数是不一样的。如果秤体往复摆动的速度变慢或能量衰减明显变快,则表明秤体自由度受约束的情况发生变化,必然增大计量误差或出现计量故障。

对于直线位移传感器的选择,应以非接触式位移传感器为首选,如电涡流式、LVDT、光学式等。对其量程的选择,一般为0~6mm为宜。为了便于安装和维护,安装位置可选在秤体侧面或底面较开阔的部位,同时避免当装在秤体与引道之间时,容易造成对传感器的损伤。

对于轨道衡及部分在线秤,其限位间隙通常会较小,很多采用拉杆式限位器,同样可加装辅助的传感器,但在类别的选择上应有所区别,应选择振动传感器或双向应力(即交替受压应力与拉应力)传感器。其作用主要为有效监测限位器的安全工作状态,预知、预防计量设备的不安全故障,特别是有效判断拉杆的断裂或张紧。

目前我们公司对汽车衡器限位的保护,均采用在秤体与引道之间加装一铰接的金属连接盖板,用于减小冲击和振动,同时可有效避免上衡车辆遗落杂物到秤体与引道之间。此为一创新型设计,但弊端是容易影响衡器的计量精度,影响秤体自复位系统的自由度。因此,最好在铰接的盖板上加一弹簧,并对其行程予以限制,使盖板同引道小位移相分离,仅在车辆上衡时,在车轮压到它时才起到减小冲击和振动的作用,一旦车轮轧过,盖板便会自动上移。如果这样,盖板既可起到原来应有的作用,同时又能确保计量过程中衡器的自由度不受影响,保证计量精度。这种设计,还可以实现在上述直线位移传感器引入的情况下,不影响软件对衡器自由状态的判断。  

另外,对部分有特殊要求的在线秤,若增加自动调节限位功能,还可确保计量设备的连续不间断运行,延长检修周期,及时发现或预防故障的发生。

当前,随着企业计量的发展,无人值守、自助打印、远程监控、远程对话呈普及态势,对于上文所述功能的实现,特别是在大中型企业,对于地理位置分散,澎涨大小参差不一的数十台甚至上百台电子衡器,如汽车衡、在线秤的计量维护中,更能凸显其无人值守、远程监测、集中管理的意义。

 

参考文献:

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[2]唐文炳.电子衡器使用与维修手册[M]北京:中国计量出版社,1995.

[3]梁原华.动态称重系统分析[M]哈尔滨:哈尔滨理工大学出版,2003.

[4]柏逢明.过程检测及仪表技术[M]北京:国防工业出版社,2010.

[5]周肇庆,常虹,杨丽萍.动态轨道衡检定与跟踪维修[J]衡器,2002,(03).

[6]GB14249.1-1993电子衡器安全要求[S].

[7]胡万永.汽车衡、轨道衡维修维护知识培训[C],2010.

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