淺談混凝土攪拌站用稱重傳感器選型
工程機(jī)械設(shè)備攪拌設(shè)備稱重系統(tǒng)的基本上規(guī)定及其特別要求，明確提出了工程機(jī)械設(shè)備攪拌設(shè)備稱重系統(tǒng)采用傳感器的情況下必須考慮到的多個(gè)難題，關(guān)鍵剖析了傳感器安全防護(hù)構(gòu)造針對(duì)工程機(jī)械設(shè)備攪拌設(shè)備運(yùn)作穩(wěn)定性的危害，強(qiáng)調(diào)了IP編碼所意味著的防水等級(jí)不可以包含工程機(jī)械設(shè)備攪拌設(shè)備針對(duì)傳感器的所有安全防護(hù)規(guī)定。提議不一樣種類的攪拌設(shè)備采用不一樣安全防護(hù)工作能力的傳感器。
稱重系統(tǒng)中采用的傳感器一般就必須考慮到稱重系統(tǒng)的量限、精確度、傳感器的安裝室內(nèi)空間、周邊環(huán)境對(duì)傳感器的很有可能危害、載入的種類及其傳感器的使用壽命這些諸多方面要素。工程機(jī)械設(shè)備攪拌設(shè)備的稱重系統(tǒng)都不除外。僅僅不一樣的稱重系統(tǒng)由于規(guī)定不一樣，工作中標(biāo)準(zhǔn)不一樣，因而必須考慮到的難題著重點(diǎn)各有不同而已。
工程機(jī)械設(shè)備攪拌設(shè)備一般 包含混凝土攪拌樓(站)、瀝青拌合站、水泥穩(wěn)定土拌及其廠及其水上混凝土攪拌船等，在其中以混凝土攪拌樓(站)更為典型性。下邊就以混凝土攪拌樓(站)為例子開(kāi)展剖析。
混凝土攪拌樓（站）用稱重傳感器選型時(shí)需要考慮的幾個(gè)問(wèn)題：
稱重傳感器載荷容量的確定：
稱重傳感器載荷容量通常按下式計(jì)算
傳感器額定載荷=料斗自重＋額定稱重量
（0.6~0.7）×傳感器×只數(shù)
事實(shí)上人們?cè)谶x擇傳感器容量時(shí)往往還要綜合考慮沖擊載荷的大小以及選定安全系數(shù).安全系數(shù)的選擇又與傳感器的靈敏度有密切關(guān)系．國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的應(yīng)變式稱重傳感器靈敏度多數(shù)為2mV/V，但是也有1mV/V的，如柱式傳感器；也有3mV/V的，如部分懸臂梁式傳感器和板環(huán)式傳感器；扭環(huán)式傳感器則通常是 2.85mV/V。目前在攪拌樓上使用的傳感器基本上都是2mV/V的。
稱重傳感器準(zhǔn)確度的選擇：
傳感器準(zhǔn)確度的選擇以滿足稱量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度要求為準(zhǔn)，不必片面追求過(guò)高的傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)。在多只傳感器組合使用時(shí)，其綜合誤差按下式計(jì)算
δr=δ／√n
式中，δ為單只傳感器的準(zhǔn)確度，n為組合使用的傳感器只數(shù)。
目前攪拌樓上常用的S型傳感器、懸臂梁式傳感器、板環(huán)式傳感器，其線性、滯后、重復(fù)性、靈敏度溫度影響、蠕變等主要指標(biāo)絕大多數(shù)廠家均優(yōu)于0.05%，大多數(shù)廠家優(yōu)于0.03%，部分廠家優(yōu)于0.02%。其單只傳感器的綜合誤差都接近或優(yōu)于0.1%。多只傳感器組合后其綜合誤差就更小了?？梢哉f(shuō)一般稱重傳感器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品都能滿足要求。
以前，不少攪拌樓生產(chǎn)廠家規(guī)定其稱重系統(tǒng)的靜態(tài)精度分別為0.1%和0.3%。這樣，對(duì)于使用單只傳感器的秤而言，單項(xiàng)指標(biāo)為0.05%的傳感器就可以滿足0.3%精度的秤的要求。對(duì)于使用三只以上傳感器的秤而言，單項(xiàng)指標(biāo)0.05%的傳感器也能滿足0.1%精度的要求。
需要指出的是，上述精度是稱重系統(tǒng)的靜態(tài)精度，而混凝土國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的是動(dòng)態(tài)精度，這是由于原材料不斷地向稱量機(jī)構(gòu)供料在重力的沖擊下稱量誤差明顯增加
上述0.1%和0.3%的靜態(tài)精度能否保證分別達(dá)到1%和2%的動(dòng)態(tài)精度還與供料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有關(guān)。
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。
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?？梢钥闯觯诟吡砍潭?.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)。
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。
傳感器載荷類型的考慮：
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。
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。
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。
例舉：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。
