称重模块应用及介绍.ppt

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1、METTLET-TOLEDO称重模块称重模块应用盛杰,2007.7Internal usage only1目录什么是称重模块物料料位检测及控制方式比较称重模块设计称重系统设计-称重传感器标准-称重传感器制造-称重系统设计要求称重系统安装-安装-标定-维护使用称重系统遇到的问题应用案例Internal usage only2称重模块什么是称重模块-由传感器、顶板、底板、承压件和保护限位装置等组成，能够方便快捷地将槽罐以及其他形式的容器改造成秤Internal usage only3称重模块上安装板上承压件传感器运输/安装保护稳定器下承压件防倾覆保护下安装板接地保护垂直限位保护水平限位保护Inte

2、rnal usage only4称重模块为什么要使用称重模块-解决了因安装不当所造成的系统称量误差，确保传感器的使用精度及长期稳定性-避免在安装过程中损坏传感器-能够在称重系统在受到外力影响下保护称重系统，避免意外情况发生Internal usage only5称重模块称重模块的主要应用场合-在生产过程中需要进行物料检测（料位）、控制（配料）以及工厂内部结算8称重计量罐8料斗称重8滚道秤8各种工艺秤-贸易结算8计量秤改造8港口称重料罐计量Internal usage only6称重模块称重模块典型应用压式称重模块拉式称重模块Internal usage only7目录什么是称重模块物料料位检测

3、及控制方式比较称重系统设计-称重传感器标准-称重传感器制造-称重系统设计要求称重系统安装-安装-标定-维护使用称重系统遇到的问题应用案例Internal usage only8物料检测及控制对比 我们需要知道有多少物料在料罐中我们需要知道有多少物料在料罐中-库存管理库存管理-过程控制过程控制 怎样测量物料怎样测量物料?-确定物料在生产产品使用中实际数量确定物料在生产产品使用中实际数量-测量技术测量技术88称重称重-静态静态-动态动态88流量计流量计-.动态动态88料位计料位计-静态静态Internal usage only9 主要测量及控制方式主要测量及控制方式-称重称重-超声波超声波-雷达雷

4、达-流量计流量计88仅仅是流入和流出仅仅是流入和流出 -探头探头-料位仪料位仪88仅高低料位仅高低料位物料检测及控制对比流量计Internal usage only10物料检测及控制对比称重流量计Internal usage only11流量计和称重物料检测及控制的比较流量计和称重物料检测及控制的比较物料检测及控制对比 流量计流量计-低精度低精度88没有准确的停止和开始没有准确的停止和开始-使用寿命短使用寿命短-连续流量和定量控制连续流量和定量控制-液体和浆状物效果较好液体和浆状物效果较好 称重称重-更高的精度更高的精度-使用寿命长使用寿命长-定量控制定量控制-对物料的性质没有要求（气体、固体

5、、对物料的性质没有要求（气体、固体、液体和泥浆）液体和泥浆）Internal usage only12流量计和称重物料检测及控制的比较流量计和称重物料检测及控制的比较物料检测及控制对比 流量计流量计-接触物料进行测量88受物料的污染和腐蚀受物料的污染和腐蚀-当物料和过程改变时需要改变当物料和过程改变时需要改变流量计流量计 称重称重-一台秤可以所有物料的控制，但每次一台秤可以所有物料的控制，但每次只能控制一种物料只能控制一种物料-对机械连接要求高对机械连接要求高 -能进行流量控制能进行流量控制Internal usage only13流量计和称重物料检测及控制的比较流量计和称重物料检测及控制的比

6、较物料检测及控制对比 流量计流量计-每个流量计只能控制一种物料每个流量计只能控制一种物料-机械影响较小机械影响较小 称重称重-不接触物料进行测量88不受物料的特性影响不受物料的特性影响-可适应不同的过程和物料可适应不同的过程和物料Internal usage only14流量计和称重物料检测及控制误差因素流量计和称重物料检测及控制误差因素物料检测及控制对比 流量计流量计-体积变化-材料密度改变-进出物料速度-温度影响-传感器磨损-传感器的精度-剩余物料 称重称重-称重的料罐8产品 vs.容器-机械管路,泵,搅拌器等-低频振动-剩余物料-安装、标定-其余因素Internal usage only

7、15称重模块和称重传感器称重模块和称重传感器称重模块和称重传感器对比 称重模块称重模块-精度高-上下承压件-上下安装板-水平保护装置-垂直保护装置-水平限位装置-防倾覆保护装置-接地保护-更换传感器方便-适合终端客户的使用 称重传感器称重传感器-精度高-需要设计及制造承压件、安装板、各种保护装置-合适的传感器紧固力矩-安装面需要水平并有一定的强度-适合OEM客户使用Internal usage only16什么是称重模块物料料位检测及控制方式比较称重模块设计-称重传感器标准-称重传感器制造-称重系统设计要求称重系统安装-安装-标定-维护使用称重系统遇到的问题应用案例目录Internal usa

8、ge only17称重模块设计 称重模块称重模块-称重模块在设计时我们考虑：称重模块在设计时我们考虑：8称重模块精度8上下承压件8上下安装板8水平保护装置8垂直保护装置8水平限位装置8防倾覆保护装置8接地保护8方便更换传感器Internal usage only18称重模块设计 确定称重模块的主要技术指标确定称重模块的主要技术指标Technical DataWeigh ModuleUnit of measureSpecificationModel No.SWC515 PinMountRated Capacity(R.C.)t(klb,nominal)7.5(16.5)15(33)22.5(49

9、.6)Load Limit,safeWith load cell%R.C.150In shipping mode100Restoring Force%A.L./mm(./in)2.4(61)3.4(87)Max.horizontal force transversekN(klb)74(16.5)longitudinal74(16.5)Max.horizontal force(longitudinal)per stabilizer option(9).kN(klb)22(5)Max.top plate traveltransversemm(in)5(0.2)longitudinal 5(0.2)

10、Max.Uplift ForcekN(klb)74(16.5)Weight(including load cell),nominal kg(lb)20(44)Materialcarbon steel/304 stainless steelFinishZinc Plated/Glass BeadingInternal usage only19称重模块设计 称重模块设计及称重模块设计及FEAFEA计算计算(MSC)(MSC)Internal usage only20称重模块设计 称重模块测试及验证称重模块测试及验证(计量性能验证计量性能验证)Internal usage only21称重模块设计

11、称重模块测试及验证称重模块测试及验证(强度验证强度验证)Internal usage only22目录什么是称重模块物料料位检测及控制方式比较称重模块设计称重系统设计-称重传感器标准-称重传感器制造-称重系统设计要求称重系统安装-安装-标定-维护使用称重系统遇到的问题应用案例Internal usage only23称重系统设计要得到一个好的称重系统我们需要：-选择高质量的称重传感器-考虑称重系统应用环境-选择合适的承载点-合适的安装基础Internal usage only24称重传感器标准OIML 认证(Europe)-Organisation Internationale de Metr

12、ologie Legale83000 division R60 C38中国国家标准GB/T 7551-2000(等同OIML R60)Internal usage only25NTEP 认证(USA)-National Type Evaluation Program85000 division Class III称重传感器标准Internal usage only26称重传感器标准传感器的性能-非线性=0.02%额定容量(R.C.)-滞后=0.02%R.C.-综合误差=0.02%-0.03%R.C.Counts10080604020050 载荷 (50%Capacity)100 载荷(100%

13、Capacity)理论值Internal usage only27称重传感器标准Counts10080604020050 Load (50%Capacity)100 Load (100%Capacity)滞后误差实际理论滞后理论实际Counts806040200100线性误差50 Load (50%Capacity)100 Load (100%Capacity)Internal usage only28称重传感器标准重复性精度综合误差非线性滞后00实际载荷仪表输出额定容量额定容量卸载加载理论值综合误差Internal usage only29称重传感器标准 防爆认证-Factory Mutua

14、l(USA)&ATEX/Ex(Europe)-国内防爆热认证Ex-密封形式：8焊接密封 vs.胶封 8IP68&IP67-抗腐蚀Internal usage only30称重传感器原理-称重传感器称重传感器是将力（重量）转换成电信号输出的装置-其转换原理有：电阻应变，电磁力平衡（补偿），振弦，压磁，陀螺及光纤等。-在商用及工业用衡器和称重系统中，普遍采用电阻应变式称重传感器。-电阻应变式传感器利用电阻应变计构成的惠斯顿电桥，通过测量弹性体的应变而测得与之成正比的外力（重量）。称重传感器Internal usage only31应变计Ni 补偿片称重传感器应变计称重传感器的原理称重传感器应变计应

15、变计应变计弹性体Internal usage only32称重传感器传感器生产过程Internal usage only33影响称重传感器性能的主要因素-材料8弹性体原材料微量元素的控制8应变计的选择8密封材料-工艺8应变计固化工艺8温度补偿工艺8密封工艺-设备8加工尺寸的一致8测试数据的正确-操作工技能称重传感器Internal usage only34弹性体加工及检验传感器制造设备Internal usage only35贴片室及固化传感器制造设备Internal usage only36测试传感器制造设备Internal usage only37测试传感器制造设备Internal usa

16、ge only38密封及检验传感器制造设备Internal usage only39称重模块类型 设计称重系统是我们首先要考虑：-压式称重模块-拉式称重模块等压式称重模块拉式称重模块梁式称重传感器压式称重传感器S-型称重传感器Internal usage only40称重系统应用环境潮气和腐蚀环境温度振动和冲击环境影响-风载荷-地震载荷（主要在一些大料罐的应用上需要考虑）雷击Internal usage only41称重系统潮气&腐蚀称重传感器-焊接密封不锈钢传感器,IP68接线盒-不锈钢接线盒 AJB-005,007(IP65&IP68)接线盒 焊接密封Internal usage only

17、42称重系统温度传感器-传感器补偿温度范围8贸易结算规定-10C to+40C-传感器使用和储存温度范围8-50 C to+85 CInternal usage only43高温应用环境-耐高温传感器8工作温度：+150C or 200C-使用绝热板隔离热传导8Ultem 1000 PEI-安装隔热保护罩防止热辐射保护传感器PEI称重系统温度Internal usage only44称重系统设计温度变化 料罐热胀冷缩-称重料罐在温度变化下会产生热胀冷缩-称重模块在设计时考虑热胀冷缩的影响8全浮动、半浮动和固定式模块顶板8浮动式承压件（一端为球面结构）8双球面柱式浮动半浮动 固定承压件Inter

18、nal usage only45称重系统设计冲击和振动冲击载荷-由于载荷从高处落到秤上时会产生很强的冲击力，可能会损坏传感器或使秤变形-金属块，石块，煤等-使用大容量的称重传感器来适应大的冲击载荷-在内部按装阻挡物体和锥形物体使载荷的冲击力减少到最小-使用吸震材料缓减冲击力Internal usage only46 振动（搅拌）-内部的振动是由液体的晃动或搅拌引起，使用隔离来减少振动-在传感器和连接固定处使用减振垫将振动影响减少到最小-仪表（终端）采用滤波技术减少振动影响称重系统设计冲击和振动Internal usage only47称重系统设计风力影响风风力-风力对称重系统会产生很大的影响-

19、向上的风力，向下的风力和侧向风力都作用在称重料罐和模块上-使用容量大一点的模块以容纳料罐所受的向下的风力-提供挡风条件以减少风力影响通常来说费用比较高-对于水平风力较大的应用场合我们需要增加额外的水平机械限位来保持料罐的位置Internal usage only48称重系统设计地震力地震力地震力-作为首要设计因素，尤其在高结构的项目中（如石化，冶金和水泥等）-通过称重模块使用手册中的公式计算，选择合适的称重模块、水平保护和防倾覆保护装置-剪切载荷可能会损坏模块和传感器-安全是最重要的因素Internal usage only49称重系统设计雷击和浪涌保护为系统提供单独的接地装置和防浪涌保护装置

20、可以解决浪涌问题焊接时,焊接电流不能通过传感器-使用单独焊接接地检查称重系统的接地Internal usage only50称重系统设计力分析V=水平力重量重心使用静力学计算水平力作用在料罐上对料罐的的影响基于称重料罐的大小、重量、形状等焊接时,Internal usage only51称重系统设计力分析侧向力端面力压力/上台力根据称重模块的许用载荷，选择合适的称重模块Internal usage only52称重系统设计控制承载位置称重传感器在称重时会产生变形-称重传感器在满负荷下的变形量为0.25 mm 到 0.60 mm 控制称重承载位置:-选择合适的称重模块-合适的称重模块和料罐的支撑

21、-合适的管路走向及和料罐的连接Internal usage only53称重系统设计合适的称重模块滑动式称重模块-承压件不固定，可以滑动-称重料罐能够向一边滑动-应用在只承受垂直载荷或水平冲击力很小的场合自复位称重模块-使用柱式双球面称压件或双球面传感器，具有自复位功能-称重料罐可以向各个方向移动（热胀冷缩）-可以应用在静载和动载场合（承受较大的水平力）Flexmount(好好)GageMount(更好更好)Centerlign(更好更好)Internal usage only54称重系统设计结构基础和料罐支耳最小偏转量料罐壁料罐支耳不水平1/2 Max支撑基础不水平正确1/2 MaxInte

22、rnal usage only55考虑同样的变形量在强度较弱处进行刚性加固变形卸载后加载支腿变形支腿加固正确避免称重系统设计结构Internal usage only56传感器中心承受作用力拉式称重模块支撑梁料罐支耳料罐壁力中心L称重模块支撑梁力中心L拉式传感器压式称重模块称重系统设计结构Internal usage only57避免料罐相互影响-独立支撑-加固中间层避免避免正确正确中间层独立基础中间层称重系统设计结构Internal usage only58称重系统设计管路&连接硬管连接的方作用力（经验数据）-系统精度0.1%,F1%加载载荷-系统精度0.25%,F2.5%加载载荷-系统精度

23、0.50%,F5%加载载荷-系统精度1.0%,F10%加载载荷Compression Weigh ModuleF满罐空罐Internal usage only59Compression Weigh Module管路支架与硬管和料罐连接处的距离尽可能大尽可能使用软管连接软管弯曲90管路支架防尘罩间隙入口入口Gap出口出口阀门间隙防尘罩管路支架称重系统设计管路&连接Internal usage only60正确地固定连接管路避免避免正确正确称重系统设计管路&连接Internal usage only61称重模块的数量-决定于罐支撑（耳架或腿）的数量3点支撑对于料罐称重来说比较理想-载荷更平均分布到

24、各个称重模块 4-8模块系统在有风或地震环境下可以增加罐的稳定性一个称重模块系统可以使用8个模块或更多-主要由仪表决定液体料位检测系统可以使用模块和固定端组合，但精度也低称重系统设计称重模块数量及容量Internal usage only62尽可能使每个称重模块能够均匀承载称重模块容量计算公式:-罐重和其附件的重量=A-罐的额定容量=B-总重 =A+B=C-传感器的数量=D-传感器的容量=1.251.5 C D-注意：注意：81.25-1.5 的安全系数是用在物料分布不均匀的情况下的估算有时候，传感器选得大一点可以抵抗风力和冲击载荷带来得影响称重系统设计称重模块数量及容量Internal us

25、age only63目录什么是称重模块物料料位检测及控制方式比较称重模块设计称重系统设计-称重传感器标准-称重传感器制造-称重系统设计要求称重系统安装-安装-标定-维护使用称重系统遇到的问题应用案例Internal usage only64称重模块能够均匀承载-基础的必须是平的，符合刚度要求，基础在同一高度-垫片来确保传感器均匀受力传感器保护-如果模块没有保护传感器的上抬螺栓，料罐不要急于落在传感器上，要先用工装以防安装时损坏传感器-在事先没有将传感器拿掉的情况下，不要在传感器附近进行焊接，否则，焊接电流会穿过传感器而损坏传感器模块的上顶板和下底板必须在同一线上，以保证传感器垂直受力将称重模块

26、安装在便于维修的地方称重系统机械安装Internal usage only65 在设计料罐时考虑标定需使用的挂钩砝码起吊装置吊具标定挂钩称重系统标定及验证称重系统标定及验证Internal usage only66测量所有传感器的输出信号-确保载荷可以均布在每个传感器上垫片调整模块的水平-如果传感器之间输出相差不是很多，可以用接线盒进行角差调整称重系统标定及验证称重系统标定及验证Internal usage only67用砝码进行满量程标定（高精度）-可能情况下，在小罐上放置满量程的砝码进行标定 用砝码和替代物进行综合标定（精度好）-先用10-20%的砝码进行初步检定，再替代物和砝码一起加到罐

27、内进行检定，直到满量程 替代法标定（中等精度）-将一种物体在另一台称上称好后，移至罐内作为一种标准重量进行标定电子法标定（低精度）-使用一个模拟器来模拟传感器的满量程输出信号来进行标定称重系统标定及验证称重系统标定及验证Internal usage only68定时进行检查和清除，避免在料罐、称重模块和接线盒上积有杂质。要确保秤体是浮动的，没有机械接触，卡住等现象。料罐上任何机械结构的改变可能会影响到称量的精度。检查连接杆，限位杆和缓冲器，留有足够的间隙，避免碰撞。检查接线盒是否密封，各种线是否连接牢固。接线盒内部或周围是否受潮或有异物存在。检查仪表电缆是否损坏，是否固定在秤体上。称重系统维护

28、称重系统维护Internal usage only69目录什么是称重模块物料料位检测及控制方式比较称重模块设计称重系统设计-称重传感器标准-称重传感器制造-称重系统设计要求称重系统安装-安装-标定-维护使用称重系统遇到的问题应用案例Internal usage only70称重系统在标定或使用过程中重复性不好-模块安装基础-料罐安装支架刚性-管路系统布置-机械附件是否有接触常见问题常见问题Internal usage only71数据飘不稳定-机械安装部分是否触碰-电缆线受潮，接线盒进水(清理接线盒、烘干)-电缆线接线不良或破损(重新接线)-传感器绝缘阻抗下降(+2mV或+5mV或+20mV均

29、为传感器故障-检查传感器的绝缘阻抗(200 M)8任一色线跟传感器表面8屏蔽线跟传感器表面传感器故障判断传感器故障判断Internal usage only74避免受潮、积尘电压稳定(使用稳压电源供电)避免超载避免冲击防雷击接地性能良好(外壳带电,最好单独接地)杜绝擅自加长或剪短传感器电缆应用注意应用注意Internal usage only75什么是称重模块物料料位检测及控制方式比较称重模块设计称重系统设计-称重传感器标准-称重传感器制造-称重系统设计要求称重系统安装-安装-标定-维护使用称重系统遇到的问题应用案例目录Internal usage only76称重模块应用FWFWCInter

30、nal usage only77称重模块应用FW/FWCInternal usage only78称重模块应用FW/FWCInternal usage only79称重模块应用FW/FWCInternal usage only80称重模块应用FW/FWCInternal usage only81称重模块应用CW/CWCInternal usage only82称重模块应用CW/CWCInternal usage only83称重模块应用CW/CWCInternal usage only84称重模块应用UWInternal usage only85称重模块应用GWInternal usage only86称重模块应用GWInternal usage only87称重模块应用GWInternal usage only88称重模块应用GWInternal usage only89称重模块应用DGW谢谢