稱重傳感器被稱為電子稱重系統(tǒng)及電子衡器中的心臟部件。稱重式電子料位 計(jì)解決了對(duì)于固體物料表面不平、灰塵等造成的測(cè)量不準(zhǔn)確的固有問題，廣泛應(yīng)用于石化、 塑料、水泥、醫(yī)藥、飼料、食品、冶金、輕工、建材、環(huán)保等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)料位的上下限報(bào) 警和控制。本文闡述了稱重式電子料位計(jì)的組成及工作原理，稱重傳感器的選型，電子料位 計(jì)現(xiàn)場安裝調(diào)試流程以及注意要點(diǎn)。

1.前言

稱重傳感器被稱為電子稱重系統(tǒng)及電子衡器 中的心臟部件?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，由稱重傳 感器制作的電子稱重系統(tǒng)及電子衡器也已廣泛地 應(yīng)用到各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的快速、準(zhǔn)確的 稱量。特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過 程自動(dòng)化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為 過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重 的大型罐、料斗等重量計(jì)測(cè)以及吊車秤、汽車秤 等計(jì)測(cè)控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、 生產(chǎn)工藝中的自動(dòng)檢測(cè)和粉粒體進(jìn)料量控制等， 都應(yīng)用了稱重傳感器。 稱重式電子料位計(jì)解決了對(duì)于固體物料表面不平、 灰塵等造成的測(cè)量不準(zhǔn)確的固有問題，廣泛應(yīng)用 于石化、塑料、水泥、醫(yī)藥、飼料、食品、冶金、 輕工、建材、環(huán)保等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)料位的上下限 報(bào)警和控制。

2.稱重式電子料位計(jì)的構(gòu)成及工作原理

料位計(jì)是指對(duì)容器中固體物料高度重量的 變化進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的一次儀表。通常輸出4-20mA 或1- 5V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與二次儀表或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接， 也可以通過RS-485或Modbus/Profitbus/Hart現(xiàn)場總 線方式與計(jì)算系統(tǒng)相連接。料位計(jì)也稱為料位變 送器、料位控制器、料位儀、物位計(jì)等。

稱重式料位計(jì)由料倉威稱料罐、料槽等、支撐 體、稱重傳感器、稱重控制儀表等幾大部分組成。 其中，料倉及支撐體是被稱量物體與轉(zhuǎn)換元件之 間的機(jī)械傳力復(fù)位系統(tǒng)，包括接受被稱物體載荷 的糧倉、傳力復(fù)位機(jī)構(gòu)、限位裝置等，它是稱重 式電子料位計(jì)的主要承載部件，起到了承受物體 重量的作用。料倉和傳力機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將物體的重量 準(zhǔn)確的傳遞給稱重傳感器。稱重傳感器(一次儀表) 位于料倉和支撐體之間，將被稱物體的重量按一 定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的毫伏級(jí)電信號(hào)，通過接 線盒信號(hào)電纜輸出到稱重控制儀表(二次儀表)。經(jīng) 處理后儀表直接顯示被稱物體的重量數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)將 重量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成4~20mA或1~5V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；或 者以 RS-232、RS- 485、Modbus/Profitbus/Hart 傳輸 給控制終端。稱重控制儀表也可預(yù)先設(shè)置在不同 重量值實(shí)現(xiàn)繼電器輸出來控制物料的自動(dòng)加減。

3.稱重傳感器選型

稱重傳感器在選用時(shí)要考慮到很多因素，實(shí) 際的使用當(dāng)中主要從下列幾個(gè)因素考慮。其次稱 重傳感器的靈敏度、最大分度數(shù)、最小檢定分度 值等也是選用中必須認(rèn)真考慮的指標(biāo)。

3.1使用環(huán)境

稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成 可測(cè)量的電信號(hào)輸出裝置。首先要考慮傳感器所 處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)于正確選用傳感器至 關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的 安全和使用壽命，乃至系統(tǒng)的可靠性和安全性。 一般情況下，高溫環(huán)境對(duì)稱重傳感器造成涂覆材 料融化、焊點(diǎn)開化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化 等問題；粉塵、潮濕對(duì)傳感器造成短路的影響； 在腐蝕性較高的環(huán)境下會(huì)造成傳感器彈性體受損 或產(chǎn)生短路現(xiàn)象；電磁場對(duì)傳感器輸出會(huì)產(chǎn)生干 擾。相應(yīng)的環(huán)境因素下選擇對(duì)應(yīng)的稱重傳感器才 能滿足必要的稱量要求。

3.2重傳感器的數(shù)量和量程

稱重傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)稱重系統(tǒng)的用 途、承載體需要支撐的點(diǎn)數(shù)(支撐點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)承載 體幾何重心和實(shí)際重心重合的原則確定)而定。一 般來說有幾個(gè)支撐點(diǎn)就選用幾只稱重傳感器。

傳感器的量程選擇可依據(jù)稱重的最大稱量值、 選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏 載及動(dòng)載因素綜合評(píng)價(jià)來決定。一般來講，傳感 器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱 量的準(zhǔn)確度就越高。但是在實(shí)際的使用當(dāng)中，由 于加載在稱重傳感器上的載荷除被稱量物體外， 還存在承載體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載 荷，因此選用稱重傳感器時(shí)，要考慮諸多方面的 因素，保證傳感器的安全和壽命。下面給出一個(gè) 經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)公式。

公式如下：

C=K0x K1x K2x K3 (Wmax+W /N

式中：C—單個(gè)傳感器的額定量程 W——承載體自重 Wmax——被稱物體凈重的最大值 N—承載體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量 K0——保險(xiǎn)系數(shù)，一般取1.2?1.3之

間

K1——沖擊系數(shù)

K2—承載體的重心偏移系數(shù)

K3—風(fēng)壓系數(shù)

3.3稱重傳感器的安裝方式

稱重傳感器的安裝方式主要取決于稱重的類 型和安裝空間，保證安裝合適，稱重安全可靠； 另一方面要考慮廠家的建議。對(duì)于傳感器制造廠 家來講，它一般規(guī)定了傳感器的受力情況、性能 指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu)形式、彈性體的材質(zhì)等。

3.4稱重傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)選擇

稱重傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)技術(shù)指標(biāo)中包括非 線性、蠕變、重復(fù)性、滯后、靈敏度等。在選用 的時(shí)候不應(yīng)該盲目追求高等級(jí)的傳感器，應(yīng)該考 慮電子衡的準(zhǔn)確度等級(jí)和成本。一般情況下，選 用傳感器的總精度為非線性、不重復(fù)性和滯后三 項(xiàng)指標(biāo)的之和的均方根值略高于秤的精度。

4.稱重式料位計(jì)的現(xiàn)場安裝、調(diào)試

本文以各種大中型配料倉采用壓式稱重傳感 器的安裝為例進(jìn)行介紹。

4.1現(xiàn)場安裝特點(diǎn)

（1）稱重傳感器安裝難度大，料倉重量比較 重，有的甚至達(dá)到上百噸重。在整個(gè)料倉安裝 (包括內(nèi)襯安裝焊接完成前，稱重傳感器不能進(jìn)行安裝。

(2)稱重傳感器安裝過程中，利用千斤頂頂升 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)料倉的頂升，完成了傳感器的安裝。

(3)安裝工藝簡單，容易實(shí)施操作、安裝精度 高等優(yōu)點(diǎn)。

(4)利用“模擬標(biāo)定法”調(diào)試精度高、方法 簡單、適用，滿足了稱重計(jì)量的要求。

4.2安裝流程及要點(diǎn)

(1)施工流程

稱重傳感器安裝位置確定—臨時(shí)支撐制作安 裝—稱重傳感器及附件安裝—電氣回路接線檢 查—料倉稱重傳感器系統(tǒng)模擬調(diào)試—系統(tǒng)標(biāo)定— 投入試運(yùn)行—資料整理—運(yùn)行

(2)現(xiàn)場安裝的要點(diǎn)

1)料倉稱重傳感器底座標(biāo)高確定及臨時(shí)支撐 座的安裝

在料倉基礎(chǔ)安裝完成后，料倉沒有就位前 如果料倉就位后四點(diǎn)標(biāo)高測(cè)量就會(huì)有難度，首 先將需要安裝稱重傳感器4點(diǎn)位置標(biāo)高，確定是 否在一個(gè)水平面上。一般建議控制的3?5mm左 右。制作臨時(shí)支撐的高度要比稱重傳感器的實(shí)際 高度高20mm,以便稱重傳感器安裝時(shí)操作方便。 稱重傳感器臨時(shí)支撐在料倉就位的同時(shí)進(jìn)行安裝， 臨時(shí)支撐不需要滿焊，以便以后好拆除。

2)壓式稱重傳感器的安裝。

稱重傳感器安裝的前提條件：料倉上所有工 藝的電焊工作或有強(qiáng)電流作業(yè)的工作必須完成后， 才能進(jìn)行傳感器安裝。

a確定稱重傳感器的位置：保證料倉上4個(gè) 傳感器對(duì)稱并均勻受力。

b將4個(gè)千斤頂（千斤頂型號(hào)規(guī)格的選擇根 據(jù)料倉的重量進(jìn)行確定分別安放在臨時(shí)支撐的

b.將4個(gè)位置同時(shí)啟動(dòng)千斤頂，將料倉緩 慢的頂起，頂起的高度能夠?qū)⑴R時(shí)支撐取出即可。

c將臨時(shí)支撐移開稱重傳感器安裝的位置， 但要保證臨時(shí)支撐對(duì)料倉要有支撐作用。

d稱重傳感器上下底座及附件安裝（用平墊 鐵和銅墊片進(jìn)行調(diào)整，用水準(zhǔn)儀將傳感器上下底 座找平后，其誤差不應(yīng)超過2mm,將稱重傳感器 上下底座滿焊，焊接的過程中要將傳感器取出。

e焊接完成后，將4個(gè)位置的稱重傳感器安 放就位。

f將臨時(shí)支撐取出，4個(gè)位置同時(shí)將千斤頂 緩慢卸力，將料倉緩慢的放在已經(jīng)安裝好的稱重 傳感器上。

g將上、下套件可靠的用接地線連通。

h傳感器安裝就位后，禁止電焊操作時(shí)，電 流流過傳感器本體。

3）電氣系統(tǒng)回路調(diào)試

a檢查接線稱重檢測(cè)回路接線是否正確，電 源回路絕緣是否良好。

b用精密萬用表測(cè)量料倉4個(gè)傳感器輸出電 阻值是否平衡，如果不平衡，調(diào)整傳感器補(bǔ)償接 線盒內(nèi)的精密電位器，使其4臺(tái)稱重傳感器的輸 出信號(hào)平衡。

c對(duì)稱重系統(tǒng)回路進(jìn)行送電。

4）系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)際以稱重系統(tǒng)所配的儀表調(diào) 試手冊(cè)為準(zhǔn)

a稱重傳感器的電氣零位標(biāo)定 b料倉皮重清零 c砝碼標(biāo)定 d 稱重系統(tǒng)模擬檢測(cè)

e儀表標(biāo)定完成后，對(duì)各種實(shí)際需求的應(yīng)用 參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，將各種試驗(yàn)調(diào)整數(shù)據(jù)記錄整理好 并歸檔。

這里需要強(qiáng)調(diào)的是在安裝、調(diào)試及使用的過 程中還必須重視安全及環(huán)境措施。任何施工都必 須遵循其應(yīng)有的行業(yè)規(guī)范和制度。

5.結(jié)語

稱重式電子料位計(jì)，經(jīng)過實(shí)際調(diào)研和工程中 實(shí)踐,與傳統(tǒng)方法相比較，減小了施工難度，降低了 勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了施工工期，節(jié)省了大型吊車的 使用，節(jié)約了施工機(jī)械成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。 同時(shí)保證了稱重傳感器的安裝和調(diào)試精度，受到 了好評(píng)。因此，在現(xiàn)場的使用和調(diào)試過程中必須 具有清晰的操作思路，認(rèn)真的分析，積極的總結(jié) 和積累現(xiàn)場操作經(jīng)驗(yàn)。如果這樣的話，可以大大 減少現(xiàn)存的故障問題，可為現(xiàn)場調(diào)試節(jié)約人量的 時(shí)間，為日后的維護(hù)提供方便。