稱(chēng)重傳感器被稱(chēng)為電子稱(chēng)重系統及電子衡器中的心臟部件。稱(chēng)重式電子料位 計解決了對于固體物料表面不平、灰塵等造成的測量不準確的固有問(wèn)題，廣泛應用于石化、 塑料、水泥、醫藥、飼料、食品、冶金、輕工、建材、環(huán)保等行業(yè)，實(shí)現對料位的上下限報 警和控制。本文闡述了稱(chēng)重式電子料位計的組成及工作原理，稱(chēng)重傳感器的選型，電子料位 計現場(chǎng)安裝調試流程以及注意要點(diǎn)。

1.前言

稱(chēng)重傳感器被稱(chēng)為電子稱(chēng)重系統及電子衡器 中的心臟部件?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，由稱(chēng)重傳 感器制作的電子稱(chēng)重系統及電子衡器也已廣泛地 應用到各行各業(yè)，實(shí)現了對物料的快速、準確的 稱(chēng)量。特別是隨著(zhù)微處理機的出現，工業(yè)生產(chǎn)過(guò) 程自動(dòng)化程度化的不斷提高，稱(chēng)重傳感器已成為 過(guò)程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱(chēng)重 的大型罐、料斗等重量計測以及吊車(chē)秤、汽車(chē)秤 等計測控制，到混合分配多種原料的配料系統、 生產(chǎn)工藝中的自動(dòng)檢測和粉粒體進(jìn)料量控制等， 都應用了稱(chēng)重傳感器。 稱(chēng)重式電子料位計解決了對于固體物料表面不平、 灰塵等造成的測量不準確的固有問(wèn)題，廣泛應用 于石化、塑料、水泥、醫藥、飼料、食品、冶金、 輕工、建材、環(huán)保等行業(yè)，實(shí)現對料位的上下限 報警和控制。

2.稱(chēng)重式電子料位計的構成及工作原理

料位計是指對容器中固體物料高度重量的 變化進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的一次儀表。通常輸出4-20mA 或1- 5V的標準信號與二次儀表或計算機系統連接， 也可以通過(guò)RS-485或Modbus/Profitbus/Hart現場(chǎng)總 線(xiàn)方式與計算系統相連接。料位計也稱(chēng)為料位變 送器、料位控制器、料位儀、物位計等。

稱(chēng)重式料位計由料倉威稱(chēng)料罐、料槽等、支撐 體、稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重控制儀表等幾大部分組成。 其中，料倉及支撐體是被稱(chēng)量物體與轉換元件之 間的機械傳力復位系統，包括接受被稱(chēng)物體載荷 的糧倉、傳力復位機構、限位裝置等，它是稱(chēng)重 式電子料位計的主要承載部件，起到了承受物體 重量的作用。料倉和傳力機構負責將物體的重量 準確的傳遞給稱(chēng)重傳感器。稱(chēng)重傳感器(一次儀表) 位于料倉和支撐體之間，將被稱(chēng)物體的重量按一 定的函數關(guān)系轉換為相應的毫伏級電信號，通過(guò)接 線(xiàn)盒信號電纜輸出到稱(chēng)重控制儀表(二次儀表)。經(jīng) 處理后儀表直接顯示被稱(chēng)物體的重量數據并實(shí)現將 重量數據轉化成4~20mA或1~5V的標準信號；或 者以 RS-232、RS- 485、Modbus/Profitbus/Hart 傳輸 給控制終端。稱(chēng)重控制儀表也可預先設置在不同 重量值實(shí)現繼電器輸出來(lái)控制物料的自動(dòng)加減。

3.稱(chēng)重傳感器選型

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

3.1使用環(huán)境

稱(chēng)重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號轉換成 可測量的電信號輸出裝置。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，乃至系統的可靠性和安全性。 一般情況下，高溫環(huán)境對稱(chēng)重傳感器造成涂覆材 料融化、焊點(diǎn)開(kāi)化、彈性體內應力發(fā)生結構變化 等問(wèn)題；粉塵、潮濕對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)生短路現象；電磁場(chǎng)對傳感器輸出會(huì )產(chǎn)生干 擾。相應的環(huán)境因素下選擇對應的稱(chēng)重傳感器才 能滿(mǎn)足必要的稱(chēng)量要求。

3.2重傳感器的數量和量程

稱(chēng)重傳感器數量的選擇是根據稱(chēng)重系統的用 途、承載體需要支撐的點(diǎn)數(支撐點(diǎn)數應根據承載 體幾何重心和實(shí)際重心重合的原則確定)而定。一 般來(lái)說(shuō)有幾個(gè)支撐點(diǎn)就選用幾只稱(chēng)重傳感器。

傳感器的量程選擇可依據稱(chēng)重的最大稱(chēng)量值、 選用傳感器的個(gè)數、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏 載及動(dòng)載因素綜合評價(jià)來(lái)決定。一般來(lái)講，傳感 器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱(chēng) 量的準確度就越高。但是在實(shí)際的使用當中，由 于加載在稱(chēng)重傳感器上的載荷除被稱(chēng)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(chēng)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(guò)大量實(shí)驗驗證的經(jīng)驗公式。

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(chēng)物體凈重的最大值 N—承載體所采用支撐點(diǎn)的數量 K0——保險系數，一般取1.2?1.3之

間

K1——沖擊系數

K2—承載體的重心偏移系數

K3—風(fēng)壓系數

3.3稱(chēng)重傳感器的安裝方式

稱(chēng)重傳感器的安裝方式主要取決于稱(chēng)重的類(lèi) 型和安裝空間，保證安裝合適，稱(chēng)重安全可靠； 另一方面要考慮廠(chǎng)家的建議。對于傳感器制造廠(chǎng) 家來(lái)講，它一般規定了傳感器的受力情況、性能 指標、安裝形式、結構形式、彈性體的材質(zhì)等。

3.4稱(chēng)重傳感器的準確度等級選擇

稱(chēng)重傳感器的準確度等級技術(shù)指標中包括非 線(xiàn)性、蠕變、重復性、滯后、靈敏度等。在選用 的時(shí)候不應該盲目追求高等級的傳感器，應該考 慮電子衡的準確度等級和成本。一般情況下，選 用傳感器的總精度為非線(xiàn)性、不重復性和滯后三 項指標的之和的均方根值略高于秤的精度。

4.稱(chēng)重式料位計的現場(chǎng)安裝、調試

本文以各種大中型配料倉采用壓式稱(chēng)重傳感 器的安裝為例進(jìn)行介紹。

4.1現場(chǎng)安裝特點(diǎn)

（1）稱(chēng)重傳感器安裝難度大，料倉重量比較 重，有的甚至達到上百?lài)嵵?。在整個(gè)料倉安裝 (包括內襯安裝焊接完成前，稱(chēng)重傳感器不能進(jìn)行安裝。

(2)稱(chēng)重傳感器安裝過(guò)程中，利用千斤頂頂升 技術(shù)，實(shí)現料倉的頂升，完成了傳感器的安裝。

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

(4)利用“模擬標定法”調試精度高、方法 簡(jiǎn)單、適用，滿(mǎn)足了稱(chēng)重計量的要求。

4.2安裝流程及要點(diǎn)

(1)施工流程

稱(chēng)重傳感器安裝位置確定—臨時(shí)支撐制作安 裝—稱(chēng)重傳感器及附件安裝—電氣回路接線(xiàn)檢 查—料倉稱(chēng)重傳感器系統模擬調試—系統標定— 投入試運行—資料整理—運行

(2)現場(chǎng)安裝的要點(diǎn)

1)料倉稱(chēng)重傳感器底座標高確定及臨時(shí)支撐 座的安裝

在料倉基礎安裝完成后，料倉沒(méi)有就位前 如果料倉就位后四點(diǎn)標高測量就會(huì )有難度，首 先將需要安裝稱(chēng)重傳感器4點(diǎn)位置標高，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(chēng)重傳感器的實(shí)際 高度高20mm,以便稱(chēng)重傳感器安裝時(shí)操作方便。 稱(chēng)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(mǎn)焊，以便以后好拆除。

2)壓式稱(chēng)重傳感器的安裝。

稱(chēng)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(chēng)重傳感器的位置：保證料倉上4個(gè) 傳感器對稱(chēng)并均勻受力。

b將4個(gè)千斤頂（千斤頂型號規格的選擇根 據料倉的重量進(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，頂起的高度能夠將臨時(shí)支撐取出即可。

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

d稱(chēng)重傳感器上下底座及附件安裝（用平墊 鐵和銅墊片進(jìn)行調整，用水準儀將傳感器上下底 座找平后，其誤差不應超過(guò)2mm,將稱(chēng)重傳感器 上下底座滿(mǎn)焊，焊接的過(guò)程中要將傳感器取出。

e焊接完成后，將4個(gè)位置的稱(chēng)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(chēng)重 傳感器上。

g將上、下套件可靠的用接地線(xiàn)連通。

h傳感器安裝就位后，禁止電焊操作時(shí)，電 流流過(guò)傳感器本體。

3）電氣系統回路調試

a檢查接線(xiàn)稱(chēng)重檢測回路接線(xiàn)是否正確，電 源回路絕緣是否良好。

b用精密萬(wàn)用表測量料倉4個(gè)傳感器輸出電 阻值是否平衡，如果不平衡，調整傳感器補償接 線(xiàn)盒內的精密電位器，使其4臺稱(chēng)重傳感器的輸 出信號平衡。

c對稱(chēng)重系統回路進(jìn)行送電。

4）系統標定實(shí)際以稱(chēng)重系統所配的儀表調 試手冊為準

a稱(chēng)重傳感器的電氣零位標定 b料倉皮重清零 c砝碼標定 d 稱(chēng)重系統模擬檢測

e儀表標定完成后，對各種實(shí)際需求的應用 參數進(jìn)行設置，將各種試驗調整數據記錄整理好 并歸檔。

這里需要強調的是在安裝、調試及使用的過(guò) 程中還必須重視安全及環(huán)境措施。任何施工都必 須遵循其應有的行業(yè)規范和制度。

5.結語(yǔ)

稱(chēng)重式電子料位計，經(jīng)過(guò)實(shí)際調研和工程中 實(shí)踐,與傳統方法相比較，減小了施工難度，降低了 勞動(dòng)強度，縮短了施工工期，節省了大型吊車(chē)的 使用，節約了施工機械成本，提高了經(jīng)濟效益。 同時(shí)保證了稱(chēng)重傳感器的安裝和調試精度，受到 了好評。因此，在現場(chǎng)的使用和調試過(guò)程中必須 具有清晰的操作思路，認真的分析，積極的總結 和積累現場(chǎng)操作經(jīng)驗。如果這樣的話(huà)，可以大大 減少現存的故障問(wèn)題，可為現場(chǎng)調試節約人量的 時(shí)間，為日后的維護提供方便。