工程機械攪拌設備用稱(chēng)重傳感器的選型
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現在，不少廠(chǎng)家規定其稱(chēng)重系統的精度在0~額定稱(chēng)量值的整個(gè)稱(chēng)量范圍內為水泥、水、外加劑±1%，砂、石料±2%。須知，預拌混凝土國家標準要求的是實(shí)物計量精度，而一般計量?jì)x器在0~20%范圍相對誤差較大，因此，還是混凝土攪拌樓（站）的行業(yè)標準中規定的20~100%的稱(chēng)量段滿(mǎn)足水泥、水、外加劑±1%，砂、石料±2%的計量允許偏差更為實(shí)際一些。更為合理的精度標注方式是采用衡器行業(yè)的術(shù)語(yǔ)來(lái)表述，即作為累計料斗秤，應采用自動(dòng)稱(chēng)量準確度的等級標志1.0和2.0。這類(lèi)秤的檢定項目與用途相適應，既包括物料試驗（確定累計誤差）也包括靜態(tài)檢定。
其自動(dòng)稱(chēng)量時(shí)的最大允許誤差見(jiàn)表一。
在用標準載荷進(jìn)行靜態(tài)檢定和進(jìn)行非自動(dòng)稱(chēng)量時(shí)，應滿(mǎn)足表二的規定。
通常將1.0級秤設計為1000分度，2.0級秤設計為500分度?？梢钥闯?，在高量程端1.0級秤的誤差為0.15%，2.0級秤的誤差為0.3%，并不比以前廠(chǎng)家規定的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所選用的傳感器在低量程段能否也滿(mǎn)足要求。
按秤的分度數選擇傳感器最簡(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(chēng)重傳感器國家標準中準確度就是用分度數來(lái)表示的，但是由于多方面的原因，目前大多數生產(chǎn)廠(chǎng)仍用單項指標表示傳感器的精度。用戶(hù)再根據單項精度指標算出綜合誤差。選用起來(lái)麻煩一點(diǎn)。
國外發(fā)達國家的混凝土攪拌樓稱(chēng)重系統精度一般用分度數來(lái)表示，規定為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(zhù)經(jīng)濟和技術(shù)的不斷發(fā)展，超高層建筑、超長(cháng)橋梁、大型水利工程以及其他暴露在嚴酷環(huán)境中的建筑對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的準確度是其中重要的一環(huán)。
3.3傳感器結構形式的選擇
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、同時(shí)可以帶過(guò)載保護、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，絕大多數攪拌樓生產(chǎn)廠(chǎng)選擇了懸臂梁式。
3.4載荷類(lèi)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。幾種材料中數石子秤的沖擊為最大。在電子秤大家族中，這類(lèi)沖擊不算最大，一般傳感器均能承受過(guò)載情況。
從筆者調查的情況來(lái)看，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)載保護對稱(chēng)重系統的可靠運行還是有一定影響的。
傳感器的性能指標中有兩項與此有關(guān)，一是允許過(guò)負荷，一是極限過(guò)負荷。
允許過(guò)負荷是指卸去這一負荷后，傳感器的性能指標不變。極限過(guò)負荷是指在這一負荷下傳感器不會(huì )產(chǎn)生有害的永久性機械變形。
一般傳感器的允許過(guò)負荷為150%，極限過(guò)負荷在200%~300%之間。有些帶過(guò)載保護的傳感器則可能超過(guò)著(zhù)一范圍。如莆田傳感器廠(chǎng)的CFCKN-1型傳感器因其特殊設計，允許過(guò)負荷高達500%。此類(lèi)傳感器在頻繁過(guò)載的情況下也能可靠地工作。
3.5傳感器的防護等級
傳感器的防護等級通常用IP表示。一般傳感器廠(chǎng)家均稱(chēng)自己的產(chǎn)品達到IP67水平，少數廠(chǎng)家的部分產(chǎn)品達到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)品的外殼防護等級。國家標準《GB4208-93外殼防護等級》中規定，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、防持續潛水影響。需要指出的是，這樣的防護中未包括機械損壞、銹蝕、潮濕等外部影響或環(huán)境條件。涉及這類(lèi)保護通常由有關(guān)產(chǎn)品標準規定。稱(chēng)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)受力構件，在運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械損傷，粉塵和水氣共同作用下的較為嚴重的腐蝕以及在非常潮濕的環(huán)境條件下運行。這與GB4208-93規定的試驗條件有很大的不同。
筆者曾碰到這樣的情況：某礦山的礦石秤上選用了進(jìn)口傳感器，某大型鋼廠(chǎng)的鋼包秤上選用了一種國際知名品牌的傳感器，均是焊接密封，非常漂亮，達到了IP68級。但是在現場(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(chǎng)的產(chǎn)品。結果出乎他們的意外，使用壽命都超過(guò)了進(jìn)口傳感器。其中在某大型鋼廠(chǎng)鋼包秤上的傳感器已運行了7年，至今還在運行中。
在這兩個(gè)例子中，說(shuō)穿了主要是防護上的區別。一是有外殼還是沒(méi)有外殼；二是焊縫設計。三是密封材料。
一般說(shuō)來(lái)，有外殼的設計優(yōu)于無(wú)外殼的設計；在焊縫設計方面則要盡可能避免焊縫受力。在無(wú)法避免的情況下，則要校核焊縫強度，特別是疲勞強度。疲勞引起的細微裂紋是導致潮氣進(jìn)入，傳感器失效的重要原因。前面提到的某國際知名品牌焊接密封傳感器在現場(chǎng)使用壽命短的原因就是過(guò)分依賴(lài)焊接密封，內部應變片僅薄薄一層面膠密封，一旦焊縫裂紋，傳感器就在潮氣的作用下迅速失效。在密封材料方面需要提醒的是，能通過(guò)IP67半小時(shí)浸水試驗的傳感器未必能通得過(guò)傳感器標準中的12周期濕熱試驗。應該說(shuō)傳感器標準中規定的濕熱試驗更符合傳感器的使用環(huán)境要求，其嚴酷程度并不低于IP67。
受價(jià)格競爭的影響，不少傳感器廠(chǎng)取消了保護外殼，拉式傳感器尤甚。目前國內生產(chǎn)的S型傳感器、板環(huán)式傳感器幾乎都取消了外殼。
確實(shí)，在很多場(chǎng)合這樣做沒(méi)有什么問(wèn)題。但是在混凝土攪拌樓這樣的環(huán)境條件下，未必是最好的選擇。我廠(chǎng)為三峽工程攪拌樓設計生產(chǎn)的CFCKN-1型外殼焊封傳感器使用壽命長(cháng)達十年。我們所看到的美日歐混凝土攪拌樓上用的拉式傳感器多數也是帶保護外殼的。他們認為傳感器應是半永久性器件，使用壽命應不低于10６次。
多年來(lái)的實(shí)踐證明，CFCKN-1型傳感器與普通S型傳感器相比，至少有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
①外殼厚，防機械損傷，特別是防以外撞擊能力強；
②焊縫深，耐蝕穿時(shí)間長(cháng)；
③過(guò)載保護間隙也在外殼內，不會(huì )因粉塵積聚或雜物受堵；
稱(chēng)重傳感器合理的外殼設計是稱(chēng)重裝置“牢固可靠、性能穩定”的重要保證，選型時(shí)不可不認真考慮。
3.6不同類(lèi)型攪拌樓對稱(chēng)重傳感器選型的細分
大中型水利工程的混凝土攪拌樓、城市商品混凝土攪拌樓、小型水利工程和縣級公路建設中使用的混凝土攪拌樓在規格大小、使用連續時(shí)間、安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件都有很大的不同，所生產(chǎn)的混凝土性能要求也有很大差別。因此，對傳感器的可靠性、防護等級等性能事實(shí)上也有不同的要求，應區別對待。對連續運行時(shí)間長(cháng)、環(huán)境條件惡劣以及生產(chǎn)高性能混凝土的攪拌樓應選擇可靠性、防護等級高的傳感器。其余的則可適當降低要求。對于運行在海上的混凝土攪拌船，則還需要考慮防鹽霧的要求，這里就不再一一細說(shuō)了。(end) 稱(chēng)重傳感器相關(guān)文章:稱(chēng)重傳感器原理
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