称重试验范文

称重试验范文（精选5篇）

称重试验 第1篇

1 工程概况

某高速公路主桥桥跨布置为68m+68m预应力混凝土T形刚构,整幅转体施工,转体长度为62m+62m,桥宽28.5m,上部结构采用预应力混凝土单箱三室斜腹板箱梁。下部结构采用墩梁固结,主桥转体墩采用单箱双室矩形截面,下接转体平台,转体平台支撑在承台上,钻孔灌注桩基础,转盘结构采用环道与中心支承相结合的球铰转动体系。转体角度85.2°,转体重量14500t。

2 转体试验

2.1 平衡转体桥配重方法

为了保证转体安全,转体系统一般包含:

(1)施工安全稳定,包括转体前、转体过程中和转体后的安全;

(2)转体安全,能够顺利转动和保证转体过程中梁体的应力安全,一般采用三点支撑转动方法。

转体称重试验是桥梁转体施工过程中的重要环节,是桥梁安全顺利转体的理论根据。在转体前必须进行称重,得到T构的不平衡力矩、偏心距、摩阻力矩及摩擦系数,根据试验结果和工程经验对转体桥进行配重,最终达到桥梁顺利转体的目标。

称重试验的测试内容主要包括:

(1)通过拆除沙箱后结构撑脚的情况和千斤顶回落至零位移读数归零情况,判定转体梁平衡姿态;

(2)通过对承台实施顶力,逐渐增加到使球铰发生微小转动的瞬间,得到该瞬间的弯矩值,就可得转体梁的不平衡力矩、摩阻力矩、摩阻系数和纵向偏心距;

(3)根据T构两端是否都要上墩及墩上预留空间大小来确定转体方式:单独由球铰承重还是球铰和撑脚共同承重;

(4)由转体方式和不平衡力矩确定转体桥的配重方案。

2.2 称重试验原理

2.2.1 称重试验测试原理

称重试验通过球铰的竖向转动来测试不平衡力矩,这种方法对承台实施顶力,逐渐增加到使球铰发生微小转动的瞬间即刚体发生突变,受力明确,测得的数据比较准确。当主梁脱架完成后,此时梁体的平衡有两种形式:

(1)转体系统球铰提供的摩阻力矩(MZ)>转体系统自身不平衡力矩(MG)。此时,转体系统不平衡力矩由球铰产生的摩阻力矩抵消,梁体维持平衡状态,不会产生绕球铰的刚体位移。

(2)转体系统球铰提供的摩阻力矩(MZ)<转体系统自身不平衡力矩(MG)。此时,球铰产生的摩阻力矩不足以抵抗转体自身不平衡力矩,这时梁体会发生绕球铰的刚体转动,直到撑脚参与承重,即撑脚产生的抵抗力矩、球铰摩阻力矩共同抵抗转体不平衡力矩,维持转体系统的稳定。

2.2.2 试验步骤

(1)测点布置:通过计算用两台400 t千斤顶进行顶升试验,将千斤顶放置在梁体纵轴线的滑道上,在桥梁纵轴线中心处安装位移传感器来测量位移变化。

(2)给油使千斤顶处于初始顶压状态。

(3)两台千斤顶同步顶升,当位移出现突变时,即表明转体系统处于临界平衡状态。重复步骤(1)至步骤(3),每个T构进行2次顶升试验,由于球铰放置过久,第一次测得的摩阻系数比实际摩阻系数偏大,两次试验数据进行对比,数据相近时说明测量准确,采用第二次测试结构。

(4)整理试验数据,将压力、位移对应地在直角坐标系上绘出。

(5)通过曲线分析和计算,得到不平衡力矩、摩阻系数、偏心距等参数。

(6)根据不平衡力矩确定配重方案。

2.2.3 球铰摩擦系数的计算原理

转体桥在进行称重时,当位移计的位移发生突变时,球铰会在沿梁轴线的竖平面内发生微小转动。摩阻力矩为摩擦面每个微面积上的摩擦力对过球铰中心竖转法线的力矩之和(如图1)。

由图1可以得到:

其中,β∈[0,2π];

当α=π/6时,代入公式进行积分可以得到:

式中,N—转体系统重重量,单位:k N;

R—球铰球面半径,单位:m;

MZ—静摩阻力矩,单位:k N·m;

μ—球铰的摩阻系数;

MG—不平衡力矩,单位:k N·m。

通过理论计算以及以往的实际测试验证,采用用四氟乙烯片镶嵌在球铰下转盘上,采用黄油作为润滑材料的计算公式为:

(1)转动体球铰摩阻力矩大于转动体不平衡力矩时

假设桥梁重心偏向北侧,在南侧承台下部逐级加载(见图2),直到使球铰发生微小瞬间转动,记录下其临界顶力P1,得到平衡方程:

在北侧承台下部逐级加载(见图2),直到使球铰发生微小瞬间转动,记录下其临界顶力P2,得到平衡方程:

解方程(1)和(2),得到

(2)转动体球铰摩阻力矩小于转动体不平衡力矩时

假设桥梁重心偏向北侧,转体系统的北侧的撑脚会和滑道接触,因此只能在北侧承台下部逐级加载(见图3),直到使球铰发生微小瞬间转动,记录下其临界顶力P2,得到平衡方程:

当达到临界顶力P2后,逐步降低千斤顶顶力,直到使球铰发生微小瞬间转动,记录下顶力值P'2,平衡方程为:

解方程(3)和方程(4),得到

2.3 称重设备及测点布置

本次称重试验选择千斤顶放置上下转盘之间进行,根据估算结果,试验中需要两台400 t的千斤顶,位移的测量用位移计,把两台位移计放置在纵轴线的撑脚钢板上,南北侧各一个。

顶力布置见图4,千斤顶布置见图5。

2.4 试验设备

(1)400 t千斤顶三台及三台BLR-1型压力传感器,传感器量程500 k N,精度±1%,灵敏系数2.0,见图6。

(2)高灵敏度位移传感器:可以测试转体桥的撑脚位移。精度1/1000,测量准确,基本不受环境影响,见图7。

(3)DH-3818静态应变测试仪:可以准确快速采集位移值,见图8。

3 实验结果

3.1 试验结果

转体桥的荷载-位移测试结果列于图9和图10中,称重试验中,当千斤顶油压回零后,位移计的读数没有归零且撑脚处于悬空状态,因此可以断定转体桥的平衡姿态属于球铰摩阻力矩大于梁体的不平衡力矩,采用式(1)和式(2)计算,计算结果见表1。

3.2 配重方案

(1)重量平衡转体配重方案

平衡转体是指T构偏心距为零,重量全部由球铰本身承受,不需要借助撑脚的支撑,所有撑脚都不和滑道接触,由球铰自身维持平衡状态。此时,配重大小可按下式来计算:

所需配重=转体总重量×偏心距/配重距离球铰中心的距离

该方案由于只是由球铰单独承重,T构转体启动时所需牵引力相对较小,转动体近似作为单点支撑,在转体桥启动和转体过程中,由于瞬时启动的惯性力和风力的影响,转体桥会在竖平面内产生晃动,结构会有稳定和安全隐患。因此,若采取平衡配重方案,应在撑脚和滑道钢板间填塞一些四氟滑板,使空隙在5 mm左右,这样在风荷载作用下或列车通过时使梁体在稍有晃动时就能通过撑脚支撑在滑道上,形成三点支撑,并保证桥梁不会产生较大震动,减小惯性力。

(2)不平衡配重方案

不平衡转体配重是偏心距不为零,转体重量由球铰和撑脚共同支撑,在转体过程中梁体重心与球铰中心不重合,体系在转动过程中向一侧倾斜,使得转体梁形成球铰及撑脚三点竖向支承,这样转体桥在转动过程中就很稳定。根据工程经验,配重后新形成的偏心距在5cm≤e≤15cm范围内,若偏心距很小,如果在转体过程中风力较大,转体桥可能会产生晃动或者在纵向左右摇摆不定,产生较大震动而影响桥梁安全;如果偏心距较大,撑脚的承载力变大,相应的摩擦力也增大,增加了转体启动时所需的牵引力,该桥配重采用不平衡配重方案,即产生一定偏心距。

需要配重重量及重心偏移可按式(5)、式(6)计算:

配重后体系新的重心偏移量为:

按照不平衡转体的思想,按e'=5~15 cm考虑,计算可得在南侧52m处配18t配重材料,最后偏心距偏向南侧9cm。

3.3 牵引力计算

通过对转动牵引力的计算,可以避免启动惯性失控造成桥梁不安全因素和转体角度产生误差等问题,因此计算牵引力是必须的。

如图11所示,假定球铰面为平面,球铰的平面半径为R;球铰上的转体桥重量为N,静摩阻系数为μ,牵引体系索的力偶臂为D,且假设桥梁重量均匀分布在球面上,则使球铰发生转动的力矩可用下式:

即:

又,球铰摩擦引起的牵引力为T1,所以:

转体体系由于存在偏心,撑脚和滑道接触,撑脚和滑道之间在转动时会有摩擦力,摩擦系数取值0.1,T构的各项参数如下:

球铰平面半径r=1.9m,转体总重量N=14500t;

转盘直径D=11m,e=9cm,μ=0.018

牵引力=2NμR/3D=14500×0.018×2×1.9/3×11=30t

撑脚摩阻力F=14500×0.09×0.1/5=26.1t,总牵引力为56.1t。

4 结论

(1)T形刚构经过不平衡称重测试得到:转体桥纵向球铰摩阻力矩20287k N·m,摩阻系数为0.018;桥梁最后不平衡力矩13050k N·m,偏心距为0.09m;偏向南侧,转动牵引力为56.1t。

(2)转体桥在转体过程均保持稳定的倾斜姿势,即梁轴线一侧的撑脚通过四氟板和滑道接触,然后和球铰形成两点竖向支撑,全程约50min完成,证明了配重方案设计和牵引力计算的可行性。

参考文献

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[3]梁锦华.转体桥转体结构平衡配重设计[J].广东水利水电,2004(10):10-11.

[4]王继红.弯斜T构桥梁双幅同步水平转体施工技术[J].国防交通工程与技术,2005(2):56-60.

称重试验 第2篇

根据中国船舶行业标准里的算法, 我们通常采用的公式为:

式中:XB-试验状态船舶的浮心纵坐标, m; (根据吃水查静水力表得出)

ZG-重心垂向坐标, m; (假定后续船跟首制船的空船重心高相同)

ZB-试验状态船舶的浮心垂向坐标, m; (根据吃水查静水力表得出)

ψ-试验状态船舶的纵倾角, 艉倾为负。 (°) 示意图见图1

但是在有些情况下, 比如我厂改装的部分船, 改装后的重心高度VCG并不能得到精确的值, 只能通过重量控制报告得到其理论值, 不能在空船称重报告时并不能采用。我们注意到XG=XB- (ZG-ZB) tgψ中 (ZG-ZB) 在一般实船中的值小于20米, 而tgψ=trim/LPP, 其中trim为艏艉吃水差, 通常试验要求小于0.01倍船长, LPP为两柱间长。对于一般比较大的船舶LPP通常在200米以上, 所以 (ZG-ZB) tgψ小于0.2m, 由于LCG对于船舶的稳性影响较小, 在0.2m范围内可以忽略不计, 在纵倾较小时, 在工程中可近似的认为XG=XB。其中XB为倾斜状态时候的浮心纵坐标。在现有的静水力表中, 可以很容易的查到倾斜状态时XB的值, 如图2的LCB值。

在一些比较新的船的静水力表中可以查到带纵倾状态的LCB值, 但是有一些没有带纵倾状态LCB值得船我们该如何计算得知他的LCG值呢?首先最先想到的办法是尽量调平船舶的倾斜状态, 使得它的横倾角ψ=0, 在这种理想状态下, 我们知道LCG就等于LCB, 只要查得没有纵倾状态下的LCB值, 就可以得出LCG, 这个方法是相当简单的, 但是在实际操作过程中, 这样做有可能是相当复杂困难的, 比如船舶完全调平可能需要很多的舱来调载, 有些舱试验时无法打水, 或有些舱需要打入大量的压载水, 而压载水的作为多余重量统计时也有一定的难度, 在这种情况下, 我们就需要再想出一种更加简单实用的方法。

在下面我们使用每厘米纵倾力矩MTC来计算LCG, 这也是一种比较常用的方法。如图2, B’为船舶等容正浮吃水下浮心的位置 (等容吃水即为由实际平均吃水和纵倾值得到的排水量, 再由这个排水量反推无纵倾的吃水值) , 由于船舶的重心G与浮心B’不在一条垂线上, 所以船舶将会倾斜, 如果整个倾斜过程中纵倾角ψ较小, 则纵稳心M点保持不动, 当MGB在一条直线上并且垂直于水面时, 整条船达到平衡状态。在这里我们要想得到LCG, LCB’可以通过查静水力表中等容正浮吃水对应的值得到, LCG=LCB’+GG’, 而GG’该如何计算呢?这里我们引入MTC, 其定义为MTC=Δ*GML/ (100*L) , 浮心与重心的高度差与BML相比是一个小值, 所以GML≈BML, 故MTC=Δ*BML/ (100*L) 。纵稳性高GML=M/ (Δ*tgψ) , M为纵倾力矩, Δ为实船排水量。又M=100*trim*MTC, 故GG’=GML*tgψ=100*trim*MTC/Δ, trim为艏艉吃水差, 艏倾为正。得出GG’就可以计算得出LCG。

下面我们结合80000吨散货船实船使用上面几种方法来计算LCG值, 并分析其结果。8万吨N225船, 倾斜试验得出的艏舯艉吃水分别为dF=2.534m, dM=3.115m, dA=3.922m, 平均吃水d=1/8 (dF+6dM+dA) =3.143m, trim=dA-dF=1.388m, 因为此条船做的是倾斜试验, 所以VCG我们可以得到, VCG=12.628m, VCB=1.618m, LCB=115.097m, 则LCG=115.166m。

若用LCG=LCB’+GG’, 则Δ=17147.8t, 等容吃水d’=3.089m, 正浮对应的LCB’=121.488m, MTC=786.136tm/cm, 则

GG’=100* (-1.388) *786.136/17147.8=-6.363m, LCG=121.488-6.363=115.125m

通过上面实例的计算结果, 我们可以得出, 在纵倾角较小时, 用这几种方法来计算船舶重心纵向坐标值在稳性要求范围内, 都是允许的, 但是由于在整个纵倾过程中, MTC是一直变化的, 而且随着纵倾变大其值变化趋势也越来越大, 使用时需要注意其适用条件, 通过我们对大量实船试验数据校核, 发现同样是尾倾的船舶, 最后一种方法来计算出的LCG, 有时大于静水力表中平均吃水带纵倾查得的LCB, 有时候又小于LCB值, 其结果存在不稳定性, 但其差值相对于整条船的船长来说, 都是可以忽略不计的, 对于船舶的稳性计算没有多大的影响。最后可以得出结论, 第一种方法是最精确的手算方法, 也是各种规范的推荐的使用方法。而后面的两种方法, 适用于小倾角。

摘要：文章重点介绍了称重试验时如何计算船舶重心纵向坐标, 在有不同的资料下不同的方法计算LCG, 并结合八万吨实船的数据进行计算, 并对所得的数据进行对比, 得出文章的分析结果。

称重试验 第3篇

农业生产中小麦、玉米、水稻、大豆等作物的测产、选种工作繁重、单调,自动化的作物考种仪将大大降低农业工作者的劳动强度,提高工作效率和准确率。作物种子考种一般包括物理尺寸、视觉外观和化学成分等多方面指标。 胡传祚等研制出基于单片机的,能够自动测量种子长度、自动数粒测千粒质量的测试仪[1]。宋鹏等研究了基于计算机视觉的玉米种子精选系统,可以在一定程度上根据玉米种子的颜色特征、形态特征将玉米种子分级,还可区分不同品系的玉米种子[2]。美国农业部开发的SKCS4100单粒谷物质量分析仪,能够测量单粒谷物的水分、硬度指数、质量(mg)和直径等参数。

目前,国内研究多集中于基于图像处理的种子外观形态测量、分级、分类研究和种子有机成分含量检测及种子含水率检测。对于单粒种子质量自动测量、分级的质量谱自动分析仪器未见报道。一般,不同作物种子质量分布、形态差异很大,开发出具有通用的质量自动测量装置较难;另外,常见作物种子质量较小,实现高精度自动精确测量亦有难度。

为了解决这一问题,设计了一种小麦种子质量自动测量装置。本文主要介绍其称重模块的设计。

1 检测系统组成及测量原理

小麦种子质量自动测量装置由质量检测模块和自动输种模块构成。其结构如图1所示。

1.单粒排钟装置 2.种子 3.种子接收斗 4.种子分类回收容器5.种子刷 6.秤台 7.称重传感器 8.基座 9.种子分类板

装置的工作过程:单粒排种装置在槽轮和曲柄滑块机构组成的驱动装置作用下,由秤台左侧运动到秤台上方1cm处,排下1粒小麦种子,而后回复到原位置;种子的质量由快速称重单元测量并传送到单片机;单片机获得种子质量信息后,向种子刷、种子分类板、排种器各自的运动控制器发出控制信号;种子刷由外侧运动到内侧将种子从秤台上扫下,种子分类板控制器将根据称重单元发来的控制信号,以转与不转实现分类功能(若该次测量分类结果与上次不同,则转动,否则不动作)。重复以上步骤,即可完成大量种子的单粒质量的测量与分类。该批种子质量分布的统计参数:均值和标准差分别按照式(1)、式(2)计算;均值、标准差、种子总数、总质量和分类结果将以滚动显示方式显示在由单片机控制的液晶屏幕上。

均值$\overline{x}=\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{k=1}^{n}x}{}_k$ (1)

标准差$\sigma =\sqrt{\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{k=1}^n(x{}_k-\overline{x})}{}^2}$ (2)

式中 n—被测种子总数;

xk —第k粒种子的质量(mg)。

2 测量电路设计

一般用精密电子天平测量单粒种子的质量,而电子天平稳定时间较长, 体积较大, 不适合快速称重和系统集成。本设计采用单点式称重传感器LAA-K5,这是一种应变式双孔平行梁称重传感器,量程30g,灵敏度0.85mV/V,综合误差0.03%,激励电压最大6V。其结构图和应变片组桥方式如图2所示。这种传感器固有频率相对较高,可满足快速称量的要求;配以精密的放大电路和优化的数据处理算法,以提高测量的分辨力,实现单粒种子质量的精确测量。

整个质量测量模块的组成单元如图3所示。

采用5V激励电压时,传感器的桥路输出共模信号电平达到2.5V,故前级放大器采用差分输入方式。三运放放大电路是一种高输入阻抗和低输出阻抗,高共模抑制比的仪用放大器[3,8,9]。运算放大器选用性价比高的AD8628,零漂移、低偏置电压(5μV)、高增益、高共模抑制比、高电源抑制比;输入端偏置电流很小,且不需要外部补偿元件,单5V供电,使用非常方便,特别适合应用到传感器的放大电路中。前级放大电路的电路图如图4所示。不难计算出[6],前级放大器的总放大倍数为

$A{}_{v1}=-\frac{R4}{R3}(1+2\frac{R2}{R1{}_{}})(u{}_{\text{i}\text{n}+}-u{}_{\text{i}\text{n}-})$

相关资料表明[4],各电阻的匹配程度将影响这个放大器总的共模抑制比,各电阻元件的热稳定性将决定放大器增益的稳定性。放大器的增益越大,带宽越窄。有研究表明,前级放大器的性能是整个放大电路的关键,其放大倍数不宜太大,以避免将噪声一并放大带入下一级。同时,在反馈电阻上并联电容,降低放大器的通频带,滤除高频干扰。为了减小电源波动对运放的影响,在运放的各正电源和地之间,并联去耦电容。

传感器的信号经过前级放大后,信号的变化还是只有微伏级,并不适合直接接入数据采集卡和ADC。因此,需要经过后级放大器,将微伏变化信号放大到毫伏级后,再接入数据采集卡或ADC。这样做一方面可以减小测量误差的影响,另一方面可以降低对ADC芯片位数的要求,同时降低对测量电路精度的要求,减少成本。

后级的同相放大器将前级输出信号进一步放大后,通过低通滤波器消除高频干扰[5]。经典的LRC滤波器在低通频段实现成本较高,而有源滤波器成本相对较低,还可以避免电感非线性对滤波器性能的影响,故采用运算放大器构成的有源低通滤波器;后接的50Hz有源双T陷波器减小了50Hz的工频干扰。为了保证后级放大器低输出阻抗和频率特性,采用电压跟随器输出。后级放大器的电路图如图5所示。其放大倍数AV2=AV21×AV22×AV23。其中,二阶有源低通滤波电路放大倍数AV23和50Hz陷波电路放大倍数AV22,均设计为单位增益,故后级放大器的总放大倍数为

AV2=R5/R6

整个放大电路的性能主要受前级放大电路的性能的影响[3],要求前级放大电路具有良好的低噪声特性,为此需要在电阻、电容的选用上采取一些措施。

为了降低电阻温度噪声和电阻值偏差的影响,电路中所用电阻,均采用集成电阻通过串并联的方式获得,降低成本的同时提高了电路的性能。电源是波动小于0.01%的直流稳压电源。电路板布线方面,线间距、线宽大于一般电路设计值,减小导线电阻以及线线间耦合作用。

安装上10g的秤盘后,在0～10g外力作用,5V单端激励电压下,传感器的输出在1.416 7～2.833 3mV范围内。在这个范围内小麦种子质量作用产生的输出电压变化只有几个微伏,因此总放大倍数要大于1 500,整个电路的放大倍数A=AV2×AV1。因为前级放大倍数不宜太大,故将电路的总放大倍数分配到前级和后级,前级放大倍数30,后级放大倍数50;经过放大后,输出电压在2.125 0～4.25V之间,可满足ADC和数据采集卡对电压的要求。

3 数据处理算法

单片机将模数转换后的数据,通过标度变换[10],换算成质量值,存入单片机内大小为10的一个数组A中,这样就形成一个质量值的序列。测得质量数值反映了装置是处在称量状态还是种子刷扫除种子状态,质量数值的变化率反映了测量值是否达到稳定;达到稳定状态时,将连续采样20个数值求其平均值,将结果显示到液晶屏幕上,并将该结果存储到单片机Flash的一个指定块”B”。一批种子质量测定完毕后,调用B块中的数据,结合数据块B的大小(数据块B的大小就是被测种子的数目),按照式(1)、式(2)的计算方法得到单粒种子质量的平均值和标准差。

测量过程中,每次采集到的模数转换后的二进制数值值都将通过串口发送到计算机;基于LabView开发的程序将以波形图的方式实时显示每一次采集到的数据;测量结束后,LabView程序将柱状图的形式显示这批种子质量分布。显示效果如图6所示。

4 结论

介绍了一种小麦种子自动称重装置,该装置尺寸小巧、功耗低、测量方便;但其测量参数单一,测量精度有待提高。下一步将研究在此装置基础上,在装置的末端添加含水率检测、有机质检测及种子外观、外形等参数检测模块,实现小巧多功能考种仪的最终研究目标。此外,提出的小质量检测方法,也适用于玉米、水稻和胶囊等微质量检测。

摘要：针对作物考种对单粒种子质量测量的特殊需要,设计了一种基于应变式称重传感器的单粒种子自动称重装置,能够实现单粒种子质量的自动测量及对一批种子的质量谱分布测量。测量过程中,该装置将实时显示每粒种子的质量,并按照预先设定的质量阈值将种子分为两类;测量结束后,将两种类别种子的数目、种子的总个数、平均质量、标准差、总质量滚动显示在单片机控制的液晶屏幕上,并在LabView开发的程序中显示质量谱分布的柱状图。

关键词：小麦,种子,自动称重,放大器

参考文献

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称重试验 第4篇

1 动态称重存在问题及解决对策

动态称重在实际应用中暴露了一些问题, 以称重误差较大的问题尤为突出, 而且极易引起征缴矛盾, 进一步加大收费站拥堵的严重程度, 引发社会的质疑和不满, 大大降低了高速公路的服务水平。主要表现在以下几个方面。

1.1 存在问题

主要表现在以下几个方面。

(1) 设备按照对已建成的收费广场开挖面积大, 施工难度大, 设备安装周期长, 维护复杂。

(2) 设备稳定性影响费额。系统检测到数据与实际车型相比主要表现为:一是多轮胎或者少轮胎, 如双胎判单胎。二是多轴或少轴。直接影响费额的增加或减少, 司机误以为人为操作, 极易引发费员与司机矛盾。

(3) 存在称重差异。称重系统的准确性使得计重收费严肃性受到质疑, 车辆的称重数据往往在不同的收费站存在差异, 对费额影响较大, 容易引发矛盾。

(4) 偷逃通行费。在实施计重收费后, 出现的各种逃缴通行费的情况, 如车辆走S型、“跳车”过秤、“拆分轴”过秤、车辆改装、快速通过计重平台、安装液压磅、“甩挂”、“增加轴”过秤、遮挡光栅分离器、“垫木版”过秤、使用遥控器干扰等方法偷逃通行费。

1.2 如何解决当前动态称重存在的问题

从技术上讲, 对于恶意的驾驶操作行为, 普通的称台系统难以从根本上加以解决称重误差问题, 只能从管理上着手。

(1) 为了减少称重误差造成的纠纷, 保证车主的利益不受损害, 计重收费要大力加以宣传和解释, 让车辆驾驶员和收费员都充分理解。

(2) 在收费车道入口安装限速标志, 尽量降低车辆通过称台的速度。

(3) 针对各种恶意通行方式, 加强管理, 发现后应及时制止, 要求司机将车辆退回, 按照要求并保持匀速5公里以下直行、水平通过称重平台, 进行复核。

(4) 收费人员在工作中应时刻保持较高的工作警惕性, 制止任何车辆逃费行为, 坚决贯彻执行收费政策, 加强教育, 树立司机按章缴费意识, 维护收费站正常的营运秩序, 确保道路通行费足额收取。

为彻底解决动态称重中存在的称重误差大、争议多、货车跳磅逃费等问题, 提高收费站点通行能力, 在高速公路计重收费中开始推行使用静态称重。

2 推行静态称重的“利”与“弊”

所谓静态称重是指车辆驶入称台, 光栅收尾后, 一般程序会延时一段时间, 取其稳定数值, 上传上位计算机, 是自动的, 车不需要停在称台上。一般车辆还没有到收费窗口, 数据已经上去了。

2.1 静态称重的“利”

(1) 误差小、精确度高。静态称重仪的最大优点就是误差小。经实践证明:原来了动态称重仪所允许的正常误差范围在5%以内, 也就是说一辆承载50吨左右的货车, 最大误差将达到2.5吨。而静态称重仪的误差却在0.5%以内, 也就是50公斤。

(2) 争议明显减少。对于司机和收费员来说, 静态秤使用后, 争议少了, 他们不再会因为误差大和收费站收费员发生争议了, 车辆通行的速度得到明显的提高, 而且超限的车辆也会自觉的缴费, 同时也有力的维护了收费站的正常收费秩序。

(3) 车辆通行速度加快。由于动态秤有误差, 好多司机就因此将车滞留在收费车道, 和收费员发生争执。特别是在车流高峰期, 严重影响了收费广场的秩序, 造成车辆拥堵收费广场。使用静态秤以后, 称重的精确度提高了, 争议少了, 车辆通行的速度自然也就提高了。现在的载货车辆通行全过程只需1分钟左右。

(4) 从根本上杜绝各种逃费行为。针对过去司机使用动态秤时所采取的“走S”、“跳磅”、非法装置等手段将得到彻底的消除, 为堵漏增收工作的深入开展提供了技术保证。

2.2 静态称重的“弊”

(1) 投资大。一台3×21米核定100t的静态秤, 设备及土建总费用在50~60多万, 开挖面积过大。

(2) 受地形限制。在有些弯道及坡度大的匝道收费站没办法安装。

(3) 过车速度比原来降低。前车驶离秤台后车才能进道, 降低了车道通行效率。

(4) 引来管理的麻烦。现在许多收费站都是装了一部分静态秤, 所以货车都不愿意进入有静态秤的车道, 宁可在动态秤车道前长时间排队, 即使一个站全部安装静态秤, 货车也会不走这个站, 而是从邻近的一些没办法安装静态秤的匝道收费站驶出, 然后再上高速, 严重影响了正常的收费秩序。

3 结语

综上所述, 显然推行“静态称重”无论是从理论、技术和实践上都是可行的, 是利大于弊的。但是, 推行“静态称重”治理车辆超限运输应该注意的细节问题如下。

(1) 理论上, 静态磅需要车辆完全静止下来称出的重量是最准的, 但在实际应用中只需车辆低速过程就可以得到重量, 且误差极小, 主要是静态厂方对软件进行了升级, 静态称重具有动态称重的功能。所以在选择静态秤时要注意这一点。

(2) 收费亭若有地下通道, 安装静态磅肯定不能跨过收费亭, 但静态磅所具有的动态称重也已解决了这个问题。只不过不同厂家的秤误差不尽相同, 需要业主选择质量过硬, 并有自主研发水平的厂商。

(3) 过车速度较慢, 且要专人指挥车辆上秤台, 否则前后车辆会互相影响。且收费广场一下变小了 (静态秤占据了很大空间) , 应该不适用于收费广场较小的站, 更容易堵车。

参考文献

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[2]肖维明.车辆动态称重设备应用研究[J].中国交通信息产业, 2010 (2) :141～142.

[3]刘英茂, 徐兆宇, 郭淑萍.动态车辆称重设备在实际应用中的研究[J].中国计量, 2010 (5) :70～71.

[4]李淑秋.公路货运车辆实行计重收费利弊浅析[J].价格理论与实践, 2007 (5) .

[5]王效卓.基于计重收费模式的超限运输治理方法研究[D].吉林大学, 2008.

[6]黄璟.关于收费公路计重收费利弊的思考[J].现代企业教育, 2007 (12) .

[7]李春花, 左庆乐.计重收费对称重设备的要求及存在问题分析[J].中外公路, 2007 (2) .

称重仪表 第5篇

称重技术从最初的发展至今已经成为工业活动中至关重要的一部分。通过重量来比较材料 (不论是用平衡秤的方法还是简单靠手感来比较) 已成了最基本的方法, 通过详尽的测量来决定交易时的销售价格。虽然这些方法可能不是很准确, 但他们所代表的是对称重技术基本原理的理解。随着时间的推移, 标准化称重方法逐渐演变, 设备不断改善, 精确性和可重复性成为称重业务中普遍的要求。

Control Engineering同Reed专家组一道开展的网上调查, 询问了参与指定, 推荐和/或购买工业称重传感器的用户, 以确定它们的应用方向、技术偏好和采购趋势。

工业用称重仪

根据受访者的最新调查显示, 66%的用户在工厂中使用称重仪表, 余下的14%的用户用来满足OEM的需求, 18%用于同时满足工厂和OEM的要求。称重传感器既包括连续处理和分批处理 (49%) , 其中批量处理占 (16%) , 连续的处理占 (14%) , 测试应用占 (11%) 和离散产品制造 (9%) 。其他未确定的业务占了受访总数的大约1%。

由被调查的受访者指定的各类称重器具用途是分散的。这些用途包括基本称重 (61%) , 预称重或填料称重 (48%) , 重量计算 (47%) , 配料 (45%) , 检查称重 (检验以重量计) (36%) , 测力 (34%) , 航运计重、跨部门转移和存货交易 (29%) 和网络张力测量 (21%) (见附图) 。所有这些类型的系统中, 受访者以压倒性优势倾向于使用于电子器件, 与使用机械器件的用户数量接近3比1。在调查结果中, 混合系统比例与直接应用机械装置所占比例基本相同。

称重计量

当电子称重方法进入人们的视线时, 有了更多的技术可供选择。根据此项调查, 称重系统可分为三种。其中出现时间最早的, 也是读者们最熟悉的是应变片。这项称重技术仍是用户最爱使用的, 占受访者的54%。而电动变换器占31%, 传感器占余下的15%。

不管使用了什么称重法, 工业中主要是由衡器的承重元件来定义区分的。据调查显示, 受访者生产过程或其设施中使用的衡器包含很多种类承重元件。最常用的类型是地板或仓库称重器, 同时长板型称重器排名第二。便携式、漏斗或罐式、可输送式、悬挂式 (吊盘或钩) 称重器, 都是很有代表性的。特种称重件在调查中最少被提及, 它们多数通常与非常沉重的载重相关, 如卡车车轴、铁路客车和高架起重机等。

在使用中的称重系统, 其承重能力差别很大。最常用的有代表性的是500至20000磅级 (35%) , 其后是100至500磅级 (19%) , 5至100磅级 (18%) , 以及10至100吨级 (13%) 。具备很小与很大承重量的设备所占比例都很小。不到5磅级的使用量占受访者的百分之十, 规模大于100吨级的只占总数的5%。不管采用多大承重量的称重系统, 受访者的调查报告显示:用户在称重中最重要的是有一种能将精度与可重复性融合的设备, 而不只是单强调准确性或可重复性。

还有什么需要注意?

在决定选择购买什么厂商的称重设备时, 控制工程师们列举了一些需要考虑的事项, 重要性降序排列如下:

■运送时间

■产品多样性

■产品创新

■制造商信誉

■产品文档易于管理

■价格

■销售代表/分销商支持

■保障

■工厂技术支持

■备有完整的称重及解决方案

■可靠性

当公司需要与称重系统相配的标准时, 控制工程师给出了非常具体的要求。虽然提及八个单独的标准体系, 但前四名占有了最多的选票。这些包括通过UL, FM (危险) , CSA和CE降序排列, 根据对受访者的调查表明“工厂支持、使用寿命长和高精确度”是出现最多的字眼。

小贴士

通过这次最新的调查, 控制工程师们对购买称重系统提出了一些具体的意见。其中对于称重仪, 在购买时 (无论是新购或更换) 应首先采用同一家公司的产品。关键问题在于:在安装和/或改造时, 因为不同颜色的线路造成混乱。它还向使用新式称重仪的用户提出了很好的建议:“每星期对称重仪进行一次校准。”一位受访者谈到:“注意温度灵敏度误差和滞后”, 它们都能对测量产生不利影响, 在设计阶段必须予以考虑。

称重传感器产品

Control Engineering的订阅者根据供应商的名单, 确定了以下厂商为称重传感器产品的主要的供应商:MettlerToledo、Rice Lake称重、GSE测量系统、Hardy Instruments Inc.、Omega工程、Satorius Corp.、Kistler-Morse Corp.、WeighTronics Inc.、Cooper仪表和系统、Daytronic Corp.、Adtech、Fairbanks Morse Corp.、Absolute过程仪表、Calex Mfg.Co.、Endress+Hauser、Entran设备和Global称重。其它制造商包括:ABB、Cardinal、Cole-Parmer和西门子 (Milltronics) 。更多制造商, 请访问www controleng.com/buyersguide。更多系统集成商, 请访问www.controleng.com integrators。公司网站上列出了每个产品的描述。

高性能称重终端

IND 780已经被开发商集成到了现有的称重终端。这些高性能设备能同时称量四个样品, 也可提供它们的标度总和。IND 780的灵活性使它可以和称重仪、高精度称重或Powercell技术配合使用。该产品用于本地网络、有二个连续端口和一个USB外键盘。Fieldbus的连通性为现今广泛适用的网络协议提供了兼容性, 其中包括AllenBradley RIO、ControlNet、DeviceNet、EtherNet/IP和Profibus, 其中包括另外的改进如新模板传输。终端直接通过I/O接点控制过程, 可以选择增加到控制40个输入和56个输出提供独立的终端解决手段。IND 780使用了不锈钢外壳, 可以用在安全区域和分区为2或区域为2/22的危险环境。

www.mt.com

Mettler Toledo

公式自动筛选

820i HMI数字称重指示仪被称作具有革命性意义的基本仪表, 它拥有更大的可用性并且支持编程。它采用了直观的界面, 820i允许用户自动筛选公式、分批启动、数据召回或任何常用的工序, 只需按动的一个按钮即可。内置的软件包括可编程功能, 25个可定义打印格式、多范围 (间隔) 。该820i还存储了多达1000份退出/转入纪录, 以便在任何时间都可以轻易召回, 并使用六种模式简化了卡车的称重数据管理。

www.rlws.com

Rice Lake称重系统

为食品与药品所准备

Model 250x冲洗指示仪是为应用在潮湿的食品加工、粘性食品制造、医药、肉类加工和包装工业环境而设计的。该装置的外壳防护等级为IP69K, 可承担高温、高压下的冲刷作业。它的外壳是用满足食品等级的高强度塑料制造而成, 装置本身还具有检重能力。显示器支持视觉与听觉指示上有六个按键, 屏幕为背光式液晶显示屏, 可显示6个0～8的数字和两个字母。它可以是案式, 墙式或柱式。

www.gse-inc.com

GSE测量系统

高性能称重仪器

高性能的负载传感器都可以提供最佳的称重表现。由不锈钢打造, 负载传感器配置了低成本导线适配器, 可以实现IP68防潮的密封, 并自动匹配参数使传感器容易安装无须角位调整。称重仪内的C2的记忆芯片, 可以在几秒钟内进行电子标定而不必试重。该传感器的硬件部分专门设计成将载重合适的传给传感器, 在消除角影响和运动敏感性的同时, 仍然允许称重系统上的热膨胀或收缩。每个负载点都有接地带和抗剥离的保护。该传感器可用于压缩或拉伸方面的应用, 称重范围达到44至20万磅。

www.hardyinst.com

Hardy仪表公司

高精确度——S-beam称重仪

LCR系列S-beam称重仪可以提供高精确度和五点可追踪NIST校准, 成本低。称重范围是25至1万磅, 这些工业用S-beam称重仪的外壳防护等级为IP55, 称重范围在1万磅以内使用铸铝外壳, 高于1万磅使用不锈钢外壳。其可互换性非常适用于多称重单元下的应用, 每一个单元配有1个20英尺长、4引入口的加套电缆。因为S-beam称重仪是用于拉紧条件下的, 所以就需要拉紧校准。如果需要也可以进行压紧校准。通过使用可选杆端或负载按钮可以简化安装过程, 应用范围包括储罐、仓库和工业称重应用。

www.omega.com

Omega工程公司

工业称重应用

Midrics系列工用称重器为工业应用设计, 如进口检查、航运生产、资源规划和包装等。Midrics 1型只是满足现场称重的简单操作, 而其多功能Midrics 2型还集成了内置的应用程序, 包括计数、检重、分类和称重比重。其独立的模块和定制版本还可满足用户特殊需求。十个使用范围包括3公斤至3吨, 可用于15000 d和Class III下的1×3000e和2×3000e。表面喷漆的型号适用于IP65工用环境, 不锈钢型 (AISI 304) 适用IP67/IP68的工业潮湿环境下使用。

www.sartorius-usa.com

Sartorius

低成本、抗冲刷的称重元件

利用其独立的半导体应变片技术, LD3压缩称重传感器不断测量在加工中心及物料贮存容器中的物料重量。该LD3应用领域广泛, 从干燥、固体物质的测量到高压力冲刷、腐蚀性或水下环境。它的量程范围为1000至25000磅。它的自动调平功能, 支持单点“调整”的同时允许多达3点全方位倾斜或旋转。它的密封平滑有效, 细菌不会进入其中。它的使用环境不像杆式和饼式称重仪那样严格。

www.kistlermorse.com

Kistler Morse Div., Venture测量公司

独立式/过程控制称重指示仪

Weigh-Tronix公司近日推出的最新款Evolution系列E1110多媒体应用可配置指示仪可以支持独立式或过程控制称重应用。该E1110指示仪是对在采矿、聚合、水泥、废弃物/资源回收、运输和分配、食品加工和化学品/石化工业等多种应用下的一种理想的解决方案。该E1110可以储在指示仪上直接存多种操作并履行过程控制, 无须PLC。它也可以轻松整合现有的工业网络和SCADA系统中。该E1110指示仪是理想的各种各样的工业称重和过程控制解决手段, 包括简单称重、计数、检查称重、尖峰称重、动态称重、汽车衡重业务及车队管理、包裹运送、批次装填等。其不锈钢外壳达到NEMA6/4X和8位数字1.0高亮黄色LED显示屏。在运行操作时动态显示状态信息, 存储了多达10个处理方案——每个多达50个可编程的步骤, 并为20种独立的故障提供了警钟模式。其编程可为物料计数和高/低重限、记录个别产品的包装重量和总重量, 通过可选单元检测产品进入或离开称重段。

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Avery Weightronics

动态称重系统

Loadtronics II是一种工业装载用动态负载称重系统。系统会自动在称重状态下寄存重要的称重信息, 包括产品类型、产品目的地及数量。数据保存在系统中的主寄存器中, 可以打印到表格形式。该系统可提供每一天、每一车辆、客户、物料和重量的资料, 最多可以存储2800多个事项 (包括每一项的日期时间和单独称重) 、999辆卡车资料、999个产品和999个客户。它使用一个数据电缆互连所有传感器, 把数据传向机载显示器, 可校准多达5个装载机附件。精度误差±1%。

www.fairbanks.com

Fairbanks量具公司

精确称重传感器

AD-4212A精密称重传感器, 可以说是对于高速灌装和检重应用最理想的选择。其特有的Super Hybrid传感器技术响应时间只有0.8秒, 极适用在高速称重和灌装、检重和远程遥控称重应用。该种称重传感器可以放置在一条生产线的任何地方, 并允许用户定制称重盘。它的真空荧光显示器外壳防护等级为IP54使用环境广泛, 可放置在称重传感器上6英尺处。RS-232接口保证了GLP/GMP与重量数据的输出和校准相配, 以及计数模式或测上/下限值时处理最大数据。测量范围从0.1毫克到0.001 g和从110 g到1100g。共可测11个重量单位 (克、毫克、盎司、吨、两、ozt、CT、mm、gn、tola、messghal) , 键盘防灰尘和溅水保护, 以及时间日期的时钟功能。每个称重仪表包含F级重量校准。

www.coleparmer.com

Cole-Parmer

重型皮带称重仪

MBS是一种经济可靠的带式称重仪表, 为过程中显示并提供了动态称重数据。中等大小的称重传感器非常适合有聚合物、沙子、砾石或碎石的环境中, 该设备为可靠的连续称量提供了最低的成本。其精确度为±1.0%左右, 西门子生产的Milltronics带式传感器性能高于平行四边式铝合金应变传感器, 可以为垂直载重提供即时显示, 而横向的拉力如带阻力或托辊摩擦不会影响其准确性。此外它不受不均匀带载重或高速皮带运动影响、耐久性强且有过载保护, 在工厂中使用负载为额定载重的150%。MBS带式称重传感器没有跨桥, 从而降低了材料的消耗并普遍适合于大多数输送机的宽度。它可以很容易从一个输送机搬运到另一个上。

www.siemens.com

西门子能源与自动化

液压箱斗式称重传感器

该液压箱斗式称重系统即使在最苛刻的条件下称量都很准确, 可说是市场上最可靠的液压斗式称重传感器。由300系列不锈钢打造的系统, 其水压称重传感器终生使用并且本身也无需电力供应。他们还为长久使用提供了终端保障, 系统自检可在总称重达到3000至300000磅时照常使用。每个称重系统都配有一个加法器和20英尺铜管。它具备防雷击损坏功能、抗冲刷、瞬态电压/射频干扰, 以及低维护成本。

www.cardet.com