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一种新型、实用性地磅的研制

时间:2017-08-11 12:25   点击数:

前置动态测量保护式地磅是一种新型地磅,它具有称量精度高、精度保持性好、结构新颖、工艺先进、性价 比高等诸多优点,科学地解决了目前我国大型地磅精度保持性差、使用寿命低的技术难题,完全符合我国大型地磅高称量精度、高精度保持性的发展方向,具有广阔的市场发展前景和应用推广价值

0.引言

地磅俗称汽车”是一种非常常见的大型计 量设备,广泛应用于贸易、运输、仓储、粮库、矿山、工厂、 港口码头等行业的进出物资计量和数据管理。然而 方面由于公路运输车辆大型化、品种多、载重范围大, 别是我国车辆超载超限现象非常普遍,地磅损坏事故 不断发生,电子汽车衡的精度保持性和使用寿命均受到 严重挑战,其发展已陷入了困境。另一方面,交通运 输安全一直是社会普遍关注的焦点,而载重汽车的严重 偏载是造成车辆行进中急弯时倾翻或部分轮胎因负荷 过大爆裂,引发重大交通事故的重要原因之一。

为打破地磅发展的困境,强化交通运输安 全,由公司和高等专科学校联合组 成新产品开发团队,研制了前置动态测量保护式地磅。该衡器科学地解决了地磅精度保持性差、 使用寿命低的难题,具有广阔的市场发展前景。

1.地磅的称重原理简介

地磅一般由称重显示仪表、称重传感器和 称重秤台等几部分组成。8只传感器分布在承重秤台 下方的弹性体应变梁上。被称量重物或载重汽车置于 承重秤台上,在重力作用下,秤台将重力传递至承重支 撑头(连接件)使称重传感器弹性体产生形变。同步地 使粘在弹性体应变梁上的电阻应变计发生形变而改变 电阻值由于应变计是连接成平衡电桥式的应变计电 阻的变化会引起电桥的不平衡,从而输出与重量数值 成比例的信号给称重仪表,仪表内的线性放大器将电 信号放大,再经模拟/数字A/D)转换后变成数字信 ,最后经仪表的微机处理机CPU)对信号进行处理 后直接在仪表上显示重量数据。

传感器内部基本原理如图1所示。

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整个显示仪由放大器、滤波器、A/D转换器、主处 理器和显示屏组成。传感器输出的毫伏信号经放大器 放大、滤波器滤波后被调制成符合规定模拟信号送入 A/D转换器进行模数转换将模拟信号转为可处理的 数字信号,主处理器再根据预先设定好的参数和策略 对送来的数字信号进行运算和处理最后将处理和运 算的称重结果显示在CRT上以供使用。在此过程中, A/D转换器是至关重要的其数据转换的精度决定了地磅的称重精度。

2前置动态测量保护式地磅

地磅采用的技术核心是‘‘力一电”转换技 术,由于电子技术和机械加工工艺的发展,称重领域的 传感器技术和仪器仪表技术已经非常成熟。地磅传统称重方式有静态式、动态式和动静两用式三类。 其中,静态地磅的称重精度可达国标三级 (OIML m),可用于贸易结算,是目前电子汽车衡的主 流。但其常常在使用一两年后精度就严重下降有时 甚至损坏,其精度保持性差、使用寿命短的状况已成为 用户反映最强烈的问题,然而提高计量精度和提高使 用寿命二者无法兼顾。动态地磅虽然过载能力 强、使用寿命长但由于其称重精度不高(称重数据不 能用作贸易结算),使其无法成为地磅的主流, 主要用于公路的计重收费和公安交通部门整治交通秩 序、打击超限超载。动静两用地磅不仅存在动 态使用寿命短、静态称量精度低的致命缺陷,而且既难 以长期保持高的称量精度,又对动态称量车辆的行驶 速度有严格要求,其发展也受到限制。传统的这三 地磅不是精度保持性差,就是称量精度太低, 不能满足现代发展对大型地磅高称量精度和高 精度保持性的要求。因此,我们必须要进行创新。

2.1传统称重工艺

传统的地磅的称重工艺都是一次称重工 艺,载重汽车驶上地磅的称重秤台进行称重,称 重结果在仪表上显示并打印出来,称重结束,其检测 工艺技术路线如图2所示。

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2.2称重工艺技术路线创新

我们要解决的关键技术问题之一是在高的称量精 度前提下,如何提高精度保持性?从而延长其使用寿 命。创新后的前置动态测量保护式地磅的称重工艺 为二次称重工艺,即在高精度称重的前面增加了一次 快速动态粗约称重,其称重技术路线如图3所示。

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2.3地磅结构创新

为实现二次称重工艺我们在传统地磅 衡的结构上进行了创新。前置动态测量保护式地磅的结构如图4所示。

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2. 3. 1 增设前衡

在高精度静态地磅(简称主衡)前设置一台 具有耐冲击、抗过载、快速动态称重特点的轴重衡(简 称前衡,前衡与主衡形成双联称重关系;在前衡与主 衡之间设置一段缓冲地段,车辆经过前衡动态称重后, 其数据及时送至计算机处理系统,对主衡形成信息的 前置输送;若车辆符合主衡的称量范围缓冲地段设置 的挡车栏杆自动打开车辆可驶上主衡进行高精度静 态称量;若车辆超载超限,计算机系统发出警报指令, 缓冲地带设置的通道处于关闭状态不允许车辆驶上 主衡,保护主衡免受超标车辆所带来的危害,地磅的长期稳定性和长使用寿命得以实现。

2.3.2前衡结构的优化设计

前衡利用单轴称重动态汽车衡的技术原理将原 衡器秤台0. 9 x3m,4传感器分成两个称重平台(每 个规格0. 9x1. 5m,4传感器),这两个左右平行的基坑 式称重平台组成了动态称重的前衡当载重汽车动态 驶过时,左右称重台就分别测出车辆每根载重轴左右 车轮的实际承重量,其承重之和就是相应载重轴的轴 ,各轴轴荷的总和就是该载重汽车的总重,各轴左右 车轮承重量之差即为相应载重轴的左右偏载量。

3.前置动态测量保护式地磅的独特功能

通过对传统称重工艺和地磅的结构进行创 ,再配置公司研发的计算机称重管理 系统和PLC控制系统,并安装上专用功能软件,该软件 为称重系统计算机管理软件主要用于载重汽车各轴 称重数据的分析、处理和判断并发出允许或拒绝报警等)上主衡精确称重的指令。前置动态测量保护式地磅的各项主要性能指标均处于国内领先水平。

3.1地磅前置动态保护功能

在主衡前设置台动态称量的前衡,前衡与主衡形成 双联称重关系,前衡的称重数据具有快速动态化测量的特 ,重在检测车辆是否超出主衡量程、是否超载或严重偏 ,对主衡形成信息的前置输送,计算机系统对这些信息 (或数据)进行分析和处理,并发出指令,阻止超标车辆开 上主衡,对主衡形成了防超量程大负荷冲击保护。主衡是 以江西大众衡器公司开发的双向变截面钢结构电子平台 秤秤台为基础,匹配了更高精度的称重传感器和仪表,主 衡的静态称量精度等级可达OIML II;OIML II准确度等 级的地磅产品实现工业应用。目前,国内外地磅均不具备这种自我保护功能。

3.2载重车辆偏载检测功能

前衡由位于同一直线上左右平行的两个基坑式动 态称重台组成当载重车辆以一定速度通过时,两个动 态称重台分别测出了每根轴上两边车轮的实际重量, 两边车轮的实际承重量之差即为相应载重轴的偏载 量。目前,国内外各类地磅都没有这种测量车 辆左右偏载的功能。

3.3地磅秤台防冲撞功能

在主衡的秤台上安装了防冲撞锁紧装置,借助于 计算机系统控制秤台锁紧装置动作当汽车驶上秤台 停稳后,锁紧装置释放开始称重,做到称重时秤台只受 到车辆的垂直压力;当汽车驶上和驶离秤台时,锁紧装 置锁紧,这时秤台与地基连成一体,减弱了汽车上下秤 台时对秤台造成的冲击,降低了称量误差。同时,有利 于主衡高精度的保持。

4.结束语

前置动态测量保护式地磅由于采用了多项新技,其主衡准确度等级完全达到OIML II的标准科学 地解决了我国地磅精度保持性差、使用寿命低 的难题,具有称量精度高、精度保持性好、结构新颖、工 艺先进、性价比高等诸多优点,同时安装、使用、维修非 常方便。经用户广泛使用,证明其精度保护性好,有独 特的功能特性,有利于企业车辆交通安全管理,受到用 户的一致好评,经济效益和社会效益显著,具有广阔的 推广应用前景。