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裝載機稱重系統與傳感器的選擇
作者:admin來源:本站時間:2013/7/24 14:28:58


裝載機/鏟車是在底盤的前方鉸裝由動臂、連桿機構和裝載斗組成的工作裝置,在行進中鏟裝、運送、卸載和平整作業的自走式土方機械。若換裝相應的工作裝置,還可以進行推土、起重、裝卸木料及鋼管等作業,是一種用途十分廣泛的工程機械。


前 言

一、裝載機的特點和稱重計量

裝載機自重大,軸距短,且始終處于流動作業狀態,難以用固定位置的衡器對它所載貨物進行稱量,否則會影響工作效率,因此,尋找一種使其在工作過程中完成對貨物稱重的方法,才能較好地解決這一問題.一般來說,對貨物計量的準確度要求越高越好,稱重誤差一般要求0.1%0.5%左右。

裝載機進行散堆貨物裝載時,初期采用測比重畫線估算的方法來計算所裝貨物的重量,此法存在著誤差大、隨機性大、不便管理等特點。多裝,會造成直接經濟損失和超載運輸;少裝欠載,則會降低運輸效能,損害客戶利益。同時,因裝載機無稱量裝置而使物料裝卸還必須依賴于汽車轉運過秤或使用地磅,裝卸效率低下費用也很高。

隨著鐵路、汽車、港口、碼頭等物流裝卸業的發展,裝載上貨效率、安全性和準確性的要求越來越高。需要一種先進的裝載機稱重系統來實現裝載過程中對貨物的自動準確計量,對于加強裝載作業管理,防止超載和欠載,提高裝卸作業效率和效益,保證車輛運輸的安全性有著顯著的實效。


二、稱重系統介紹

    工作原理:

    裝載機稱重系統一般分為兩個部份,信號采集部分和信號處理及顯示部分。信號采集部分一般通過傳感器或者變送器實現,信號采集的準確程度對裝載機的稱量的準確度至關重要。


裝載機稱重系統

1、靜態稱重系統

常用于對現有裝載機或鏟車的改裝,由于現場沒有適當的稱量設備,而用戶又需要進行計量以進行貿易結算時,鑒于用戶對改裝成本的需求,通常會選用靜態計量方式。

靜態計量稱重設備組成:壓力傳感器(1個或2個,視精度要求而定)+普通稱重顯示儀表(必要時可選配打印機)+安裝附件(引壓管或過程接口等)

靜態稱量的一般特點:

1)、每次稱量時,稱重斗的位置要求一致,以保證稱量的準確性,從而影響了稱重效率;2)、設備功能較少,許多工作需要手工協助完成,如記錄、計算等;

3)、適用于短期作業場所,不需要大量的數據處理;

4)、成本低,對一些個體經營單位或小單位比較適合;

5)、涉及的參數少,安裝調試比較方便。

2、動態稱重系統

對車站、港口等大型單位的裝載計量,應選擇動態稱重系統,以滿足快速、連續計量與大量數據管理的需求。

動態計量稱重設備主要包括:壓力傳感器(2只)+動態控制儀表(帶打印功能)+安裝附件

動態計量稱重設備的主要功能特點:

1)、累計裝載,重量設定、顯示和超重報警功能;

2)、單斗重量稱重和累計、顯示功能;

3)、貨車車型選擇或輸入功能,貨車車號錄入功能;

4)、操作者、裝載機編號和裝車站代號輸入功能;

5)、作業時間(,,,,)記錄功能;

6)、作業基本數據存儲、打印與查詢功能;

7)、采用動態采樣和模糊算法,實現動態標定和動態稱量,無須停斗,舉升過程中自動稱重;

8)、使用裝載機電源供電。

9)、采用雙液壓傳感器及高精度A/D轉換器,精度更高。

10)、可設置自動置零或手動置零。


三、適用范圍

適用于裝載機(包括鏟車)自動稱重計量、超載保護、工作量管理等。可稱量煤或焦炭﹑有色礦﹑土方﹑花崗或大理石﹑砂子﹑碎石磚﹑工業及民用垃圾、挖掘材料及建筑添加料 等。應用場所:礦山、車站、港口、碼頭、工廠、貨場等輪式裝載機。


四、傳感器的選擇

根據裝載機的作業特點,信號采集部分一般有稱重傳感器、壓力(油壓)傳感器、壓力(油壓)變送器三種,需要強調一點的是傳感器防過載、抗震動、絕緣性、抗干擾等性能要      比較好。

A> 稱重傳感器

一般是用傳感器代替銷軸使用同時達到稱量的目的。該方案對傳感器的結構設計和安裝尺寸精度要求較高,所以在實際作業中經常會出現精度低、安裝更換不方便等不良現象,甚至會出現安全事故,所以沒有得到推廣使用。

B> 壓力(油壓)傳感器,通過液體壓力轉換為裝載斗的重量來完成稱重作業,它改裝方便快捷,設備的測量精度相對使用稱重傳感器大大提高,安全性能得到了保證。

C>壓力(油壓)變送器

         傳感器輸出的是mV信號,而小信號在傳輸和處理的時候容易受到干擾,折算出來的重量容易引起誤差,對顯示部分的要求比較高,在對稱重精度要求比較高的系統中使用比較困難。變送器很好的解決了這些問題,它抗干擾能力強、輸出信號大(一般為4~20mA或者0-10VDC0-5VDC),這樣對信號處理部分和顯示部分要求大大降低,稱重系統的準確度也相應增強。


下面介紹兩種適用于裝載機或鏟車稱重裝置的壓力傳感器、變送器:

A1、濺射薄膜壓力傳感器(PPM-216A)

本產品采用濺射薄膜技術并結合裝載機稱重系統的特點設計,主要通過測量裝載機油壓進而轉換成重量信號。

1)、該產品的主要特點

a、體積小、重量輕,可直接過程安裝;

b、精度高、長期穩定性好;

c、抗震動、沖擊、過載能力好;

d、耐腐蝕,耐高溫,溫度漂移小

2)、該產品的主要技術參數:

項目

指標

項目

指標

量程

25MPa40 MPa60 MPa100 MPa

安全過載

120%FS

輸出:

1.5~2.2mV/V

靈敏度溫漂

±0.015%FS/

供電

5-10VDC

零點溫漂

±0.015%FS/

精度

±0.1%±0.2%

環境溫度

-40~+125

壓力接口

M10x1(雙O型圈密封)

橋臂電阻

≤2KΩ±0.5KΩ

M14x1.5M16x1.5M20x1.5

絕緣電阻

≥2000MΩ50V DC


A2、濺射薄膜壓力(油壓)變送器(PPM-241A

 PPM-241A同樣通過測量油壓采集重量信號,根據客戶具體要求采用數字電路對傳感器信號處理。

1、 該產品的特點:

  a、信號大,易換算。

  b、精度高,穩定性好。

  c、抗震動、沖擊、過載能力好

  d、抗干擾能力強。

 e、耐腐蝕,耐高溫,溫度漂移小


2該產品的主要技術參數:

項目

指標

項目

指標

量程

25MPa40 MPa60 MPa100 MPa

安全過載

120%FS

輸出

4-20mA,0-10VDC,0-5VDC

靈敏度溫漂

±0.01%FS/

供電

9-32VDC

零點溫漂

±0.01%FS/

精度

±0.1%±0.2%±0.5%

環境溫度

-40~+125

壓力接口

M10x1(雙O型圈密封)

橋臂電阻

M14x1.5M16x1.5M20x1.5

絕緣電阻

≥2000MΩ50V DC


B1、電阻應變壓力傳感器(俗稱貼片式傳感器PPM-242L

在裝載機稱量貨物重量時,連接鏟斗的油泵是不斷運動的,油泵內的油(待測介質)經過多次高壓后,溫度會升高,PPM-242L傳感器在應變片的選擇上充分考慮了溫度因素,采用高溫應變片,在制作過程中采取相應措施讓傳感器溫度漂移盡可能的小,<±0.03%FS在安裝時一般是通過引壓管進行安裝。這樣,傳感器承受的溫度和沖擊得到緩解,從而增加了設備的使用穩定性。

1)、PPM-242L主要特點:

a、精度高,長期穩定性好

b、密封好,耐腐蝕

c、低成本,性價比高。


2)、主要技術參數:

項目

指標

項目

指標

量程

0-100MPa

安全過載

120%FS

靈敏度

1.5-2.0mV/V

靈敏度溫漂

±0.03%FS/

供電

10~12V DC(推薦)

零點溫漂

±0.03%FS/

15V DC(最大)

環境溫度

-30~+90

精度

±0.1%±0.2%±0.5%

橋臂電阻

350Ω

壓力接口

M20x1.5G3/8;用戶訂制

絕緣電阻

≥5000MΩ50V DC

導線

Φ5.5x5m 

防護等級

IP68



綜上及跟據生產過程中積累的經驗,和客戶反映的情況來看,稱重型傳感器我們不推薦使用,油壓傳感器中PPM-242L是一款經濟型傳感器,PPM-216A傳感器和PPM-241A變送器從性能、安裝難易程度等角度上說是是兩款很不錯的傳感器,其中PPM-241A型變送器,對后續信號處理和儀表顯示部分要求很低,更容易配套使用。


五、安裝注意事項

1、安裝位置

說明:

左右兩側支撐臂油缸液壓回路上。兩側各一個,如左圖所示。

安裝方法:

說明:

左右兩側支撐臂油缸液壓回路上。兩側各一個,如左圖所示。

安裝方法:

1、通過油路轉接塊進行安裝(如下圖)。

    

2、也可通過引壓管安裝連接。

安裝效果圖:

 

 2、安裝注意事項

1)、螺紋安裝應確保密封,安裝時應采用密封膠或生料帶等輔助用具;

2)、接線嚴格按照產品說明書執行,防止因誤操作導致產品損壞;

       3)、標定時應針對不同的方位、角度進行多參數測試,確保設備在各種狀態下稱量精度一致;

       4)、如空間所限無法正常安裝時,應考慮采用引壓管引出安裝的方式,調試完成后再固定好。

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