在制藥、建材和食品行業(yè)中,無(wú)論是容器和筒倉(cāng),還是平臺(tái)和配料系統(tǒng),甚至是廚房和浴室秤,都少不了重量測(cè)量。
在工業(yè)中,容器中的料位測(cè)量是一個(gè)很有趣的領(lǐng)域。重量測(cè)量或稱重有著各種可能性。裝填料位可以通過(guò)光學(xué)、靜壓、超聲波、微波和雷達(dá)、機(jī)械、電容、熱輻射、位移和電阻,或者昌暉儀表所述的重量法來(lái)確定。
“重力式”(gravimetric)一詞由拉丁語(yǔ)“重力”(gravitas)和希臘語(yǔ)“測(cè)量”(τ? μ?τρον)構(gòu)成。因此,在重力式測(cè)量中,質(zhì)量對(duì)應(yīng)的重量與重力相結(jié)合形成了一個(gè)有意義的值,從而通過(guò)稱量容器重量確定料位(裝填料位由介質(zhì)的密度和容器的幾何形狀確定)。這使得重力式料位測(cè)量成為稱重技術(shù)的一部分。
重力式料位計(jì)尤其適用于容器中可能出現(xiàn)物料分布不均的情況的料位測(cè)量。
1、重力式料位測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)
重力式料位測(cè)量具有諸多優(yōu)點(diǎn)。最大的優(yōu)點(diǎn)在于:用于重力式料位測(cè)量的力傳感器可以安裝在容器外部,無(wú)需打開(kāi)或改裝容器,從而避免與產(chǎn)品接觸。這樣就可以消除污染,清潔工作也容易得多。此外,還可以實(shí)現(xiàn)非常精確的測(cè)量-在相對(duì)線性誤差方面,經(jīng)常可以達(dá)到額定載荷0.02%的精度。這就使得一些過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)定量給料,例如食品裝袋,包裝內(nèi)一定裝有規(guī)定的量。
另一大優(yōu)點(diǎn)在于產(chǎn)品不影響測(cè)量。可通過(guò)重量法測(cè)量所有內(nèi)容物-固體、液體、粘性物質(zhì)、泡沫物質(zhì),甚至有毒或腐蝕性內(nèi)容物的料位。此外,即使筒倉(cāng)或儲(chǔ)罐內(nèi)出現(xiàn)空隙或不均勻的內(nèi)容物分布,也不會(huì)形成虛假測(cè)量值,因?yàn)闇y(cè)量是針對(duì)全部?jī)?nèi)容物的稱重。
此外,合適的安裝模塊不僅可以確保重力正確地導(dǎo)入力傳感器,還可以使安裝非常容易。模塊和力傳感器高度低,安裝體積小。然而,如果容器已經(jīng)永久安裝,要花費(fèi)巨大的工作量才能將其放置到模塊上,就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)于這種情況,可能的建議是將應(yīng)變傳感器用螺栓固定到支架上,通過(guò)應(yīng)變傳感器確定內(nèi)容物重量引起的支架壓縮量。這樣就可以通過(guò)重量法對(duì)不可移動(dòng)的容器進(jìn)行稱重。
2、重力式料位測(cè)量缺點(diǎn)
重力式料位計(jì)測(cè)量料位的缺點(diǎn)在不同的應(yīng)用中有著顯著差異。當(dāng)無(wú)法防止力分流時(shí),測(cè)量結(jié)果基本會(huì)失真。理想情況下,容器應(yīng)與力分流結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械解耦。然而在實(shí)踐中,有時(shí)附加支撐是絕對(duì)必要的。這時(shí),測(cè)量結(jié)果就取決于它們的支撐效果有多大。另外,如果測(cè)量受到高承載重量的影響,也可能會(huì)出現(xiàn)類似的問(wèn)題。與產(chǎn)品相比,容器的高度越低,重量測(cè)量越準(zhǔn)確。最后,獨(dú)立式室外容器可能受到自然因素的影響。例如,風(fēng)的推力或積雪會(huì)導(dǎo)致重量顯著增加。
3、典型應(yīng)用:用于容器稱重的力傳感器
單點(diǎn)式稱重傳感器通常用于磅秤。它們不僅價(jià)格低、精度高,而且不論將其放在平臺(tái)上的什么位置,都可以可靠地確定重量。
為了實(shí)現(xiàn)理想的受力,帶有相應(yīng)稱重模塊的彎曲梁或剪切梁通常安裝在有支撐的儲(chǔ)罐、筒倉(cāng)或容器下方。將容器的總重量除以支架的數(shù)量,即可確定這些力傳感器的額定載荷。如果額定載荷超過(guò)10噸,則可以切換到壓向力傳感器,其最大量程可達(dá)300噸。借助四個(gè)支架,可以按最高精度稱量重達(dá)1200噸的容器。或者,容器可懸掛在S型力傳感器上,或安裝應(yīng)變式力傳感器。