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多功能称重配料仪表设计与应用

发布时间:2020-10-14 14:52:58 |来源:关于混凝土配料秤检定的思考

0引言
随着商品混凝土市场的不断发展以及水电站、核电站、高速路、机场、高速铁路等大型工程的投入建设,这些工程对混凝土的要求更高更严,所以在混凝土搅拌站中,广泛应用于建筑行业中的混凝土配料秤对商业混凝土的配料和称重显得尤为关键和重要,然而国家尚未出台专门针对混凝土配料秤的计量检定规程。笔者工作的单位所在行政区域内恰有高速铁路在建,本着服务好国家级重点工程,合理实用高效地检定混凝土配料秤,保障其量值的准确可靠,通过一年半来的对此类衡器多次检定实践以及查阅相关资料,引出如下思考,与全国计量的同行们共同探讨和提高。
1何为混凝土配料秤?
混凝土配料秤是一种较为特殊的衡器,它是将不同的散状物料(骨料、粉料和液体)合成为预定质量且固定配比载荷(分离载荷或累计载荷)的混凝土。是具有一个或多个称量单元,对一种或多种的散状物料(骨料、粉料和液体)进行定量称量,形成具有预定质量、且相互独立不连续的分离载荷,还可对这些分离载荷进行组合或累计,并将这些分离载荷或累计载荷输出,同时显示和(或)打印这些载荷量值的自动衡器。配料秤的称重原理是利用作用于称量斗上的重力来确定该物体的质量,也就是把物料质量转化的力通过测量装置测量计算,再以重量单位显示的值,包括一个或多个配料秤对相应的载荷组合进行计算,并将其组合作为一次(预定的且实际上恒定的质量)装料,随之放料输出。混凝土配料秤分为单体式配料秤、累加式配料秤和皮带式配料秤,以及组合式配料系统和其它形式的配料系统。
组合式配料系统又称为混凝土搅拌站,它是包括多个称量单元,每个称量单元分别对各自对应的散状物料(骨料、粉料或液体)进行定量称量,分成预定质量的分离载荷(装料),并将这些分离载荷的进行定量组合累计,将组合后的累计载荷(新鲜混凝土)输出的混凝土配料系统。如图1所示,一般的组合式配料系统中包括如下四种类型配料秤:骨料、水泥、水、外加剂,特殊可增加粉煤灰等掺和料秤。

混凝土搅拌站配料秤示意图

2检定依据如何选择?
目前,虽然我国部分省如浙江和山东已经出台相关地方计量检定规程如:JJG(浙)96—2007《混凝土配料
秤》、JJG(鲁)66—2008《}昆凝土配料秤》,但由于国家还没有正式出台专门针对此混凝土配料秤的检定规程,难免让大部分未出台相关地方检定规程的同行在检定混凝土配料秤时产生困惑,到底以何标准作为检定的依据?笔者注意到目前选择的争论点主要集中在如下三个国家计量检定规程:(1)JJG539—1997(数字指示秤》、(2)JJG648-1996(~连续累计自动衡器》、(3)JJG564—2002《重力式自动装料衡器》。定义往往简明扼要说明了衡器的基本情况,我们通过罗列出各自规程上的定义结合相关资料比较分析:
2.1定义
2.1.1数字指示秤是指装有电子装置的秤。
2.1.2非连续累计自动衡器是把一批散料分成质量不等的若干份分立的被称载荷,按预定程序依次称量每份后分别累计,以求得到该批物料总量的一种自动秤。
2.1.3重力式自动装料衡器是把散状物料分成预定的且实际上恒定质量的装料,并将装料装人衡器的自动衡器。
2.2比较分析
2.2.1表面上看混凝土配料秤在静态情况下属于此数字指示秤,有相似的秤重单元、传感器和显示装置。但仔细查看JJG539—1997中适用范围条款规定:本规程适用于国家依法管理的符合JJG555—1996自动秤通用检定规程》要求中的中准确度级和普通准确度级的数字指示秤。
2.1.2非自动秤定义:在称量过程中需要人员操作(例如向承载器加放或卸去载荷或取得称量结果)的秤。可见数字指示秤属于非自动衡器的类别。混凝土配料秤在实际称量过程无需操作者干预,能按照预定的处理程序自动衡量,属于自动衡器,故不能选用~G539—19974数字指示秤》作为检定依据。
2.2.2中文字面上理解非连续累计自动衡器和重力式自动装料衡器区别点在于是把散状物料分成质量不等的若干份分立的被称载荷还是预定的且实际上恒定质量的装料。混凝土配料秤定义是将不同的散状物料(骨料、粉料和液体)合成为预定质量且固定配比载荷(分离载荷或累计载荷)的}昆凝土,很明显属于重力式自动装料衡器。
2.2.3查相关资料得知,非连续累计自动衡器和重力式自动装料衡器分属于英文原版OIMLR107和OIMLR61这两个不同的国际建议,它们的本质上区别在于硬件上是否有用装置控制一次(预定的且实际上恒定质量的)装料总质量的定量自动反馈控制功能。
(1)非连续累计自动衡器(OIMLR107)只有多个称重周期的累加功能,没有一次装料总质量的定量自动反馈控制装置。
(2)重力式自动装料衡器(OIMLR61)既有多个称重周期的累加功能,又有一次装料总质量的定量自动反馈
控制装置。
2.3结论
通过以上的分析可知,混凝土配料秤属于重力式自动装料衡器。在没有出台特别针对混凝土配料秤国家计量检定规程前,对无地方计量检定规程条件下进行检定混凝土配料秤应该选用JJG564—20o2《重力式自动装料衡器》作为检定依据。
3有无改进的检定方法?
国家计量检定规程JJC564—2oo2《重力式自动装料衡器》8.2.2.4表9规定了首次检定和后续检定的项目一览表,其中只规定按照外观检查、物料检定、准确度等级的确定这三个大项进行。可实际情况是混凝土配料秤在使用过程中由于其所处的客观环境的影响,不可避免在物料检定后发现配料秤达不到相应准确度等级的要求,需要进行调试使其达到相应准确度等级的要求。调试过程是首先按照厂家的使用说明书设置要求进入标定模式用标准砝码调准静态示值,然后通过调整加料速度、落差、过冲量、自动补偿等参数,让配料秤动态过程示值准确,最后依据检定项目一览表重新进行物料检定。这样下来一台配料秤的检定往往需要经过检定、调整、再检定这样的循环过程,其中包含了两次需要耗费大量人力物力以及时间的物料检定过程。根据笔者手头统计数据,在后续检定过程中,混凝土配料秤的一次性通过率只有约20%,80%的配料秤都需要经过检定、调整、再检定,这对客户和我们法定计量技术机构来说都是一种极其低效率的做法。有没有一种在遵循现有检定的规程方法的基础上,而又可以提高检定效率的方法?通过查阅国标GB/T10171—2Oo5《混凝土搅拌站》,地方检定规程JJG(浙)96—2OO7《混凝土配料秤》、JJG(鲁)66—2008《混凝土配料秤》等相关资料,答案是肯定的。检定思路如下:先对配料秤进行静态检定,在静态检定合格后,再进行物料检定。这样在静态检定过程中可以提前及时发现问题,并进行相应的调整解决问题,避免多次的物料检定。实践证明,这是一种高效经济节省人力物力的检定方法。参照JJG564—2002《重力式自动装料衡器》在概述中提到在装料衡器作为非自动衡器使用时应符合JJG555—1996《非自动秤通用检定规程》的要求,笔者建议在规程原有三大项检定项目改进为增加静态检定项目,即最终检定项目包含外观检查、静态检定、物料检定、准确度等级的确定这四大项,其中静态检定过程项目如下所述:
3.1检定的项目
置零装置的准确度、偏载、静态称量示值误差、鉴别力。
3.2检定的准备
进行检定前,计量技术机构应准备好足够的M等级标准砝码,搬运设备和相应的据有操作资质的人员以及设备的使用说明书。
3.3判定依据
静态称量按普通准确度级数字指示秤的最大允许误差要求。

静态称量最大允许误差表


3.4检定分度值(e)及实际分度值(d)
混凝土配料秤的检定分度值(e)可与实际分度值(d)不一致,必须d≤e≤10d,分度值应以1X10k,2×10或5×10为形式表示的质量单位,k为正、负整数或零.
3.5.1置零装置的准确度
首先将配料秤置零,摆脱自动置零和零点跟踪范围(如放置10e的砝码在承载器上),再测定示值由一个分度值变为下一个分度值的附加砝码,用闪变点法计算零点的误差。闪变点法具体操作如下:对于某一载荷/7/,,示值是I,逐一加放0.1e的附加小砝码,直到示值明显增加一个e,变为(,+e)。此时,所有承载器上的附加小砝码为△m。可用下述公式得到:
化整前的示值P:P=,+0.5e—Am
那么化整前的误差为:
E=P—m:,+0.5e—Am一,n
化整前的修正误差为:E=E—E0≤rope
配料秤的零点偏差对称量结果的影响应不大于0.25d。
3.5.2偏载
在每个支承点上施加相当于最大秤量的1/10的试验载荷。记录示值及附加小砝码值,其中任何位置的修正误差均不能超过此量程的允许误差,否则应对相应的元、器件进行调整,并重试角差,直到符合要求为止。
3.5.3静态称量示值误差
从零点起按由小到大的顺序加砝码至最大秤量,并逆序卸下砝码至零点。至少应选定以下5个秤量:最小秤量(10e)、最大允许误差改变的秤量(50e,200e)、50%最大秤量、最大秤量。加卸砝码应分别单调地递增或递减,每个称量点的修正误差均不能超过表1规定的静态称量的最大允许误差mpe。
3.5.4鉴别力
在最小秤量和最大秤量两处进行测试。在承载器上加最小秤量或最大秤量的砝码和小砝码(例如:10个0.1d),然后依次取下小砝码,直到示值I确实地减少了一个分度值而变为I—d。再放上一个0.1d的小砝码,然后再轻缓地放上1.4d的砝码,示值应为I+d。
4检定过程有哪些注意事项?
4.1检定前将料斗往复推动几次,料斗与部件之间应该柔性连接。特别注意检查秤体与周围物体的干涉,及时处理,以免影响称重的准确度。例如:水秤底部与进水和出水管道的连接要排除干涉,水泥秤与螺旋输送机连接处之间蓬布应防水防潮,避免因老化卡死等。
4.2检定前要保持整机清洁,检查电路,气路,注意把料斗的余料清理干净,避免影响置零装置的准确度。
4.3静态检定偏载测试要放在称量示值误差测试之前完成,用于提早发现关键部件传感器是否损坏,以保证承载器受力均匀,避免配料秤在称量示值误差测试过程由于受力不均匀产生线性差。
4.4静态检定静态称量示值误差测试时,标准砝码尽量放在承载器中心位置,以免产生偏载误差。
4.5提醒客户关键部件称重传感器要有相应的防护设施,避免因强电和强磁的干扰以及混凝土腐蚀,影响称量的准确度。
5结束语
本文通过对混凝土配料秤的定义原理结构检定依据的选择,在现有检定规程的基础上改进检定方法,检定相关注意事项的等这四个方面内容,希望能对同行们进行混凝土配料秤检定提供参考和思路。本文只是抛砖引玉,由于认识有限,肯定还有许多考虑不周之处,望同行们多多指教。

 

 

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