一、概述
在R76《非自动衡器》国际建议中[1]，是这样定义称重模块的：包括衡器所有机械和电子装置（即：承载器、载荷传递装置、称重模块和模拟式数据处理装置或数字式数据处理装置）部分，但不包括称量结果显示器。称重模块可以选择多个装置进一步（数字）数据处理和对衡器进行操作。
称重模块可以简便地与多种机械设备相连接，如滚道、平台、罐体、料斗等。它采用模块化设计，具有结构简单，安装维护方便，互换性好的特点，适用于各种静载称重的场所，可满足容器等承重体在外界环境变化影响下的准确称量。
按照称重模块在被安装位置的不同，使用类型有以下几种情况。
（1）当重心在支撑点之下，整个系统的稳定性比较好，安装称重模块之后计量性能比较容易得到保证，如图1所示。

（2）当重心在支撑点之上，整个系统的稳定性就比较差，特别是在受到外力干扰的情况下，安装称重模块之后，必须认真处理基础和支撑框架的平整度，才能保证系统的计量性能，如图2所示。

（3）有管道约束和无管道约束的装置，在容器加装称重模块改造时，也是应该认真考虑的，因为管道会严重影响系统的计量性能，如图3所示。

（4）许多卧式容器由于在设计时仅仅只是作为存储物料使用，没有考虑到需要称量的功能，如果卧式容器的机械刚度不足，在装满物料时会产生严重变形，而这个形变所带来的作用分力，就会影响计量性能，如图4所示。

二、改造技巧
（一）改造中的问题
在一些物料存储和生产过程中，多种物料都是直接存放在容器中的，由操作人员凭经验采用手动进行控制排放。随着大家对产品质量要求和控制水平的提高，都希望在原来的设备上加装计量装置，通过计算机实现自动控制。但是当时设计时没有考虑这些需求，建筑结构不论是在高度上，还是周围环境尺寸，都限制了安装称重装置的要求。
（1）高度影响
安装现场的钢筋混凝土结构，限制了容器的改造空间，这时除了尽可能选择高度低矮的称重模块，就是需要对罐体进行改造，提高罐体支撑腿的位置（这时就要考虑这些改造可靠性和费用的问题）。
（2）管道影响[2]
对于反应釜改造项目，由于上下左右有许多进出料的管道，如果加装称重模块，这些管道势必会对计量性能产生影响，所以如何解决管道影响的问题是一项重要的内容。一般情况下，上下的垂直管道必须切断，加装弹性软管隔离。如果水平管道不是输送热量较高的蒸汽和热水，可以根据管道的直径与长度来决定是否需要切断隔离，因为水平管道自身有一定的柔性，而称重模块的垂直变形量也比较小，既是水平管道产生一些垂直分量，也不会对计量性能有多大的影响。
（3）设备结构影响
设备结构的刚度能直接影响整个改造项目的效果。一个是容器结构的刚度，一个是支撑框架的刚度，一个是支撑点的刚度。
1）容器结构的刚度
由于容器设计只是满足存储物料功能，所以采用的材料单薄，并缺少加强筋，致使在物料增加过程中，容器的仓壁变形且发生轻微颤动，从而影响到系统的计量性能。如果改造时发现容器壁材料单薄，应该在支撑点处增加局部容器壁的厚度。
例如，一个横卧的储油罐由于刚度弱，随着物料量的增加中间部位会产生明显塌腰，支撑点也会随之倾斜，产生一定的水平分力，从而影响计量性能。
2）支撑框架的刚度
支撑容器的框架既有钢筋混凝土结构的，也有型钢焊接结构的。设计的刚度比较低，在改造为称量装置后会影响计量性能，所以在改造时应该加强原来框架的刚度。对于在同一支撑框架上安装多套称量容器的情况，一定要注意容器加放物料时相互影响的问题，可能由于支撑框架刚度较差，容器在分别加放物料时产生的颤动，会影响相邻容器的计量性能，如图5所示。

（4）基础板影响
1）用于安装称重模块基础板的上表面应该是一个平整的平面，其粗糙度可以差一点，但与称重模块接触的平面必须是机械加工的；
2）基础板安装时自身的平面度应该保持在2/1000之内；
3）安装时多块基础板的高度差应该控制在2mm之内；
4）基础板中间可以打应该孔，将二次灌浆时基础板下的空气排出，保证基础板底部充填的混凝土密实；
5）基础板自身有足够的刚度，不会因为容器载荷过大而发生变形。
（二）称重模块的选择
称重模块最大秤量大小的选择问题，实际上在R76附录F中介绍的非常明白。
Q>1考虑了对偏载（载荷的不均匀分布）、承载器的静载荷、初始置零范围及添加皮重可能产生的影响，采用如下公式计算：
Q=（Max+DL+IZSR+NUD+T+）/Max
其中：Q——修正系数；
Max——被改造设备的最大容量值；DL——设备容器的静载荷；IZSR——设备设置的初始置零范围；NUD——不均匀分布的修正值（如果是容器可以不考虑）；
T+——添加皮重（一般不考虑）。
这里考虑的称重模块额定输出都是2mV/V的。
（三）称重模块的安装
对于需要在现场安装的称重模块，应该注意两个问题：
（1）安装称重传感器的螺栓长度应该大于称重传感器的高度+底座高度+螺母高度；
（2）用于安装称重传感器的至少是8.8级高强度螺栓和螺母，并且采用紧固力矩也应该达到相应的级别。
（四）接地问题
对于电子产品来讲，一定应该注意系统的接地问题。安装在室外的容器不但需要防止雷电对电子设备的破坏，还应考虑到静电对电子设备的破坏。安装在室内的容器，特别是一些在输送过程中，会因为相互之间摩擦易产生静电的物料，也应该考虑静电的影响。不但要保证每只称重模块有分流线连接上下垫板，还应该做好系统的接地，一般设备要保证接地电阻在4Ω之内，防爆型设备的接地电阻应该小于1Ω。
三、改造时注意事项
（一）风压影响
对于室外的大型容器，必须考虑外界环境对容器的作用力影响。每个称重模块都配置有限位结构，这些限位结构仅仅是对安装的水平位移能够起到作用，而对于容器的上部位移不能起到约束作用。如果遇到一定的风力作用，或者地震，都会造成破坏性的影响。所以在这些大型容器的四周一定要安装水平的拉杆装置，用于约束容器的摆动。由于容器的重量影响称重模块的变形量比较小，所以空容器或满容器水平拉杆不会影响计量性能。
我们曾经改造了上海地区一套容器装置。这套装置高度达到30米左右，在装置的重心位置下方增加了四只称重模块。后来考虑到这套装置是安装在室外，很容易受到气流的影响，所以除了在称重模块处安装了限位机构，在容器的上部位置也安装了限位机构。
（二）温度影响
（1）环境温度影响
对于安装在室外的大型容器，由于受到四季温差变化，会引起容器的热胀冷缩，导致受力点产生位移，从而使称重模块不能垂直受力，产生称量误差，如果是采用球形压头的称重模块，由于其偏载影响较小，可以减少位移对其的影响。而大型容器形变大影响量较大，应该考虑使用浮动式称重模块。
（2）物料温度影响
有一些设备的物料在容器中是放热反应的，由于容器在使用过程中的热胀冷缩，在改造过程中也应该注意偏载所带来的影响，这时考虑使用浮动称重模块。
（三）电焊影响
在进行改造过程中，不可避免的需要使用电焊操作，在操作电焊前应该将称重模块取出，防止电焊时大电流通过称重模块的电路，使电阻应变计烧毁；如果实在无法将称重模块从系统中取出，就应该做好接地装置的同时，焊枪焊接什么位置，电焊机的地线同时搭接在这个位置，保证焊接时电流就近回到电焊机。
（四）地震影响
对于大型容器的改造时，应该考虑到地震的影响问题。一般来讲，在此套装置设计时，应该已经考虑了这个问题，我们在改造时只要确保容器不发生位移就可以了。
（五）校准问题
一套称重模块的销售价格可能只有1万元左右，但是如果需要进行交接验收，这个项目的合同指标如何评估，却是一个非常棘手的问题！
（1）标准砝码法
要求容器应配有相应的位置或设施，便于安全可靠地放置最大秤量的试验砝码或质量块。如果这些设施不是装料衡器的固定设施，则应将其放在装料衡器的附近。在容器侧壁上焊接一定数量的平台，便于放置标准砝码。或者在容器侧壁焊接三、四根拉杆，可以将一个平板挂到这些拉杆上，便于放置标准砝码。
标准砝码法即是使用砝码检测被检衡器的全部计量性能，所使用砝码的误差必须是被检衡器相应秤量值最大允许误差的1/3。但是对于被检定衡器，在首次必须校准最大秤量的称量准确度，而在后续称量校准可根据实际使用情况，如果不校准至最大秤量，至少校准至2/3最大秤量。这样对于大型容器来讲就需几十吨，甚至上百吨的标准砝码。如前所述的方法，不要说涉及的费用问题，目前各地根本没有如此多的标准砝码，所以一般只检测到部分量程。
（2）替代法
在没有条件使用标准砝码法的情况下，替代法就不失是一种有效的校准方法。
按照R76规定，如果装置的重复性不大于0.2e时，用的标准砝码可以减少20%最大秤量，这样所安装的附加设施就可以放置最少标准砝码来设计。但是这个装置的重复性是比较难以实施的，因为对于大型容器来讲，如何将同一量值的大载荷，多次施加到容器上是不易操作的事情。
（3）辅助校准法
辅助校准法就是采用一个能够提供恒定力值的装置（这个装置可以是液压机构、也可以是电动机构）和一只通过标定的称重传感器，由一个
机械机构组合而成。有两种形式，一种是增量法，一种是减量法。
1）增量法就是将称重模块串在辅助校准装置中，通过恒定力值装置对称重模块和标定的称重传感器同时施加一个恒定的力值，比较被测称重模块与标定称重传感器的示值，并调整称重模块为一致，如图6所示。

2）减量法就是在需要改造的容器支撑脚旁边并排焊接一个支撑脚，当需要校准时，将恒定的力值装置和一只通过标定的称重传感器装入。观察辅助校准装置的增加值与称重模块的减少值一致性，如图7所示。

（4）计算法
数字式衡器可以在出厂前将有关参数设置进称重指示器和数字式模块中，但是这种方法对于允许称量误差大的产品，可能是可行的。然而由于受到产品结构和现场安装条件的限制，可能校准结果会超出最大允许误差，不易推行。
1）称重模块安装位置有偏差，各只称重模块的承受载荷有不同变化；
2）承载器设计结构与实际有出入；
3）加工工艺控制有问题，承载器结构形变大小不一；
4）基础高度不一致；
5）基础施工工艺控制有问题等。

本文源于网络转载，如有侵权，请联系删除