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HBM稱重傳感器的幾種典型的安裝形式1.1立式裝填容器對液體、散裝貨物等勻質(zhì)物體,有二個固定基座和一個傳感器的配置是可行的。條件是容量構(gòu)造對稱,并且裝填物重心線在整個裝填過程中近似地在一條垂直線上。其他情況,尤其在更高的精度時,則必須配備個或更多的傳感器。
傳感器的剛性安裝
傳感器的剛性安裝在承重體上的簡單地剛性安裝傳感器的結(jié)構(gòu)一般不予推薦,這種結(jié)構(gòu)不能使傳感器避免由于裝載狀況變振動,溫度變化引起的變形而帯來的測量誤差2安裝支承體和一個傳感器的立罐容
安裝有二個支承體和一個傳感器的立容器這一測量系統(tǒng)應(yīng)用一個擺式傳感器和二個固定支承,它們同時也起固定立容器的作用,這一低價位的結(jié)構(gòu)使傳感器避免一定的測量誤差。
支撐在三個或四個傳感器上的立罐容器
支撐在三個或四個傳感器上的立容器的裝填狀況大多數(shù)用三個傳感器上作測量元件,然而在直角對稱結(jié)構(gòu)中也可見四點配置,盡管這一布置因其超自由度及價格較貴在原理上不為*,但另一方面它們很容易被設(shè)計者想到。盡管雙搖柱彈性支承體不需要導桿,但多數(shù)需要與固定的限止器組合。對特別高的立罐,在上面部分要求安裝附加的導桿,在圖例中園棍桿用較小的預(yù)緊力預(yù)緊。固定的擋桿在這種位置只要很小的不可避免的錯位便會觸及立罐,由此通過接觸摩擦導致附加力。此處一般不推薦使用滾動擋子或繩素導引器。
使用三種不同稱重模塊上的立罐
使用三種不同稱重模塊上的立罐
三個稱重模塊,其導桿外切于結(jié)構(gòu)外緣,使不需其他措施,而保持水平穩(wěn)定。同樣也具有防抬升保護可防止立罐傾。以此在露天建設(shè)中不需很多結(jié)構(gòu)細節(jié),這個圖例展示了小、中、大負荷的稱重模塊使用標準的稱重模塊可以簡化結(jié)構(gòu),可極大節(jié)省結(jié)構(gòu)的化費,但必須考慮承載面的平行性、高度對齊等等細節(jié)。
應(yīng)用稱重模塊上的帯輪緣的立罐
應(yīng)用稱重模塊上的帶輪緣的立罐
實踐中通常發(fā)現(xiàn)圓形立罐的外殼一般達到底部,以保證整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,此時需要安裝方式正確地安裝傳感器
上圖顯示用傳感器來測量的這一結(jié)構(gòu)的原理,這一方案即使對已建好的設(shè)備也相對易于實現(xiàn)。緊固件安裝或焊接在罐的內(nèi)壁。通過它將重量導入傳感器。當然稱重模塊也包含抬升保護(圖2中為清晰起見沒畫出來使結(jié)構(gòu)抬升已足以使整個重量導入傳感器:所以在此結(jié)構(gòu)中需要一圓形密封圈來密封常柔軟不足生附加力
安裝有四個傳感器的裝填站的矩形倉
安裝有四個傳感器的裝填站的矩形倉
在裝填站,來自傳送機構(gòu)、裝填和下卸設(shè)備的振動,且當稱量倉為可動設(shè)備的一部分時,由于加速度的影響會使矩形倉很不穩(wěn)定,這還不考慮大質(zhì)量的散裝物投落進倉時,通過落在斜的側(cè)面上引起的極大的側(cè)向力。這情況下,特別需要預(yù)先考慮預(yù)緊力的穩(wěn)定的導桿固定。有時候在無需稱量時,秤容器被固定保持,僅在稱量時是由的。直角對稱的結(jié)構(gòu)極有利于穩(wěn)定,因此也在多數(shù)傳感器安裝中被采納。同時傳感器一般帶有彈性支承體如擺式傳感器。
懸掛式稱掛式稱重罐常常以更簡單的柔性的園棍拉式機構(gòu)消除或減少自題和高度調(diào)節(jié)問題。除了常常要求的墜落保護外,防止擺動和旋轉(zhuǎn)的導桿是必要的
掛有二個或三個傳感器的懸掛式稱重罐掛有二個或三個傳感器的懸掛式稱重罐總的來說簡單的結(jié)構(gòu)要求更多的切向布置的導桿,在應(yīng)力很小的情況下,可由側(cè)向的下面的管子承擔。
掛有二個或三個傳感器的懸掛式稱重罐掛有二個或三個傳感器的懸掛式稱重罐
總的來說簡單的結(jié)構(gòu)要求更多的切向布置的導桿,在應(yīng)力情況下,可由側(cè)向的下面的管子承擔
單個傳感器中心懸掛的結(jié)構(gòu)單個傳感器中心懸掛的結(jié)構(gòu)1.3臥式儲罐
對于多數(shù)情況下,液體重心位置點的移動與裝載高度呈線性關(guān)系。因此在一個鞍座下面安裝傳感器而在另二個鞍座下面安裝固定基座就可滿足相對簡單的裝載情況的測測量。理想化的臥式儲將重量平分在一個雙搖柱擺式傳感器和二個固定支座上,正常情況其它的固定是不必要的。對很長的臥式液罐而言,應(yīng)加輔助保護,以防止傳感器被側(cè)向力撞倒,例如用機械阻檔限制鞍上的二個端點
臥式儲罐如何降低HBM矩測量的不確定性
在很多應(yīng)用中,例如大功率渦輪機或是藥罐的螺緊力測量中,扭矩都是zui要的測量量。原理上講,扭矩是力和力臂的乘于高精度扭矩測量來說,尤其是旋轉(zhuǎn)應(yīng)用中,需要髙精度扭矩傳感器來實現(xiàn)
本文的應(yīng)用著重于大型渦輪發(fā)動機的扭矩測試,尤其是噴氣發(fā)動機。該項目是希望創(chuàng)建一個測測試過獲得的扭矩數(shù)據(jù),來對渦輪發(fā)動機進行優(yōu)提高燃油效率。因此獲得的扭矩測測量數(shù)據(jù)是重要組成部分
測試需要量程為200N.m,1kN.m,2kN.m,和130kN.m的扭矩傳感器。三個小量程的扭矩傳感器具有相同的幾何尺寸,轉(zhuǎn)速高達22,000RPM。zui大的扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速為4,000RPM。和測試臺的其他部分相同,扭矩傳感器需要極為可靠且耐用:因為其住往會運行數(shù)個月之久。防止出現(xiàn)募個輸出失敗,每個傳感器都帯有兩個獨立扭短輸出,并進行備份
之前,測試臺采用非旋轉(zhuǎn)扭矩測量技術(shù)-ー個カ傳感器和一個杠桿臂,通過力與杠桿臂的乘積計算出扭矩。這是存在了半個世紀的測試技術(shù),其有自己的優(yōu)勢。例如,校淮簡單,過載保護相對容易大的缺就是由于力傳感器不在旋轉(zhuǎn)軸上,無法實現(xiàn)準確對準有較大的測量誤差。
這種方式還有另外一個缺點,就是低動態(tài)響應(yīng)(只有20Hz),這是因為測力計的質(zhì)量會作為一個低通濾波器,會增加扭矩測量的不確定性。另外,測力計必須要安裝在軸承上,轉(zhuǎn)動會對軸承造成摩擦,需要定期維護。
采用在線扭矩傳感器有以下幾個優(yōu)點。例如,高動態(tài)-其響應(yīng)頻率高達6kHz,可以測量真實動態(tài)扭矩。而傳統(tǒng)的杠桿技術(shù)的響應(yīng)頻率僅有20Hz
另外,無需考慮軸承摩擦和維在線傳感器提供更高的動態(tài)響應(yīng)精度。下圖?示的是動態(tài)扭矩和扭矩平均值的比較
在線扭矩傳感器也有自己的缺比較困難,另是防止過載。尤其在需要行標定時,需轉(zhuǎn)軸或是移除扭矩傳感器
用在設(shè)計和開發(fā)階段需要更多地如果傳感器的轉(zhuǎn)子采用鈦金屬而銹鋼,由于更低慣性矩,旋轉(zhuǎn)扭矩傳感優(yōu)勢鈦金屬短的長度將使驅(qū)整體重量更輕。能夠更簡單地避免旋轉(zhuǎn)軸在測試臨界速度"問題。
臨界速度(轉(zhuǎn)速)是一個會使旋轉(zhuǎn)軸變得不穩(wěn)定的點,會產(chǎn)生諧振短,剛度更高,更輕的重量避免不必要的振動和跳動,其會加大測量的不確定性,并增大系統(tǒng)失效的可能性。在線扭矩傳感器一般都采用交流激勵以提高傳感器的抗干擾能力。這將會提高扭矩測量的精度,尤其在非常低的轉(zhuǎn)速下
無軸承的設(shè)計能夠降低客戶的維護費用。兩個應(yīng)變橋路能夠獲得更高的測量精度。鈦金屬轉(zhuǎn)子可以減少傳感器重量并提升轉(zhuǎn)速等級。定制化長度和非螺栓安裝方式可以將臨界速度排除在測量范圍之外。這些方式都可以降低測量的不確定性并提高精度。讓客戶獲取更可靠的數(shù)據(jù)來提高產(chǎn)品效率。zi近,我們已經(jīng)將定制傳感器的方案進行了標準化,能夠滿足客戶更高精度,更高轉(zhuǎn)速的多方面要求。
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