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混凝土攪拌樓配料秤的靜態檢測方法與誤差分析

發布時間:2020-10-16 10:29:18 |來源:網絡轉載

近幾年,隨著商品混凝土市場的不斷發展和水電站、核電站、高速路、房地產以及地鐵、機場等大型工程的不斷投入,這些工程對混凝土的配比質量的要求越來越高。而混凝土配料秤計量是否準確,與材料成本的消耗密切相關,同時也對建築施工的精度以及質量產生了直接的影響,是關係到居住者人生安全以及財產安全的大事。因此混凝土攪拌站(樓)中的配料秤(以下簡稱混凝土配料秤)(見圖1)的計量檢定就顯得更加重要了。目前,混凝土生產設備的配料稱重係統隨著我國工業技術水平的提高(如三一重工和中聯秤重科等知名企業)與世界先進國家的接軌,配料準確度也在日益提高。

大型衡器一混凝土攪拌站結構組成示意圖

(1)骨料配料秤(2)水泥配料秤(3)水配料秤(4)外加劑配料秤

圖1大型衡器一混凝土攪拌站結構組成示意圖
根據《中華人民共和國計量法》、《中華人民共和國強製檢定的工作計量器具檢定管理辦法》的相關文件規定,混凝土配料秤屬強製檢定產品之列。幾年來,通過對配料秤的型式實驗、抽樣、實際檢定,我有了一定的經驗。混凝土配料秤的檢定方法有靜態和動態兩種。本文隻就混凝土配料秤靜態檢定方法及誤差的相關方麵進行分析。
1混凝土配料秤的結構及原理
混凝土配料秤是定量自動衡器的一個分支,它是通過自動稱量方式,將散狀物料(骨料、水泥、水、粉煤灰、外加劑等)合成為預定且相對固定重量和配比的裝料(混凝土)的設備稱之為混凝土配料秤。混凝土配料秤主要包括一個或多個稱重單元和與其相關的一個或多個自動給料裝置,以及相應的控製裝置和出料裝置。
1.1混凝土配料秤的結構組成
混凝土配料秤主要由四個部分構成:承載器、載荷測量裝置、載荷傳遞裝置以及指示裝置和其他功能裝置所構成的。按稱重方式不同,分為間接式配料秤和直接式配料秤。這兩種配料秤的主要差別在於載荷的傳遞裝置不一樣。當物料質量轉化的力通過由杠杆係統組成的載荷傳遞裝置傳遞到載荷測量裝置上,並需要按一定的函數關係運算後得到被稱量值的配料秤,俗稱間接式配料秤(圖2(a));當物料質量轉化的力直接作用於由稱量支架、托輻及皮帶等組成的載荷傳遞裝置上,不必對被稱載荷的重量再進行函數關係上的運算,直接得到被稱量值的配料秤,俗稱直接式配料秤(圖2(b))。

間接式配料秤

(a)間接式

直接式配料秤

(b)直接式
(1)承載器(2)載荷傳遞裝置(3)載荷測量裝置(4)指示裝置(5)附屬功能裝置

圖2PLD係列配料秤結構組成示意圖
1.2檢測原理
目前,在我國還沒有專門針對混凝土配料秤的檢定規程或校準規範,現時計量技術機構采用的技術依據主要有JJG564-2002《重力式自動裝料衡器》檢定規程(等效釆用國際建議R61)JJG555-1996《非自動衡器》通用檢定規程(等效釆用國際建議R76)和JJG648-1996《非連續累計自動衡器》檢定規程(等效采用國際建議R1O7)等。
混凝土攪拌樓配料係統根據生產不同標號的商品混凝土,其控製裝置的計量控製係統分別有4~10套獨立的稱重單元,釆用惠斯登電橋原理,由稱重顯示儀表加載到傳感受器上的重量信號轉化為電信號,經過放大電路、濾波電路、A/D轉換、數字處理後,在外設設備的顯示屏上顯示質量,並對石子、黃砂、水泥、粉煤灰、外加劑等到物料的過衝量進行實時跟蹤、自動修正。
2混凝土靜態檢定方法及靜態誤差計算
混凝土攪拌樓控製係統根據其工作原理可知是屬於非連續累計自動衡器,根據其計量特性檢測分為靜態和動態二部分:通過標準砥碼直接加載在配料係統的各秤體上,其示值與標準硃碼值之差也就是係統的靜態誤差;通過合適的控製衡器對物料進行稱量,並用所稱得的量與各配料秤累計示值進行比較,兩者的差值為係統的動態誤差。所以,對混凝土攪拌樓配料係統的計量檢測也分成靜態檢測和動態檢測法二種。
2.1靜態檢定方法
靜態檢定時應執行JJG555-96中非自動衡器的有關檢定項目,其檢測的內容主要有:零點檢測、稱量檢測、偏載測試、重複性測試。用標準硃碼進行靜態檢定時最大允許誤差應符合表1中的要求。

靜態稱量最大允許誤差表

2.1.1零點檢測:先將稱量置零,以後加上使示值由零點變為零上一個分度值的附加缺碼,按化整誤差公式計算零點誤差。
2.1.2偏載測試:根據GB/T10171-2005《混凝土攪拌站(樓)》中華人民共和國國家標準,在進行偏載檢定時,應遵循以下規定:采用1/10滿量程的標準砥碼進行偏載檢定。
(1)    單隻傳感器懸掛結構的料鬥秤,可將秤鬥麵分成四等分,砥碼放置在邊角處;
(2)    用二隻傳感器的料鬥秤,將硃碼放置在傳感器上方位置或懸掛在傳感器下方位置;
(3)    用四隻傳感器的料頭秤,將砥碼懸掛在傳感器的下方位置;    ’
(4)    機械電子式的料鬥秤,根據料鬥的形狀定角差的點數(四方形或三角形),將磋碼置於被測位置的下方。
記錄上述每種情況的示值及附加小破碼值。其中任何位置的修正誤差(Ec)均不能超過表1的規定,否則應對相應的元、器件進行調整,並重試角差,直到符合要求為止。檢定結果記入表2。

偏載檢定結果記錄表

2.1.3稱量檢測:從零點逐步加標準砥碼(Mi等級砥碼)至最大稱量,用同樣的方法卸成碼至示值回到零位。至少需要選擇5個不同的靜態稱量點進行檢定,選定的稱量值應包括最小稱量(min)、最大稱量(max)以及最大允許誤差改變的那些稱量值,即:至少在以下五個點min、50e、200e、50%max、max進行加、卸硃碼,並記錄每一點的示值及附加小砥碼。在加、卸破碼時,應分別通過這些選定的稱量點逐漸遞增或遞減。注意:加卸缺碼(載荷)應分別逐漸地遞增或遞減,其修正誤差均不大於表1規定。檢定結果記入表3。

稱量檢定結果記錄表

2.1.4重複性測試:進行兩組測試,分別在50%max以及接近max秤量處進行測試,每組測試三次,每次的測試不測零點誤差,可重新置零。在50%max測試後再加到接近max秤量處進行測試,然後全部卸下。測試結果記入表4。

重複性測試記錄表

2.2靜態誤差計算及對零點誤差的修正
2.2.1砥碼zn在混凝土配料秤的示值7,混凝土配料秤示值誤差是E=I-m
無指示較小分度值(不大於0.2e)的秤,釆用閃變點方法來確定化整的誤差,其方法是:瑟碼m在混凝土配料秤的示值/,逐一加放如0.1e的附加砥碼,直到示值明顯地增加一個分度值,變為以+e)。此時,加到承載器上的附加硃碼為Am,化整前的示值為P。
貝IJ:P=I+0.5e-△m    (1)
化整前的誤差是:
E=P-m=I+0.5e-Am-m    (2)
例如:一台分度值e為1kg的混凝土配料秤,加100kg載荷,示值為100kg。然後依次加0.1kg的硃碼,當附加載荷為0.3kg時,示值由100kg變化到101kg。代入上述公式,得:
P=(100+0.5-0.3)kg=100.2kg
這樣,化整前的實際示值是100.2kg,且化整前的誤差為:
E=(100.2-100)kg=0.2kg
2.2.2對零點誤差的修正
首先用2.2.1的方法得出零點的誤差用同樣的方法得出載荷為m時的誤差E,則化整前的修正誤差&是:礦=E-E0o例如:上例中,若零點的誤差是:E°=0.1kg,則修正誤差為:鴕=0.2-(0.1)=0.1kg。
2.2.3對具有多個稱量單元的混凝土配料係統,每個稱量單元應分別進行靜態檢定。
根據化整誤差公式(I)、公式(2)分別計算出零點測試、秤量測試、偏載測試以及重複性測試的誤差,來判斷靜態測試能否達到要求。
3檢測誤差分析
靜態檢測的誤差是由公式(2)得到,所以靜態檢測的誤差來源主要是由缺碼準確度、顯示器的分辯率、配料秤的重複性構成以及偏載引起的誤差。其合成誤差:

其中:1一重複性誤差;
2一示值化整誤差;
3一標準砥碼誤差;
4—偏載引起的誤差。
在實際檢定工作中,對混凝土攪拌樓配料係統進行靜態檢測,由於混凝土攪拌樓工作環境比較惡劣,秤體上有各種粉灰、水泥等雜物,運送物料的布帶沒有進行徹底清除,有時秤體上沒有足夠的位置加放破碼而使得秩碼的位置發生偏移等,這些原因都會給混凝土配料秤的計量造成一定的誤差,所以混凝土攪拌樓配料係統進行檢測前需要做好秤體以及送料布帶的清除工作,在秤體上要安裝專用的檢測支架,便於硃碼的加載,盡量減少以上原因給檢測帶來的誤差。
4結束語
混凝土攪拌樓配料係統作為商品混凝土的生產設備,如果不通過嚴格的檢測,一旦出現偏差,就不可能生產出合格的混凝土。這不僅會給企業帶來較大的損失,而且如果不合格的混凝土流入市場,其帶來的危害將直接影響到國家和人民的生命財產安全。所以,保證混凝土攪拌樓配料係統的準確度就非常重要,選擇合理的檢測方法對混凝土攪拌樓配料係統進行檢測並得出正確準確度等級以及誤差範圍顯得更加重要。隻有對混凝土攪拌樓配料係統進行定期檢測並在檢測過程中嚴恪控製誤差分量,保證檢測數據的正確、可靠,才能有效地保證生產出合格的商品混凝土製品。

 

文章來源於網絡轉載,侵刪

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