介紹稱(chēng)重傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合和常見(jiàn)故障與處理方法,簡(jiǎn)述稱(chēng)重傳感器的安 裝、使用與維護(hù)保養(yǎng)的措施。
隨著計(jì)量檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展,各類(lèi)大、中 型電子秤也在湖南漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司以 下簡(jiǎn)稱(chēng)“漣鋼”得到了廣泛應(yīng)用洳30t?150t 的電子汽車(chē)衡、40t?300t動(dòng)、靜態(tài)電子軌道衡, 5t以上的地中衡、地上衡、軌道秤,冷軋、一煉 軋、210廠及各類(lèi)型的大、中包秤,薄板專(zhuān)用秤 等。電子衡器是一種作用力一電變換原理將非 電量的重力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康姆Q(chēng)重設(shè)備。而能實(shí)現(xiàn)這 一目的的關(guān)鍵裝置就是稱(chēng)重傳感器即被稱(chēng)為一 次儀表元件,它處于稱(chēng)重臺(tái)面的著力支點(diǎn)上, 它必須具有良好的剛度、強(qiáng)度、抗疲勞等機(jī)械性 能,并承載著臺(tái)面所受負(fù)載的合力。目前漣鋼選 用的較大的各類(lèi)大、中型電子衡器的稱(chēng)重傳感器 包括國(guó)內(nèi)外的普遍采用電阻應(yīng)變剪切梁式傳 感器,其稱(chēng)重載荷可由幾噸至上百?lài)崳ぷ髟?闡述如下:
傳感器由兩部分組成:一為彈性敏感元件, 其作用是將待測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w的應(yīng)變值。二為 電阻應(yīng)變片,它作為一種傳感器元件負(fù)責(zé)將彈性 體的應(yīng)變值同步轉(zhuǎn)化為電阻的變化值,傳感器通 過(guò)上述變化后,必須將其轉(zhuǎn)化成電流或電壓值后 才能進(jìn)行測(cè)量和顯示,工業(yè)上通常采用惠斯頓電 橋?qū)D(zhuǎn)換量進(jìn)行測(cè)量。目前電阻應(yīng)變片式稱(chēng)重傳 感器共有四種形式,即膠質(zhì)密封式、橡膠密封式、 硅膠密封式及焊接密封式。所以,從電氣方面看, 它將受的力轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并通過(guò)放大和A/D轉(zhuǎn) 換將信號(hào)送至主機(jī),它是力—電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。 它的性能好壞,直接影響大、中型電子衡器計(jì)量 準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
筆者通過(guò)總結(jié)幾年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)真分析, 在漣鋼應(yīng)用大、中型電子衡器進(jìn)行稱(chēng)量時(shí),由于 稱(chēng)重傳感器出現(xiàn)技術(shù)故障而引起誤差的現(xiàn)象大體 有以下幾種。
1.由于稱(chēng)重不當(dāng)使傳感器受損。
當(dāng)被稱(chēng)重物體重量大大超過(guò)稱(chēng)量傳感器所能 承受的最大載荷時(shí),會(huì)使彈性敏感元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的塑性形變,而使傳感器零點(diǎn)突然變大。引 發(fā)的原因一是被稱(chēng)車(chē)輛威物件嚴(yán)重超載。二 是稱(chēng)重過(guò)程中產(chǎn)生碰撞。如漣鋼某些二級(jí)單位用 吊車(chē)稱(chēng)量坯件、型材、鋼包、鐵水等物體時(shí),常 因操作不當(dāng)使物件對(duì)電子衡器的稱(chēng)重平臺(tái)造成巨 大撞擊,此時(shí)物件自身重量加上因重力下墜而產(chǎn) 生的動(dòng)能使物體在接觸稱(chēng)重平臺(tái)時(shí)產(chǎn)生的撞擊大 大超過(guò)傳感器的額定載荷,導(dǎo)致傳感器局部應(yīng)力 超出強(qiáng)度極限而受損。解決的方法:一是必須嚴(yán) 禁超負(fù)荷稱(chēng)量;二是為稱(chēng)重平臺(tái)安裝減震或防撞 擊保護(hù)裝置;三是增加稱(chēng)重傳感器的額定載荷。 例如漣鋼100t微機(jī)動(dòng)態(tài)衡,以前在使用時(shí)有出現(xiàn) 丟車(chē),測(cè)量不準(zhǔn),多數(shù)是由于稱(chēng)重傳感器發(fā)生的 故障引起的。通過(guò)微機(jī)觀察傳感器的動(dòng)、靜態(tài)波 形,逐步認(rèn)定為傳感器的故障后,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的傳感 器逐一進(jìn)行測(cè)試,檢測(cè)傳感器的橋路輸出電壓, 以德國(guó)HBM傳感器為例,其輸出電壓為0.7mV? 0.9mV之間為正常,各傳感器輸出稍有差別可能因 傳感器本身或車(chē)速過(guò)快、載荷異變、臺(tái)面不平、 彎道太大和受力不均和偏載嚴(yán)重所致,引起傳感 器損壞。故障嚴(yán)重的傳感器其阻值也偏離正常值 正常值為349ft?3500 ,確認(rèn)是傳感器的故障 后,可通過(guò)更換傳感器或調(diào)整其機(jī)械臺(tái)面,使動(dòng) 態(tài)衡器恢復(fù)正常工作。
2.由于選用傳感器密封方式不當(dāng),是傳感器 受損。
在漣鋼的一些特殊生產(chǎn)過(guò)程中,傳感器經(jīng)常 在惡劣環(huán)境下使用,如果使用了密封性能較差的 傳感器,由于工業(yè)粉塵、各類(lèi)腐蝕性介質(zhì)等因素 的影響,極易使電阻應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變,使 稱(chēng)量結(jié)果產(chǎn)生誤差,此時(shí)可用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)傳感 器的輸入、輸出阻抗進(jìn)行測(cè)量,當(dāng)測(cè)量值與產(chǎn)品 提供的技術(shù)參數(shù)或合格證書(shū)所標(biāo)示值的誤差較大 時(shí),即可認(rèn)定該傳感器已損壞,此時(shí)應(yīng)更換密封 性能優(yōu)良的傳感器如選用硅膠密封方式甚至焊 接密封方式的稱(chēng)重傳感器。
3.由于受潮使稱(chēng)量產(chǎn)生偏差。
在使用電子汽車(chē)衡、電子軌道衡進(jìn)行稱(chēng)量時(shí), 由于安裝條件所限,稱(chēng)重傳感器經(jīng)常會(huì)因受潮或 導(dǎo)線被水侵泡產(chǎn)生稱(chēng)量偏差。當(dāng)傳感器受潮后, 顯示儀表經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法自動(dòng)回零、數(shù)字來(lái)回變動(dòng) 等現(xiàn)象。用手動(dòng)進(jìn)行復(fù)零后,仍會(huì)出現(xiàn)數(shù)字跳動(dòng) 現(xiàn)象,在空秤狀態(tài)下跳動(dòng)的數(shù)字在某區(qū)間范圍內(nèi) 無(wú)規(guī)律波動(dòng)。當(dāng)用萬(wàn)用表對(duì)其輸入、輸出阻抗進(jìn) 行測(cè)量時(shí),測(cè)量值卻并不超差,此時(shí)可按下述方 法進(jìn)行判斷處理:
1.拆下稱(chēng)重傳感器,將其逐一單獨(dú)進(jìn)入測(cè)量 電路,空秤狀態(tài)下,未受潮的傳感器會(huì)立即自動(dòng) 回零且顯示值穩(wěn)定。而受潮后的稱(chēng)重傳感器可能 出現(xiàn)數(shù)字跳動(dòng),無(wú)法回零等現(xiàn)象。手動(dòng)回零后, 上述現(xiàn)象又會(huì)重復(fù)出現(xiàn)。
2.如上述方法仍無(wú)法判斷時(shí),可采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì) 量法進(jìn)行分辨,方法是標(biāo)準(zhǔn)砝碼或標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)物對(duì) 傳感器逐一進(jìn)行載荷標(biāo)定。未受潮的傳感器所顯 示的測(cè)量值即為逐漸加載標(biāo)準(zhǔn)砝碼值,而受潮后 的傳感器顯示的測(cè)量值會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)砝碼或比對(duì)物值 產(chǎn)生較大的偏差汽車(chē)衡或軌道衡出現(xiàn)顯示偏差 一般各。故在易受潮的場(chǎng)所除選用合適的密封 方式外,在安裝之前先用黃油涂抹整個(gè)傳感器, 當(dāng)所有傳感器安裝完畢,有必要對(duì)傳感器與安裝 基座接觸處、接線口、接線盒縫等易受潮處涂抹 黃油進(jìn)行徹底密封。
4.其他因素的影響。
由于客觀環(huán)境的制約,許多電子衡特別是 大、中型電子軌道衡的電源線、信號(hào)線、屏蔽 線、接地線等通過(guò)穿線管與傳感器及顯示器進(jìn)行 連接,有時(shí)穿線管必須埋在地下,而雨水的作用 易使導(dǎo)線短路、斷路及接地現(xiàn)象。各線路間的絕 緣性能降低,也會(huì)對(duì)稱(chēng)重測(cè)量產(chǎn)生一定的誤差。 我們知道稱(chēng)重傳感器的輸出信號(hào)通常為微小電信 號(hào)収為毫伏級(jí),抗電磁等干擾性能較差,若出 現(xiàn)屏蔽線接地不良,導(dǎo)線絕緣層老化,破損時(shí)極 易對(duì)傳感器的輸出信號(hào)產(chǎn)生干擾而出現(xiàn)絕緣不良 現(xiàn)象,信號(hào)線出現(xiàn)短路、斷路等故障,一經(jīng)發(fā)現(xiàn) 立即解決,在設(shè)計(jì)安裝時(shí),應(yīng)盡量不穿線管道敷 設(shè)地下。平時(shí)應(yīng)保持在用傳感器的干燥和清潔, 注意不用水沖洗稱(chēng)重臺(tái)面,以免禍及稱(chēng)重傳感器。 處在易受水沖洗浸濕和易遭高溫鐵水澆注的場(chǎng)所,還必須對(duì)其導(dǎo)線接口處采用蠟密封或?qū)S妹芊饽z 進(jìn)行防潮處理。如以前我們對(duì)6#高爐6臺(tái)200t鐵 水液面計(jì)所以稱(chēng)重傳感器及其導(dǎo)線口處均采用了 專(zhuān)業(yè)密封膠或蠟密封等防潮防水保護(hù)措施后,稱(chēng) 重傳感器的利用率提高了 50% ,不但一年可節(jié)省 維修成本10萬(wàn)元以上,而且還保證了鐵水秤量和 鐵水液面控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
(5)維護(hù)中的注意事項(xiàng)
1)安裝或更換稱(chēng)重傳感器時(shí)應(yīng)輕拿輕放,防 止沖擊、碰撞、跌落而對(duì)稱(chēng)重傳感器的內(nèi)在質(zhì)量 和計(jì)量性能造成損害。
2)安裝傳感器時(shí),要清理、整潔其底座安裝 面,不得有油污、凹凸不平狀存在。上、下面應(yīng) 水平調(diào)整,其載荷受力中心線與安裝中心線相垂 直一致。尤其是傳感器多于3個(gè)以上的稱(chēng)重系統(tǒng), 安裝使用時(shí)更應(yīng)注意調(diào)整各個(gè)傳感器的水平一致, 基礎(chǔ)標(biāo)高也要基本相寺。
3)稱(chēng)重傳感器的加載受力方向都是確定的,使用時(shí)一定要基本確保在此方向上加載,盡量防 止橫向力、側(cè)向力,附加彎矩扭矩的產(chǎn)生;秤臺(tái) 面上禁止長(zhǎng)久堆放重物或超載行駛,以避免傳感 器產(chǎn)生蠕變。同時(shí),還要經(jīng)常檢查,排除因機(jī)械 卡阻等現(xiàn)象,而影響傳感器正確的輸出響應(yīng)特 性。
4)不管是使用普通模擬式稱(chēng)重傳感器,還 是數(shù)字式稱(chēng)重傳感器,是常溫型稱(chēng)重傳感器還是 耐高溫型稱(chēng)重傳感器,為確保其使用壽命,減少 備件消耗成本,結(jié)合冶金企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,建議編 制完善的“維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程”并形成制度化、規(guī)范 化,也是使用好、管理好稱(chēng)重傳感器的重要措施 之一。