地(dì)磅稱重傳感器,是其核心部件,是一(yī)種知識密切型和技巧(qiǎo)密切(qiē)型多學科綜合性的高技術產品。應變計、應變(biàn)膠(jiāo)、密封膠、補償元件與彈性體及安裝使用環境和工藝對傳感(gǎn)器指標都(dōu)會(huì)產生直接影響,其(qí)製造工藝與安裝使用工藝的質量控製已被重點關注。重視稱(chēng)重傳感器(qì)製造與使用中的工藝質量控製,是地磅製造與使用企業提高稱重傳感器質量,減少故(gù)障與損壞,提高企業經濟效益的一項重要工(gōng)作。
一、地磅,主(zhǔ)要由稱重傳感器、稱重(chóng)顯示儀表和承載(zǎi)器等部分構成。稱重傳(chuán)感器,是地磅的核心部件,稱重傳感器(qì)是一(yī)種知識密切型和技巧密切型多學科綜合(hé)性的高技術產品。目前,我國的地磅,仍以電阻應變(biàn)式測量原理為主,電阻應變式稱重(chóng)傳感器得到大量使用。
稱重傳感器,是稱重信(xìn)息技術的前沿(yán)環節,如果沒有(yǒu)傳感器對原始信息進行(háng)可靠的采集和轉(zhuǎn)換,則可靠的測(cè)量是難以實現(xiàn)的。電阻應變式稱重傳感器(以(yǐ)下簡稱(chēng)稱重傳感器)是一種用(yòng)金屬彈性體作(zuò)為力—電轉(zhuǎn)換功能(néng)的計量器具。稱重傳感器的產品質量與使用壽(shòu)命,依賴於製造工藝質量控製和安裝使用質量(liàng)控製。作為地磅的關鍵部件稱重傳感器,其製(zhì)造工藝與(yǔ)安裝使用工藝的(de)質(zhì)量控製已被重點關注。
稱重傳感器的(de)技術結構特性(xìng)稱重傳感器,是一種以金屬彈性體作為(wéi)力轉換為電應變(biàn)的功能(néng)元件,它由彈性體、應變計和測(cè)量(liàng)電路組(zǔ)成。它通過粘貼在彈(dàn)性體敏(mǐn)感表(biǎo)麵的電(diàn)阻(zǔ)應變計,在外加(jiā)電源的激(jī)勵下實現:力應變—→電阻變化(huà)—→電信號變化等轉換。
稱重傳感器是一種典型(xíng)的“機電一體化(huà)”器(qì)件。“機(jī)電 ”兩者在(zài)稱重傳感器內部的 “結合點”:是應變片和金屬彈性體敏感表麵的粘貼膠(jiāo)層。所以(yǐ),稱重傳感器技術,是一門涉及力學、電學、化學等多門學(xué)科的邊緣學科。
由於稱重傳感器是由機械力(lì)學、電學、化學(xué)等多(duō)門學科技(jì)術結合的產品,各種技術工藝對稱重傳感器的使用特性都會產生影響。
(二)1、稱重傳感器的“零點漂移(yí)”
對於不同準確(què)度等級(jí)的稱重傳感器,其零點溫度係數的技術指標是相應不(bú)同(tóng)的。環境溫度(dù)對不(bú)同等級的稱重傳感器產生不同的影響。
稱重傳感器在(zài)使用現場的環境(jìng)溫度狀況與生產製造時的補償(cháng)作業、檢定作業時的(de)環境溫度狀況是相差甚遠的,稱重傳感器在使用現場出現的“溫漂”,大多是由溫(wēn)度梯(tī)度引起的。因此,在使用中發現稱重傳感器出現過大的溫漂時(shí),首先應測試使用環境的溫度是否相對恒定,應(yīng)采取措施在其周圍創造一個局部的相對(duì)恒定的溫度環境。
2、超載、偏載、側向衝擊力和碰撞引起的零點(diǎn)變化(huà)
在使用中,如果施力平麵與支承基麵不(bú)平行(háng),偏載情況就會惡劣。偏載或超載會使彈性體某(mǒu)一局部區段產生較大的塑性變形,零點就會突然(rán)變大,如果偏載引起的局部應力超出強度極限,則會造成稱重傳感器的損壞。
側向衝(chōng)擊(jī)力。在地磅的設計安裝時已考慮了側向(xiàng)力(lì)的(de)影響,各種承載機構、限位裝置就是針(zhēn)對使用(yòng)中的側向力而設計的。側向力引起零點突變,往(wǎng)往是事故性的。
3、現場電磁(cí)場幹擾引起的零點變化。如使用現場的空間電磁(cí)場突然衝擊或變化,至使在橋路網絡上或信號傳輸線上激起相當量值的感應(yīng)電勢,會(huì)引起稱重傳感器的輸出波動。
三、稱重傳感器的質量,是由采用的各種原材料的質量、工藝(yì)因素、質量管理等(děng)多方麵原因決定的(de)。解決了技術問題,但在管理上沒有下工夫,仍然不能獲得高質量的產品,尤其是在批量生產的條件下,管理方麵小的失誤,就可能造成生產現場大量的損失。稱重傳感器的生產是一項係統工程,隻有將技術與質量管理有效的結合,才(cái)能生產出合(hé)格的產品。
(一)製造工藝(yì)質量控製
1、稱重傳感(gǎn)器的製造技術,大約分為如下幾(jǐ)類:
(1)支持性工藝技術:彈性體的(de)鍛造、機械加工、熱處理、表麵處理等;
(2)基礎性工藝技術:應變計、應變膠、補償元器件、防護密封材料等;
(3)特殊(shū)性工藝技術:殘餘應力釋放、老化及穩(wěn)定處理等;
(4)核心工藝技術:貼片、補償、密封、檢測
等。
2、在稱(chēng)重傳感器製造(zào)的質量(liàng)控製中,關鍵是要抓好重點環節。
(1)關於應變計、貼片膠、彈性體的質量控製一般來(lái)說,這(zhè)三(sān)種材料是(shì)做好傳感器的基礎(chǔ)前提,基礎做不好,就不可能(néng)有好的質量。所以,對基礎材料,要(yào)嚴格的選擇和控製。要選擇有質量信譽的生產廠家供貨。嚴(yán)格(gé)的篩選應變(biàn)計、貼片膠、彈性體材料。
(2)貼片(piàn)和固化工藝質量控製這是製造高品質(zhì)稱重傳感器的關鍵,是(shì)稱重傳(chuán)感器質量的決定要素工藝。傳感器製造廠都知道它的重要性,但各自采取的方法是有所(suǒ)不同的。
貼片和固化工(gōng)藝的關鍵在於嚴細程度。一是環境的清潔;二是操作(zuò)者自身的清潔防護;三是膠水的使用;四是彈性體要清潔,五是應變(biàn)計的粘貼和固定準確(què);六是防止貼(tiē)片膠在連續(xù)使用中受到汙染;七是夾具施壓準確;八是固化溫(wēn)度和保溫時間適當;九是貼片(piàn)操作人員在實踐中的操作方式與細心程度。
(3)防潮措施防潮(cháo)措施,是保證傳(chuán)感器的長期穩定性的一項措施。若密封性能不好(hǎo),會使傳感器受到濕熱的影響,使應變計及(jí)密封材料受潮,絕緣下降,造成秤的零點漂移。
(4)傳(chuán)感(gǎn)器蠕變性能匹配和溫度補償一般來講,零點溫度補償由於(yú)容易實現,所(suǒ)以要全數進行;在(zài)此補償之前,要確保(bǎo)貼片、固化工(gōng)藝和夾(jiá)具的質量穩定,保隻有一個因素(sù)變化。
(二)安裝使(shǐ)用的質量控製
1、稱重傳感器的接地(dì)(1)地電位接地。局(jú)部地區的地電位,事實上(shàng)是(shì)經常(cháng)變動的(de),工(gōng)業現(xiàn)場地電位的變(biàn)化,主要來源於電器設備的漏電,電力線路的開閉和電力設備的負載變化及雷電(diàn)的影響。
(2)屏(píng)蔽與外殼接(jiē)地。屏蔽(bì)接地樁的位(wèi)置(zhì)應選擇(zé)地(dì)電位恒定為零的地區,樁位應盡量就近解決。
稱重傳感器有全(quán)封閉的金屬外殼(ké),對粘貼在彈性體上(shàng)的(de)應變計及測量電路具有防潮(cháo)作用,使內部器件不受電磁場幹擾及防止熱(rè)幅射的防護作用。為保證(zhèng)稱重傳感器本身有穩定的零電位,不受設(shè)備電位波動的影響,除設備須安全接地外,稱重傳感器外(wài)殼也應單獨接地。
(3)設置稱重傳感器大電流回流電纜,以防(fáng)止雷擊時或承載器(qì)上進行電焊(hàn)等操作時電流對稱重傳(chuán)感器的影響。
2、機(jī)械安裝(zhuāng)影響
稱重傳感器的安裝(zhuāng),聯接螺絲的材質和夾緊力,彈性體和安裝麵的平整程度,有無(wú)毛刺;安裝麵材質的影響:不鏽鋼(gāng),電鍍鋼材,鑄鋁,鑄鐵等,由於結合麵摩擦力的(de)不(bú)同,對(duì)傳感器溫度性能的影響;所以,要注重安裝工藝質量控(kòng)製。
(1)對稱重傳感(gǎn)器的搬運,應輕拿輕(qīng)放。衝擊、碰撞、跌落都可能對稱重傳感器的計量性能造(zào)成損害(hài);
(2)安(ān)裝稱重傳感(gǎn)器的底(dǐ)座,安裝麵應平整清潔,不應有油膜膠膜存在,應進行水平調整,尤其是稱重傳感器多於 3 個(gè)以上的稱量係統,使用中更應調整(zhěng)各個稱重傳感器的水(shuǐ)平一致。
(3)稱重傳感器的加載方向都是確定的,使用時一定(dìng)要在此方向上加載,盡量避免橫向力、附加彎矩扭矩的產生(shēng);秤台上禁止長期放置重物,以防稱重傳感器產生“蠕變”。
(4)應經常檢查承載係統有無運動不順現象。可用在秤台上加(jiā)、減約千分之一的額定負荷,觀察顯示儀表(biǎo)是否有反映的方(fāng)法來檢查可動部件是否被“沾汙”或受卡。
3、傳感器的安裝和四角誤差調(diào)整調,調整工裝與秤台的安裝位(wèi)置關係(xì)。
傳感器的安裝,影響到傳感器的(de)性能,對(duì)於小量程的傳感器更要注意,避免在安裝中使傳感(gǎn)器受到較大的力,損壞到傳感器的應變梁。力矩大小要與螺絲的大小相匹配,避免(miǎn)將彈性體的螺紋拉壞;彈性體和秤架的結合(hé)麵(miàn),不(bú)能有突起或毛刺;四角調整工裝與傳感器的中(zhōng)心相(xiàng)對位置,要與秤架(jià)的位置相匹(pǐ)配。若彈性體應變梁的壁厚不均,或者應變計的粘貼位置偏離(lí),造成四角誤差較大,在調整中還要注意用力不當會引起零點變化以及造成傳感器的零點不(bú)穩定。傳感(gǎn)器的零點溫度補償是在傳感(gǎn)器不受力的(de)情況下進行的,當在秤上安裝後,要注意考察在(zài)傳感器受力的情況(kuàng)下,零(líng)點溫度的值是否會(huì)發生變化。
四、稱(chēng)重傳感器是地磅的敏感元件,也(yě)是地磅的(de)核心部件,而稱重傳感器的故障將直接影響地磅的準確(què)性,而造成(chéng)稱重(chóng)傳感器故障的影(yǐng)響因素多而(ér)雜,因此,用戶對稱重傳感器的故障要高度重視。
(一(yī))稱重傳感器故障成(chéng)因稱重傳感器,由於其工作機理上涉及的學科交錯和元(yuán)器件(jiàn)的(de)交錯(cuò),也就造成其故障成因的交錯和故障(zhàng)診斷的困難與複雜。
稱(chēng)重傳感器的故障成因,大致(zhì)可分為以下三大類:
一(yī)是純機械構件(jiàn)引起的故障—彈性體引起的(de);
二是電橋網絡線路引起的故障—電橋及線路引起的;
三(sān)是粘貼部位引起的故障—粘貼工藝引起的(de)。
但不管(guǎn)哪類故障,都會通過“不平衡(héng)輸出”反(fǎn)映出來。稱重(chóng)傳感器的使用故障的形成,也是由稱重傳感器的技術結構特性所決定的。
(二)稱重傳感器故障診斷方法
地磅的故障現象總是在係統的終(zhōng)端顯示(shì)儀表表現出來,故障現象表現後,不要盲目地拆卸稱重(chóng)傳感器,應采用相應的方法找出(chū)故障(zhàng)點。
眾所周知,無論是工程上使用的複雜地磅和測(cè)力係(xì)統,還是在實驗室使(shǐ)用的試驗裝置,它們都是(shì)由一個或多個傳感器、機械裝置(承載器)、係統中間接線盒、傳輸電纜(lǎn)和檢測儀表組成的。現場計控(kòng)技術人員診斷傳感器故障時,首先應判斷故障來自測量(liàng)係統的哪個環節。
1、可采用以下簡易方法進行檢查:
(1)檢查機械裝置(zhì)的安裝狀態,發現和排除(chú)明顯的機械故障;
(2)用(yòng)一台同類型不同量程的高(gāo)準確度、小傳感(gǎn)器當作(zuò)標(biāo)準信號(hào)發生器來測量判別顯示器是否有故障;
(3)打開中間接(jiē)線盒,用一台正常的儀表分(fèn)別(bié)檢測每(měi)隻稱重傳感器的工(gōng)作狀態,判斷某隻稱重傳感器是否有故障;
(4)用電工三表或搖表檢查電纜是否受傷。用以上方法縮小故障範(fàn)圍,找出有故障的稱重傳感器。對有故障的稱重傳感器應作進一步的測試與分析,並及時了解故障發生時的運行情況。這一點(diǎn)很重要,因為稱重傳感器引起故(gù)障,常(cháng)常與違(wéi)規操作使用或機械裝置異常或使用環境的變化等因素有關,如果不加分析盲目(mù)地更換新的稱重傳(chuán)感器,當類同情況再次發生時,會重蹈覆轍,會接連損壞(huài)價格昂貴(guì)的稱重傳(chuán)感器,給生產和經濟帶來更大的損失。
2、采用監測(cè)記錄、跟蹤比較、分析診斷的方法,檢查稱重傳感器的“亞健康”狀態。掌握在實際稱量工況條件下,傳感器從亞健康到故障的時間(jiān)間隙。對所有在線運行的稱重傳感器可進行全麵監控(kòng),有效了解稱重(chóng)傳(chuán)感器在特(tè)定(dìng)工況下的生命周期(qī)。
電阻應變式稱重(chóng)傳感器生產工藝,主要為手工操作,人為(wéi)因素對產品質量影響較大。因此,製造廠家控製“應變計(jì)、貼(tiē)片膠、密封膠、補償元件、彈(dàn)性(xìng)體及貼片固化”影響因素,是保證產品質量的前提;重視製造技術與製造(zào)工藝,是提高稱重傳感器產品質量的根本途經;
稱重傳感器技術(shù)得至了發展和成功應用,各種地磅已成為可信任的(de)稱重設備。稱重傳(chuán)感器作為地磅的關鍵部件,已深為人們所關注。由於稱重傳感器其工作機理上涉及的學科交錯(cuò)和元器件的交錯(cuò),也(yě)就造成(chéng)其故障成因(yīn)的交錯和故障診斷的困難與複雜。
使用(yòng)環境與安裝工藝對稱重傳感器的性能產生影響;所以,用戶要注重安裝工藝質量控製和改造使用環(huán)境(jìng),改進操作方法,注重維護檢修,是提高稱重傳感器使用壽命的(de)重要途(tú)徑之一。