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容器中的重力式料位测量

容器中的重力式料位测量

重力式”(gravimetric)一词由拉丁语“重力”(gravitas)和希腊语“测量”(τὸ μέτρον)构成。因此,在重力式测量中,质量对应的重量与重力相结合形成了一个有意义的值,从而通过称量容器重量确定料位(装填料位由介质的密度和容器的几何形状确定)。这使得重力式料位测量成为称重技术的一部分。

重力式料位测量

优点

重力式料位测量具有诸多优点。最大的优点在于:用于重力式料位测量的力传感器可以安装在容器外部,无需打开或改装容器,从而避免与产品接触。这样就可以消除污染,清洁工作也容易得多。此外,还可以实现非常精确的测量——在相对线性误差方面,经常可以达到额定载荷0.02%的精度。这就使得一些过程可以实现定量给料,例如食品装袋,包装内一定装有规定的量。

另一大优点在于产品不影响测量。可通过重量法测量所有内容物——固体、液体、粘性物质、泡沫物质,甚至有毒或腐蚀性内容物的料位。此外,即使筒仓或储罐内出现空隙或不均匀的内容物分布,也不会形成虚假测量值,因为测量是针对全部内容物的称重。

此外,合适的安装模块不仅可以确保重力正确地导入力传感器,还可以使安装非容易。模块和力传感器高度低,安装体积小。然而,如果容器已经永久安装,要花费巨大的工作量才能将其放置到模块上,就会出现问题。对于这种情况,可能的建议是将应变传感器用螺栓固定到支架上,通过应变传感器确定内容物重量引起的支架压缩量。这样就可以通过重量法对不可移动的容器进行称重。

重力式料位测量

缺点

重力式料位测量的缺点在不同的应用中有着显著差异。当无法防止力分流时,测量结果基本会失真。理想情况下,容器应与力分流结构进行机械解耦。然而在实践中,有时附加支撑是绝对必要的。这时,测量结果就取决于它们的支撑效果有多大。另外,如果测量受到高承载重量的影响,也可能会出现类似的问题。与产品相比,容器的高度越低,重量测量越准确。最后,独立式室外容器可能受到自然因素的影响。例如,风的推力或积雪会导致重量显著增加。

典型应用

用于容器称重的力传感器

单点式称重传感器通常用于磅秤。它们不仅价格低、精度高,而且不论将其放在平台上的什么位置,都可以可靠地确定重量。

为了实现理想的受力,带有相应称重模块的弯曲梁或剪切梁通常安装在有支撑的储罐、筒仓或容器下方。将容器的总重量除以支架的数量,即可确定这些力传感器的额定载荷。如果额定载荷超过10吨,则可以切换到压向力传感器,其最大量程可达300吨。借助四个支架,可以按最高精度称量重达1200吨的容器。或者,容器可悬挂在S型力传感器上,或安装应变式力传感器。


 

 

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