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悬吊式集装箱称重装置的原理与技术特点解答
发布时间:2019-02-06   点击次数:129次

悬吊式集装箱称重装置的原理与技术特点解答

工作原理

检测装置主要由拉力传感器、变送器、无线信号发射端、无线信号接收端、CPU 和人机界面等

部分组成。拉力传感器安装在集装箱吊具的 4 个转锁上,检测集装箱 4 个角的受力情况。经过变送

器将拉力传感器的信号转化为标准的可供采集、处理的模拟量信号,由无线信号发射端将此信号传

递给无线信号接收端,CPU 采集无线信号接收端的信号,经过数据处理,得出集装箱的质量及偏载值,

并将相关数据在人机界面上进行显示并且归档记录、打印。在发生超载、偏载时,检测装置发出声

光报警提醒,操作人员及时做出相应的处理,完成对所有检测数据 ( 包括吊装时间、箱号、总质量,

偏载、操作员工号)的保存和管理,便于随时查看和打印。

 装置工作流程原理:拉力传感器→变送器→无线信号发射端→无线信号接收端→ CPU →人机

界面显示→打印机。系统构成如图 1,装置构成示意图如图 2。

3

图 1 装置构成框图

图 2 装置构成示意图

1. 称重指示器 2.RS232 通讯线缆 3. 票据打印机 4. 无线信号通讯 5.AD 信号处理器和无线通讯

模块 6. 称重传感器(分别安装于 4 个旋锁位置) 7. 集装箱吊具

1.2.2 技术特点

(1) 该装置的传感器安装在门座(桥架)起重机集装箱吊具上架转锁处,称重指示器安装在门

座(桥架)起重机司机室内,能在吊具吊运过程中检测集装箱的总质量及集装箱货物的偏载情况 ;

(2)检测装置称重准确度等级应不低于 Y(b)级, 能测量并输出集装箱 X 轴(长度方向),Y 轴(宽

度方向)的偏心位置。可设定 X 轴(长度方向)偏心超过集装箱长度 ±5% 时报警,Y 轴(宽度方向)

的偏心位置大于 ±100 mm 报警;

(3)重量和偏心传感器信号分别通过无线传输到称重指示器后进入车载终端(串口)。

4

 (4)检测装置主要技术参数

1)zui大秤量(Max):40 t; 2)检定分度值(e)一般为 50kg 或 100kg,若为其它值应表示为

1×10k,2×10k 或 5×10k 的形式,其中“k”是正整数、负整数或零。 3)O 点重心偏载量相对误

差不超过 ±8%; 4)Y 轴(宽度方向)的偏心位置超出 ±100 mm 报警 ; 5)X 轴(长度方向)偏心超

过集装箱长度 ±5% 时报警; 6)温度范围:-20 ℃~ +40 ℃。

2. 悬吊式集装箱超偏载检测装置的偏载校准方法

2.1 偏载校准

2.1.1 重心偏载位置的设置

偏载又称重心的偏移 (eccentricity of center of gravity),是指无论是空箱、重箱以及是否带有附件,

其实际重心与四个底角件对角线交叉点所形成几何中心在纵向和横向的偏离数值 , 计量单位符号为:

mm。对偏载的校准采用 20 英尺标准集装箱,在底板建立直角坐标系,选取 O(0,0)、A(600,100)、

B(-600,-100)三个点进行加载测量偏载,如图 3 所示。

图 3 设置重心偏载位置示意图

2.1.2 校准过程

(1)对集装箱吊具进行三次提升测量,得到单次测量的空载示值 w1、w2 和 w3,x1、x2 和 x3,

y1、y2 和 y3,取平均值计算出空载的质量示值 W0 以及偏载示值 X0、Y0;

取平均值,得到空集装箱的重量示值 w'

0 和偏载示值 x'

0 和 y'

0;

(3) 将加载砝码中心放置集装箱底面图 1 所示的 A(600,100)坐标点位置,提升三次,分别得到

A 点单次测量重心偏移的示值 : xA1、yA1;xA2、yA2 ;xA3、yA3。取单次测量结果的平均值作为重心偏

移的示值:

A 点重心纵向偏移的示值为:

A 点重心横向偏移的示值为:

(4) 将加载砝码中心放置集装箱底面图 1 所示的 B(-600,-100)坐标点位置,提升三次,分别得

到 B 点单次测量重心偏移的示值 : xB1、yB1;xB2、yB2 ;xB3、yB3 。取单次测量结果的平均值作为重心

偏移的示值:

B 点重心纵向偏移的示值为:

B 点重心横向偏移的示值为:

(5)将加载砝码仍保持在 B 点不动,将集装箱吊具相对集装箱水平旋转 180 度,认为 点,提升

三次得到 点每次重心偏移的示值 : x'

B1、y'

B1;x'

B2、y'

B2 ;x'

B3、y'

B3 。取单次测量结果的平均值作为重

心偏移的示值:

 B'

点重心纵向偏移的示值为:

 B'

点重心横向偏移的示值为:

WF 为加载砝码的标称质量。

(7) 计算偏载示值误差

A 点纵向偏移量示值误差:E AX=XA-L AX (式 17)

A 点横向偏移量示值误差:E AY=YA-L AY (式 18)

B 点纵向偏移量示值误差:E BX=XB-L BX (式 19)

B 点横向偏移量示值误差:E BY=YB-L BY (式 20)

单次测量的重心偏载示值误差也应符合表 1 的规定。

(8) 确定偏载固有误差

纵向偏载固有误差 :

横向偏载固有误差 :

固有误差也应符合表 1 的规定。

2.1.3 偏载测量误差的力学分析

(1)偏载测量误差力学分析

4 吊点集装箱吊具安装 4 个称重传感器计算偏载的方法:

x 为同侧 x 方向传感器距离,l(x) 为 x 轴方向偏载理论误差。y 为同侧 y 方向传感器距离,l(y) 为 y

轴方向偏载理论误差。

F=F1+F2+F3+F4(式 25)

 F------ 集装箱及物料的总重量;

 F1+F2+F3+F4------4 个传感器分别测出的 4 角(吊点)处集装箱的重量;

检测装置 Max=40 t, 检定分度数为 n=100~1000, e=50kg, Y(b) 级检测装置在zui大允许误差(相

对误差)为 ±1.0% 时, 20´GP(20 feet general purpose) 外部尺寸:长 5890 mm× 宽 2350 mm× 高

2390 mm;纵向 (x 轴 ) zui大允许误差为 5890 mm×(±1.0%)= ±59 mm,横向 (y 轴 ) zui大允许误

差为 2350 mm×(±1.0%)= ±23 mm。

(2) 偏载测量zui大允许误差(MPE)

表 1 偏载测量zui大允许误差(MPE)

3. 应用评价

(1)现行 JJG 1124 检定规程没有对集装箱偏载项目进行规定,铁路部门对集装箱超偏载检测装

置的偏载指标有溯源要求。作者按照本文提到的主要方法在集团公司范围内对集装箱超偏载检测装

置的偏载指标进行校准试用,并对校准结果计量确认。按照校准结果对偏载符合要求的集装箱进行

装车,经铁路货车超偏载检测装置检测验证,有效的减少了承运集装箱货车的偏载数据超差现象。

(2)本文提到的校准方法是利用 20 英尺标准集装箱、M12 等级标称值为 2t 和 3t 的标准砝码及

砝码重心定位底座、叉车等标准器及配套设施进行校准作业的,标准器及配套设施均为常见设备,

测量方法简便易行,数据方便后续计算机处理与统计,校准点坐标参考值选取与《铁路货物装载加

固规则》规定的极限误差相一致,能够满足铁路专用计量器具量值溯源的需要。

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