[科普中國(guó)]-測(cè)重儀

測(cè)重儀的技術(shù)特性

（1）在裝載機(jī)不間斷作業(yè)的情況下，能自動(dòng)準(zhǔn)確地測(cè)出貨物質(zhì)量（動(dòng)態(tài)稱重）。誤差在 2%以下。

（2）具有自動(dòng)去皮、單斗顯示、累加顯示、車(chē)號(hào)、日期、質(zhì)量、貨物品名及打印等功能。

（3） 具有不同噸位的開(kāi)關(guān)選擇，滿足不同鐵路車(chē)輛的裝載要求。

（4）抗干擾能力強(qiáng)，能在惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定工作，可靠性高，壽命長(zhǎng)。自2003年元月開(kāi)始，共安裝了 125臺(tái)測(cè)重儀，匯總各單位反饋的使用信息，返修率約為 1%。

（5） 具有獨(dú)創(chuàng)的加速修正功能、自動(dòng)去皮功能（含斗粘結(jié)物）、溫度補(bǔ)償功能。智能型裝載機(jī)測(cè)重儀填補(bǔ)了該類(lèi)產(chǎn)品的3項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白，獲得國(guó)家專利局審發(fā)的 ZL0223150.1 號(hào)專利證書(shū)。與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，具有測(cè)重不影響連續(xù)作業(yè)，制造成本低等特點(diǎn)。經(jīng)貴州省計(jì)量檢測(cè)院在各種工況下的反復(fù)檢測(cè)，誤差始終低于2%，達(dá)到國(guó)家非連續(xù)累 計(jì)自動(dòng)衡器Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，納入衡器管理范圍。貴州省技術(shù)監(jiān)督局審發(fā)了產(chǎn)品制造許可證，并獲得貴州省 2003 年省科技成果進(jìn)步三等獎(jiǎng)。1

測(cè)重儀的研制測(cè)重儀的工作原理智能型裝載機(jī)測(cè)重儀以裝載機(jī)動(dòng)臂起升腔的油壓為介質(zhì)，用電阻應(yīng)變式油壓傳感器將油壓力這個(gè)物理量轉(zhuǎn)變?yōu)棣蘓級(jí)的電物理量后，采用自動(dòng)定高測(cè)量系統(tǒng)，然后由微型處理器系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將每斗貨物除皮后的質(zhì)量及其累加質(zhì)量顯示在顯示屏上。當(dāng)達(dá)到該車(chē)稱重的 95% 的質(zhì)量時(shí)，進(jìn)行報(bào)警提示，然后進(jìn)入稱零頭，并進(jìn)行打印。

建立數(shù)學(xué)關(guān)系式的約束條件測(cè)重儀通過(guò)測(cè)量裝載機(jī)動(dòng)臂油缸的油壓受載荷壓力測(cè)出舉升物質(zhì)量，由于裝載機(jī)動(dòng)臂是一個(gè)四連桿、多支點(diǎn)的機(jī)構(gòu)，影響動(dòng)臂油缸油壓的因素很多（如舉升物的質(zhì)量、動(dòng)臂的角度、舉升時(shí)油缸的加速度、作業(yè)場(chǎng)地的環(huán)境和溫度變化等），以這些因素為約束條件建立關(guān)系式，是研制裝載機(jī)測(cè)重儀的首要條件。

（1）在動(dòng)臂固定的角度下靜態(tài)稱重，這時(shí)油壓力和舉升質(zhì)量成正比關(guān)系。

（2）在動(dòng)臂固定的角度下動(dòng)態(tài)稱重，當(dāng)舉升加速度為零，勻速上升時(shí)，油缸油壓力也與舉升質(zhì)量成正比（瞬時(shí)采樣）。

（3）裝載機(jī)的起升機(jī)構(gòu)當(dāng)起升重物時(shí)，同一重物在不同的舉升高度，液壓系統(tǒng)呈現(xiàn)的壓力是不同的，波動(dòng)程度也是不同的，每增減 1度，油壓的誤差約相應(yīng)增減 1%。1

測(cè)重儀研制工作根據(jù)上述條件，將起升油缸活塞桿伸出量模擬動(dòng)臂的不同起升高度，找出最佳采樣位置，將此位置作為計(jì)算機(jī)理想的信號(hào)采集高度，在此位置安裝一個(gè)定高傳感器，當(dāng)動(dòng)臂通過(guò)這個(gè)位置時(shí)，發(fā)出定高信號(hào)，微處理機(jī)中斷系統(tǒng)接收此信號(hào)后，單片機(jī)中斷，然后將油壓信號(hào)輸入至微處理機(jī)進(jìn)行運(yùn)算。為此進(jìn)行了以下研制試驗(yàn)工作。

（1） 求解裝載機(jī)力臂關(guān)系式。AB為動(dòng)臂，設(shè)長(zhǎng)為l1，A為動(dòng)臂鉸點(diǎn)；CD為油缸，C為油缸鉸點(diǎn)；l2 為 A、C兩點(diǎn)間垂直距離；a1為動(dòng)臂與水平線的夾角；a2為油缸與垂直線的夾角；G為貨物質(zhì)量；F為油缸的油壓力（作用在動(dòng)臂上）。

（2）試驗(yàn)確定液壓系統(tǒng)波動(dòng)關(guān)系，從而求出加速度修正值。

（3）試驗(yàn)確定斗上升與下降的壓力差，從而求出當(dāng)斗內(nèi)貨物未倒完時(shí)，應(yīng)減去的剩余物質(zhì)量。

（4）試驗(yàn)確定溫度與稱重?cái)?shù)據(jù)的誤差關(guān)系。

（5） 設(shè)計(jì)電路圖。要求該電路具有較強(qiáng)的抗干擾性和穩(wěn)定性。

（6） 軟件編制。要求完成整個(gè)稱重過(guò)程的運(yùn)算、累加、打印及各種需求。1

測(cè)重儀使用效益分析裝載機(jī)安裝測(cè)重儀后，由于每斗貨物的質(zhì)量能單獨(dú)測(cè)出，一車(chē)貨物的質(zhì)量可以累加，加之有確切的打印單可以作為貨運(yùn)室的法定依據(jù)，能有效減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，壓縮車(chē)輛停時(shí)，保證列車(chē)的安全運(yùn)行。測(cè)重儀的使用效益可粗略估算如下。

（1） 安裝了智能型裝載機(jī)測(cè)重儀后，每輛車(chē)的每次作業(yè)時(shí)間可縮短1 h左右。以都勻車(chē)務(wù)段每月用裝載機(jī)裝車(chē)1 330輛計(jì)算，可壓縮車(chē)輛月停留時(shí)間1 330 h左右，有效加速了車(chē)輛周轉(zhuǎn)。

（2） 自2003年5月份使用智能型裝載機(jī)測(cè)重儀裝車(chē)以來(lái)，都勻車(chē)務(wù)段用裝載機(jī)裝車(chē)約6 500輛，無(wú)一超載和虧噸現(xiàn)象的發(fā)生，既保證了貨物運(yùn)輸安全，又維護(hù)了貨主的利益。

（3）智能型裝載機(jī)測(cè)重儀的先進(jìn)技術(shù)性得到充分肯定，在全鐵路局各貨場(chǎng)的 125 臺(tái)裝載機(jī)進(jìn)行了安裝，使科技成果迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為鐵路運(yùn)輸企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，為鐵路運(yùn)輸安全提供保障。1

測(cè)重儀研制需求分析在鐵路貨物運(yùn)輸中，散堆裝貨物運(yùn)輸占有很大的比重。就貴陽(yáng)鐵路分局而言，散堆裝貨物的運(yùn)輸量約為總貨運(yùn)量的 80%。為了確保散堆裝貨物運(yùn)輸?shù)陌踩?，鐵道部、鐵路局、鐵路分局和站段投入了大量的人力和物力，建立健全了一系列規(guī)章制度，制定了一整套卡控措施。

（1） 對(duì)承運(yùn)的散堆裝貨物，車(chē)站每季度會(huì)同托運(yùn)人測(cè)定比重。規(guī)定在測(cè)定時(shí)，要分別在料堆的不同區(qū)位取料過(guò)秤，測(cè)定 3次，取其平均值作為該貨物的比重，以此作為該貨物在此季度的裝運(yùn)比重依據(jù)。

（2） 確定裝載高度。貨運(yùn)員依比重計(jì)算貨車(chē)的裝載高度，根據(jù)規(guī)定的辦法在車(chē)內(nèi)量尺畫(huà)線。

（3） 貨物裝載時(shí)，裝載機(jī)按畫(huà)線進(jìn)行裝車(chē)。裝車(chē)完后，使用輪重儀復(fù)核所裝車(chē)輛是否超載或虧噸。由于測(cè)比是隨機(jī)抽樣，而且每季一次，因此測(cè)比的不可靠性是顯而易見(jiàn)的。如何更準(zhǔn)確地測(cè)定所裝貨物的重量，如何免除測(cè)比重、畫(huà)線、驗(yàn)線、輪重儀復(fù)核等諸多繁瑣工序，減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，壓縮車(chē)輛一次裝車(chē)時(shí)間，是需要關(guān)注并解決的問(wèn)題。1