料罐称重系统的设计和结构

满载的料罐重心应尽量低于料罐的支承点。这一要求在实践中常常难以实现。

当重心位于承载点以下时对机构的稳定性是有利的。重心点的位置随充填量高度而变化，重心位置对于所需要的

传感器数量具有举足轻重的影响。在对称充填下传感器的布局，因重心位置在一垂直线上运动，用一个传感器制

造衡器设备是可能的。若由于装填物的变化重心随中心线侧向运动，则所有支承点均应配以传感器。

图 2 解释了在重心(侧向)变化时对所有支承点都用传感器的必要性。

图 2: 有倾斜流出板的料罐，其重心位置因装填量的不同而异。

    料罐常常很需要装卸其它接口，例如料罐内容物的装入和卸出，料罐的电子，液压或气压等附属设备。

料罐装卸接口可产生附加力的影响，导致对秤的测量精度的误差。因此接口必须在垂直方向较灵活。图 3 到 7 展

示了几种合理的接口形式，这些方面应在构思阶段和项目阶段加以考虑。 在连接不灵活的刚性管时，合理的是：

料罐与一尽可能长的水平管子相连接。水平管在垂直方向上是柔性的，并且长度越长越软。它产生的作用于传感

器上的应力相应较小，对测量精度不重要。 (图 3).

几节容易弯曲的连接管可以代替长的水平管子（图4）用可易变形的弹性材料软管连接从而避免附加力。在此需

检验弹性材料对容器充填物质及清洁剂的可接受度(如食品、药品技术)。其他减少附加力的可能性是通过配置弧

形管 (图 5)在垂直向的管引入情况下，在测量重力方向上要求的情况下或软管不能应用的情况下，可靠的管道连

接是通过波纹管补偿实现 (图 6). 但在装配这种补偿器时必须保持很小的变形量。如应用第二个波纹管，它与第

一个通过管子联接时，可以允许更大的变形量。提示：一些需要特别清洁的地方（如食品工业），波纹管是不允

许的。图 7 中显示的开口连接开放式货装短管说明在减少附加力方面为最佳，开放的接头避免管和料罐之间的接

触，但在封闭系统(如压力容器)中这一形式不能使用。

提示:必须一直注意，接连管道的材料也进入称量，直接与料罐连接的进料和出料管道应该在称量过程中重量恒

定，这就是说：管道要么是空的，要么总是满的。 

                                         图 3: 长的水平管连接                                           图 4: 弹性管状连接   

                                                      图 5: 弧形管                                                图 6: 波纹管补偿连接  
                                      
                                                  图 7: 开放的货装短管

在封闭设备中，系统压力对称量结果有影响，尤其在化工行业中，反应过程需要很高的压力，相反吸尘设备对尘

粒型的称量物产生 100 到 300毫巴的负压。当管道在容器中垂直连接时，如图 5 和 6, 则存在直接进入测量的附

加力。其影响相应于压力和管道横剖面的乘积，测量过程中压力稳定时这一份额可在测量时予以考虑或算出。 水

平的连接管是有利的，因而优先于垂直管安装, 这情况下相应的附加力通过安装附件吸收。

这一节用图例展示几种典型的料罐结构，对涉及到的具体的问题的结构细节，将在有关章节介绍。

6.1 立式装填料罐

对液体、散装货物等匀质物体，有二个固定基座和一个传感器的配置是可行的。条件是容量构造对称，并且装填

物重心线在整个装填过程中近似地在一条垂直线上。其他情况，尤其在更高的精度时，则必须配备三个或更多的

传感器。

6.1.1 传感器的刚性安装

     这一在承重体上的简单地刚性安装传感器的结构一般不予推荐，这种结构不能使传感器避免由于装载状况变化

, 振动，温度变化引起的变形而带来的测量误差。

6.1.2 安装有二个支承体和一个传感器的立罐容器

    这一测量系统应用一个摆式传感器和二个固定支承，它们同时也起固定立罐容器的作用，这一低价位的结构使

传感器避免一定的测量误差。 

                                                         图 8: 带有一个传感器刚性安装结构的立罐      

                                                          图 9: 带二个固定支承和一个传感器的立罐

6.1.3 支撑在三个或四个传感器上的立罐容器

精确的装填状况大多数用三个传感器上作测量元件，然而在直角对称结构中也可见四点配置，尽管这一布置因其

超自由度及价格较贵在原理上不为最佳，但另一方面它们很容易被设计者想到。尽管双摇柱弹性支承体不需要导

杆, 但多数需要与固定的限止器组合。对特别高的立罐，在上面部分要求安装附加的导杆，在图例中园棍杆用较

小的预紧力预紧。固定的挡杆在这种位置只要很小的不可避免的错位便会触及立罐，由此通过接触摩擦导致附加

力。此处一般不推荐使用滚动挡子或绳索导引器。   

                 图 10: 更高的立罐

        图 11: 在基座上的立罐

6.1.4 使用三种不同称重模块上的立罐

三个称重模块，其导杆外切于结构外缘，使罐不需其他措施，而保持水平稳定。同样也具有防抬升保护可防止立

罐倾覆。以此在露天建设中不需很多结构细节，这个图例展示了小、中、大负荷的称重模块。 使用标准的称重模

块可以简化结构，可极大节省结构的花费，但必须考虑承载面的平行性、高度对齐等等细节。

6.1.5 应用称重模块上的带轮缘的立罐

实践中通常发现圆形立罐的外壳一般达到底部，以保证整个结构的稳定性，此时需要特殊的安装方式正确地安装

传感器。图 12 显示用传感器来测量的这一结构的原理，这一方案即通过它将重量导入传感器。当然称重模块也

包含抬升保护（图 12 中为清晰起见没画出来)。即使结构的小的抬升已足以使整个重量导入传感器。所以在此结

构中需要一圆形密封圈来密封，它非常柔软不足以产生附加力。

图 12: 带轮缘的立罐的称重模块配置

6.1.6 安装有四个传感器的装填站的矩形仓

在装填站，来自传送机构、装填和下卸设备的振动，且当称量仓为可动设备的一部分时，由于加速度的影响，会

使矩形仓很不稳定，这还不考虑大质量的散装物投落进仓时，通过落在斜的侧面上引起的极大的侧向力。这一情

况下，特别需要预先考虑预紧力的稳定的导杆固定。有时侯在无需称量时, 秤容器被固定保持，仅在称量时是自

由的。直角对称的结构极有利于稳定，因此也在多数传感器安装中被采纳。同时传感器一般带有弹性支承体，如

摆式传感器。