在化工、食品、建材等众多工业领域中,搅拌罐作为核心设备,精确的物料称重计量是保障生产流程稳定、产品质量可靠的关键环节。合理选择搅拌罐称重计量系统,能够有效避免物料浪费、提高生产效率、降低生产成本。
(一)量程确定
计算方法:首先需要明确搅拌罐的最大装载量,包括罐体自身重量、搅拌器重量、物料最大填充量等。一般情况下,称重系统的量程应大于最大装载量的 120% - 150%,以确保在情况下传感器不会过载损坏,同时保证测量的准确性。例如,若搅拌罐满载时总重量为 50 吨,那么选型时称重系统的量程应选择 60 - 75 吨。
余量考虑:除了基本的最大装载量,还需考虑生产过程中可能出现的异常情况,如加料过量、物料堆积等,适当预留一定的余量,避免因量程不足影响设备正常运行。
(二)精度要求
行业标准:不同行业对搅拌罐称重计量的精度要求差异较大。食品、制药行业通常要求精度达到 0.1% - 0.5%;化工行业一般要求 0.5% - 1%;而对于一些对精度要求不高的建材行业,1% - 2% 的精度即可满足需求。在选型时,必须严格遵循所在行业的相关标准和规范。
影响因素:传感器的精度、安装方式、环境因素等都会影响称重计量的最终精度。例如,传感器的安装不水平会导致受力不均,从而产生测量误差;环境温度、湿度的变化也可能使传感器的性能发生改变。因此,在选型时要综合考虑这些因素,选择合适精度等级的传感器,并采取相应的补偿措施。
(三)环境适应性
温度:根据搅拌罐实际工作环境的温度范围选择合适的传感器。对于高温环境(如超过 80℃),应选用耐高温型传感器,如采用特殊耐高温材料制造的应变式传感器或振弦式传感器;在低温环境下(如低于 - 20℃),要确保传感器的材料不会因低温变脆,影响其性能和使用寿命。
湿度:在潮湿环境中,传感器容易受潮,导致绝缘性能下降,影响测量精度。此时应选择具有良好防水、防潮性能的传感器,如采用密封防护等级达到 IP67 及以上的传感器,并做好接线盒等部件的防水处理。
腐蚀性:如果搅拌罐内的物料具有腐蚀性,或者工作环境存在腐蚀性气体,应选用防腐型传感器。例如,采用不锈钢材质外壳、表面进行防腐涂层处理的传感器,以防止传感器被腐蚀,延长其使用寿命。
振动与冲击:搅拌过程中不可避免会产生振动,同时在物料进出罐时也可能产生冲击。对于这种工况,要选择具有抗振动、抗冲击能力的传感器,并合理设计安装结构,如增加减震装置,减少振动和冲击对测量结果的影响。
(四)安装方式
罐体支撑结构:搅拌罐的支撑结构形式多样,常见的有支腿式、耳座式等。不同的支撑结构对应不同的传感器安装方式。支腿式搅拌罐通常将传感器安装在支腿下方,采用压式传感器;耳座式搅拌罐则可将传感器安装在耳座与基础之间,根据受力方向选择拉式或压式传感器。
传感器布局:为保证称重的准确性,传感器的布局要合理。一般来说,对于小型搅拌罐,可采用 3 只传感器呈等边三角形布局;对于大型搅拌罐,建议采用 4 只或更多传感器,均匀分布在罐体底部或支撑点上,确保罐体受力均匀,避免因局部受力过大导致测量误差。
(五)信号传输与处理
信号类型:常见的称重传感器输出信号有模拟信号(如电压信号、电流信号)和数字信号。模拟信号传输过程中容易受到干扰,适用于短距离传输;数字信号具有抗干扰能力强、传输距离远的优点,适合在复杂电磁环境或长距离传输的场合使用。
信号处理设备:需要配备相应的称重仪表或数据采集系统对传感器输出的信号进行处理、显示和存储。称重仪表应具备高精度的 A/D 转换功能、零点跟踪、去皮、量程校准等基本功能;对于需要与工业自动化系统集成的场合,还要求称重仪表具有标准的通信接口(如 RS - 485、Modbus 等),以便实现数据的远程传输和控制。