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电子称重技术现状和发展趋势

电子衡器一般是指装有电子装置的衡器。因其种类繁多,且涉及到贸易结算和保护广大消费者的利益,所以为世界各国政府普遍关注和重视,并被确定为国家强制管理的法制计量器具。电子衡器是自动化称重控制和贸易计量的重要手段,对加强企业管理、严格生产、贸易结算、交通运输、港口计量和科学研究都起到了重要作用。

电子衡器具有反应速度快,测量范围广、应用面广、结构简单、使用操作方便、信号远传、便于计算机控制等特点。被广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港口、建筑、机械制造和国防等各个领域。

一、现状
50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来,经过40多年的不断改进与完善,我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展:计量方法从模拟测量向数字测量发展;测量特点从单参数测量向多参数测量发展,特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。但就总体而言,我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距,其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。

二、发展趋势
通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求,电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化;其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高;其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能;其应用性能趋向于综合性和组合性。

1.小型化 体积小、高度低、重量轻,即小、薄、轻。近几年新研制的电子平台秤结构充分体现了小薄轻的发展方向。对于低容量的电子平台秤和电子轮轴秤,可采用将薄型或超薄型的圆形称重传感器,直接嵌入钢板或铝板底面与称重传感器外径相同的盲孔内,形成低外形的秤体结构,称重传感器的数量和位置由秤的额定载荷和力学要求计算决定。钢板或铝板就是秤体的台面,称重传感器既是传感元件,又是承力支点,极大地减化了秤体结构,减少了活动连接环节,不但降低了成本,而且提高了稳定性和可靠性。对中等或较大容量的电子平台秤、电子地上衡,已经出现了采用方形或长方形闭合截面的薄壁型钢,并联排队列焊接成一个整体的竹排式结构的秤体,4个称重传感器分别安装在最外边两根薄壁型钢两端的切口内,安装在称重传感器承力点上的固定支承就是秤体的承力支点,既减化了承力传力机构,又节省了秤体高度,这是一种很有发展前途的秤体结构。对于大型电子平台秤,可利用有限单元法进行等强度和刚度计算,采用抗弯刚度大的型材和轻型波纹夹心钢板等。

2.模块化 对于大型或超大型的承载器结构,如大型静动态电子汽车衡等,已开始采用几种长度的标准结构的模块,经过分体组合,而产生新的品种和规格。以(5、6、7)m长的同宽度3种标准模块为例,由单块、二块、三块到四块分体组合,可以组合成长度为(5~28)m的22种规格的分体式秤体结构。当然在实际应用中,根据各行业用户的需要,选择其中10余种常用的标准规格即可。这种模块化的分体式秤体结构,不仅提高了产品的通用性、互换性和可靠性,而且也大大地提高了生产效率和产品质量。同时还降低了成本,增强了企业的市场竞争能力。

3.集成化对于某些品种和结构的电子衡器,例如小型电子平台秤、专用秤、便携式静动态电子轮轴秤、静动态电子轨道衡等,都可以实现秤体与称重传感器,钢轨与称重传感器,轨道衡秤体与铁路线路一体化。 如秤体与称重传感器一体化的便携式静动态电子轮轴秤,多用硬铝合金厚板制成。其结构原理是经过固溶热处理强化的铝合金板,或通过在4个角上钻孔和铣槽分别形成4个悬臂梁型称重传感器;或在铝合金板的底面铣出多个对称的盲孔和盲槽形成整体剪切梁型称重传感器。这就使得秤体与称重传感器合二为一,即铝合金板既是秤体台面又是一个大板式称重传感器。以后者结构的10t便携式动态电子轮轴秤为例,其尺寸为720mm×550mm×32mm,重量约为23kg。

4.智能化 电子衡器的称重显示控制器与电子计算机组合,利用电子计算机的智能来增加称重显示控制器的功能。使电子衡器在原有功能的基础上,增加推理、判断、自诊断、自适应、自组织等功能,这就是当今市场上采用微机化称重显示控制器的电子衡器与采用智能化称重显示控制器的电子衡器的根本区别。

5.综合性 电子称重技术的发展规律就是不断的加强基础研究并扩大应用,扩展新技术领域,向相邻学科和行业渗透,综合各种技术去解决称重计量、自动控制、信息处理等问题。例如在流量计量专业,如果按照传统的理论和方法建造一套标准大流量测量系统,价格相当昂贵。如果采用称重法即质量流量法,只要将重量和时间测量准确,大流量的测量问题就迎刃而解了。对某些商用电子计价秤而言,只具备称重、计价、显示、打印功能还远远不够,现代商业系统还要求它能提供各种销售信息,把称重与管理自动化紧密结合,使称重、计价、进库、销售管理一体化,实现管理自动化。这就要求电子计价秤能与电子计算机联网,把称重系统与计算机系统组成一个完整的综合控制系统。

6.组合性 在工业称重计量过程或工艺流程中,不少称重计量系统还要求具有可组合性,即测量范围等可以任意设定;硬件能够依据一定的工作条件和环境作某些调整,硬件功能向软件方向发展;软件能按一定的程序进行修改和扩展;输入输出数据与指令可以使用不同的语言和条形码,并能与外部的控制和数据处理设备进行通信。
三、结束语
我国的电子衡器要打入国际市场。参与国际竞争。就必须执行国际法制计量组织制定的国际建议并要有国际水平的技术与装备、有国际水平的质量。这就要求企业以技术为先导、以质量为中心、以管理为基础,努力提高制造技术与制造工艺水平,稳定产品质量。增强国际市场竞争能力。

面对与国际先进水平的差距和我国国民经济持续发展的大好形势,我们的态度应该是明确的,就是要从观念上、技术上和管理上迅速赶上,瞄准先进、与时俱进、迎接挑战、开拓创新、以提高制造技术与制造工艺水平为突破口,主要解决电子衡器中的工程化产品的定型设计。生产工艺,质量保证,可靠性考核等规模生产中的关键技术与工艺,提高批量生产能力,使我国的民族衡器工业走上健康持续发展的轨道。