当前(1997)版的OIML R50-1连续累计自动衡器(皮带秤)提出了耐久性要求,但是此项要求并没有给出试验方法或评价标准。由此就出现一个问题,如果皮带秤一旦通过诸如影响因素、干扰试验及现场(实物)试验等一系列试验的话,就可以证明皮带秤的使用将有足够的耐用性。
2009年2月4日至5日在伦敦举办的OIML TC9/SC2会议上,介绍了皮带秤耐久性试验的方案并加以讨论,出席该会议的OIML大多数成员国原则上表示,同意讨论包括一些不同形式的耐久性试验,然而,一部分成员国表示不应该包含该项试验,例如:重复和使用的这项试验不具有操作性或不太可能实现。因此,会议建议一个工作组围绕所有TC9/SC2的P成员准备资料并组成投票机制以确定TC9/SC2是否应该继续就皮带秤耐久性试验提出更为详细方案。
会议讨论中,皮带秤制造商就当前根据R50要求评价的皮带秤,没有维持在允许的一定时期内、最大允许误差范围内的性能表达了关注。这表明在一些情况下,超出最大允差范围外的性能会发生于首次检定或运行开始后的数月或数周内。
皮带秤试验中,困难的是时间是涉及计量的其中之一的因素,此外,包括振动,非重力等因素对皮带秤准确度耐久性(长期稳定性)的影响,比所有非自动衡器更为复杂,这就是为什么开发一项耐久性试验(模拟一段时期内的使用)很困难,并且为何一项真正的耐久性试验(实际的使用期间)被大家所期待和关注。
一些皮带秤耐久性使用的短缺,感觉更多的是与机械耐久性方面相关而非电气耐久性,可能涉及非重力,皮带张力,皮带/托辊互相作用,振动(包括超期变化)或其它影响因子没有被很好的认识。模拟试验或类似于R76-1量程稳定性试验的试验不能够被希望识别出使用耐久性的缺陷,因而在众多的讨论中有一条就是认为针对一整套皮带秤系统的耐久性试验是必须的。因此,如何做试验、寻求一种方法就被提到议事日程上来。
二、皮带秤的应用对耐久性的基本要求(皮带秤用户关注的应用效果)
1.一段较长时间(如以每天24小时为最小时间单位)的累计量应符合要求;
2.一批较多物料(如装卸一艘船的物料为最小批量单位)的累计量应符合要求。
三、影响皮带秤耐久性的主要因素(到目前为止尚未得到有效解决)
1.输送机运行时皮带张力的变化对皮带秤的干扰;
2.环境温度的变化对皮带秤的干扰;
3.输送机长期运行后的磨损以及皮带的老化对皮带秤的干扰;
4.电子元器件的老化引起的性能特性的变化。
四、关于皮带秤耐久性试验的方式
OIML的大多数会员国已经认同:耐久性是皮带秤的一项重要性能,对皮带秤的评价必须包含耐久性试验项目。但是究竟采用什么样的试验方式来评价,却尚未完全取得一致,绝大多数意见集中于以下三种方式:
(1)借用非自动衡器的耐久性试验方法;
(2)以到用户现场定期复检的方式进行;
(3)在能进行物料试验的实验室内以可以复现和量化的方式进行。
五.电子皮带秤耐久性试验方案简述
耐久性试验的定义是:为验证被测衡器在经过规定的使用周期后能否保持其性能特征的一种试验。由于电子皮带秤的特殊性,在经过规定的使用周期后很难能保持其首次检定的性能特征,而耐久性问题不解决,皮带秤的应用技术将无法进步。
5.1 国际建议OIML R50-2009第三次修改稿对电子皮带秤的耐久性试验的要求是:耐久性试验应该以现场试验的方式,在完整安装的皮带秤进行,在“首次试验”和“最终试验”之间,应运行至少六个月的时间。
5.2 中国衡器协会与全国衡器计量技术委员会于2011年3月7-8日在南京联合召开了OIML R50国际建议研讨会,并形成了“耐久性试验在型式评价时做,由实验室完成物料试验,而不是无皮带的模拟试验,且试验室试验项目必须从严,要考虑模拟各种现场的严酷条件,现场不考虑做耐久性试验,仅做首次检定的物料测试”的意见。
5.3 国际法制计量组织OIML-TC9/SC2于2011年4月18-19日在英国NMO召开了R50-2009 3CD国际建议研讨会,关于电子皮带秤的耐久性试验是本次国际会议研讨的重点,最终形成的意见是:R50-2009第三次修改稿中对耐久性试验的要求还难以实现,但皮带秤耐久性十分重要、应予考核,各国自行采取方法进行管理,鼓励各国进行耐久性测试方法的进一步研究。在本次会议上首次听到数名中国企业代表的声音,并对关于“由实验室完成物料试验”的意见引起关注,这标志中国的皮带秤技术已迈入世界前列。
5.4 到目前为止国际法制计量组织仍然没有可行的方法和手段将耐久性试验强制于电子皮带秤。
六.对电子皮带秤的耐久性的几点看法
6.1 设计和制造的理念:应提供一套能长期保持准确度的计量系统,而不仅仅只是提供一台高精度电子皮带秤。
6.2 设计和制造要符合国际建议OIML-R50对电子皮带秤设计、制造的耐久性要求:“在衡器的预定使用范围内,应长期符合OIML-R50中的4.1.1和4.1.2的要求(OIML-R50中4.1.1额定操作条件:电子皮带秤的设计和制造应能保证其在额定操作条件下不超过最大允许误差的要求;OIML-R50中4.1.2干扰:电子衡器的设计和制造应能保证其在受到干扰时:a)不出现显著增差;b)或能检测出显著增差,并对其作出反应)”,建议参照类似于OIML R76-1量程稳定性试验方法对电子皮带秤在无皮带的模拟条件下进行型式试验。
6.3 设计和制造时应考虑如何解决输送机的运行磨损对皮带秤的干扰
6.3.1 皮带秤在正常工作中如果超过允差,应提供超过允差的声或光报警,接到报警讯息后,在不影响皮带秤计量的前提下,采用模拟实物载荷装置(符合法定要求),将由于输送机的运行磨损造成皮带秤的误差在线调整到允许范围内。
6.3.2 为了降低输送机的运行磨损对皮带秤的干扰,建议在现有的法规基础上针对0.2级、0.5级皮带秤,建议增加以下内容:
理由:增加以下内容会大幅度减少输送机的运行对皮带秤的干扰,设计部门在进行输送机的工艺设计时可依照以下内容进行符合计量要求的设计。
a)输送机的输送距离为应30m-300m;
理由:通常准确度较高的皮带秤其秤量区域较长,如果输送距离少于30m,显然输送机尾部的下料冲击以及头部皮带的大张力对秤量区域影响较大,另外,低于该距离的皮带张紧通常都采用尾部螺旋拉紧装置,而该装置是不能起到皮带自动张紧的作用;如果输送距离大于300m对皮带秤干扰的因素相对较多,如皮带张力变化较大、通常的皮带自动张紧装置的作用也会减少。
b)输送机的纵向辊轨应排列成直线(输送机的整个纵向输送面不得有明显的凹凸状曲线),无论是空载还是满载,皮带均应恒定地支撑在所有托辊上;
理由:如果输送面呈凹凸状曲线,当载荷变化时(特别是空载与满载两个状态)皮带的张力变化较大。
c)输送机应配置皮带重力张紧装置或其它自动张紧装置,应尽可能保持皮带的张力不会明显受到载荷或温度的影响;
d)输送机只允许一个受料点,并且下料的冲击对称量结果没有显著影响;
e)输送机在输送方向的倾角应为固定式。
五、提高皮带秤耐久性的技术手段【2】
1.减少由于皮带张力变化产生的干扰;
2.为减少环境温度的影响,推荐每天8:30左右进行一次空秤校零;
3.为减少由于运行磨损等因素产生的干扰,确保皮带秤的长期稳定性,在皮带秤计量系统中加入“皮带秤自动修正装置”(双秤),无论输送机是由于偶然因素还是缓慢磨损对皮带秤的干扰(包括皮带张力变化以及皮带的老化产生的干扰),“皮带秤自动修正装置”可实现在线干扰检测/报警,报警后可对皮带秤的误差进行在线自动修正。
6.结束语
电子皮带秤在经过规定的使用周期后能否保持其首次检定的性能特征,已引起普遍关注,尽管我国电子皮带秤技术近些年取得了较大的进步,但要解决电子皮带秤的耐久性问题,它不仅涉及到制造商、法制计量部门,同时它与使用方、设计(选型)部门、检定部门密切相关。
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