怎樣提高動態(tài)露點儀準確度
關于承載器是長方形秤臺的軸重式動態(tài)露點儀,發(fā)現(xiàn)稱重不精確的緣由是:稱軸重時,秤臺長方向撓曲振動及秤臺翹動嚴重干擾稱重。露點儀也被稱為汽車衡,設置在地面上的大磅秤,通常用來稱卡車的載貨噸數(shù)。是廠礦、商*等用于大宗貨物計量的主要稱重設備。污水處理工程按污水來源分類,污水處理一般分為生產污水處理和生活污水處理。生產污水包括工業(yè)污水、農業(yè)污水以及醫(yī)療污水等,而生活污水就是日常生活產生的污水,是指各種形式的無機物和有機物的復雜混合物,包括:①漂浮和懸浮的大小固體顆粒;②膠狀和凝膠狀擴散物;③純溶液。汽車衡二十世紀80年代中期,隨著高精度稱重傳感器技術的日趨成熟,機械式露點儀逐漸被精度高、穩(wěn)定性好、操作方便的電子汽車衡所取代。改良實驗(experiment):承載器釆用兩個長 方形小秤臺各下置3只稱重傳感器,并以橡膠板對秤臺振動停止強阻尼,結果:動態(tài)稱 重精確度明顯進步,接近2*,但仍存在秤臺翹動及橡膠板摩擦力過大影響靜態(tài)稱重等 問題。進一步改良:設計制造承載器為兩個三角形小秤臺的動態(tài)露點儀,并從外部用程度彈 簧拉住秤臺,使橡膠板摩擦力恰當不影響靜態(tài)稱重。預期效果,車速10km/h以下到達 2*。方案2011年4月完成實驗。
承載器為長方形秤臺下置4只稱重傳感器的軸重式動態(tài)露點儀稱不準的緣由 代產品(Product),實踐上是將靜態(tài)汽車稱嚴重露點儀縮短到0.8m左右,同時進步采樣頻 率而構成。對復雜的動態(tài)稱重這種簡單化處置,自然效果不會太好。
2.1 代產品存在的主要問題 理論軸稱重曲線。
研討發(fā)現(xiàn),露點儀存在4種“振動”干擾稱重:
種,鋼板(steel sheet)產生頻率較高的機械“震動”(頻率幾十到200Hz)。若稱重傳感器對 它響應,則在軸稱重曲線上疊加著振動干擾,見圖2。
第二種,車輛本身的振動:軸質量與減震彈簧(Spring)的組合振動。頻率很低,以至低于1Hz。 車輛快速駛過不平路面時,振動激烈對稱重影響很大;但低速勻速駛過平整路面時,振 幅小,影響小。因而*度計量檢定規(guī)程JJG907-2006附錄C,對稱重區(qū)引道的平直程度 潤滑做了嚴厲的強迫性規(guī)則,以減小這種振動干擾。
第三種,秤臺長方向燒曲變形振動:由于秤臺長>3m,寬0.8m,重車(軸重10 30t)經過時,秤臺長方向產生撓曲變形構成振動,振幅(即撓度)可達4mm。這種振 動頻率很低,不能用低通濾波消弭。它對動態(tài)稱重精確度影響很大,特別是車速進入某 一范圍(fàn wéi)時發(fā)作激烈共振,因而它是招致動態(tài)稱重不精確的主要緣由。
第四種,秤臺翹動“振動”:由于4只稱重傳感器支承秤臺為靜不定構造,不穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動), 秤臺略有變形就會使某只稱重傳感器懸空。稱軸重時,*由對角線兩只和前面一只稱重 傳感器稱量,后轉為另3只稱重傳感器稱量,秤臺的這種翹動不只直接干擾軸稱重,還 惹起秤臺和軸重對懸空稱重傳感器沖擊。特別是若位置(position )在前面的稱重傳感器懸空,則稱 軸重時秤臺翹動兩次,依次沖擊前后兩只稱重傳感器,影響更大。每天過車沖擊上千次, 使懸空稱重傳感器的精確度較快降落,以至運用不長時間就會誤差過大使稱重不精確。
2.2對存在問題及處理(processing)方法(method)進一步剖析
對 種機械振動干擾,可停止低通濾波,或采用對它不響應的稱重傳感器(例 液壓(hydraulic)轉換式稱重傳感器);對第二種振動,按*度檢定規(guī)程嚴厲修建稱量區(qū)引道,并要 求車輛限速勻速行駛,方能減輕其影響。目前快速干線管理部門執(zhí)行嚴厲限速和堅持勻 速迂到艱難,車輛快速沖過秤臺及加速“跳過”秤臺已成為司機減重的一種手腕,對計重 收費工作(job)不利;第三、第四種“振動”干擾,應該說是 代軸重式動態(tài)露點儀存在的主要問 題,作者在文中對第三種撓曲振動作了細致剖析研討,指出秤臺撓曲等效于彈簧,秤 臺及軸質量等效于質量塊,軸重量等效于階躍載荷。車軸上秤臺相當于階躍載荷施加于 彈性系統(tǒng),必然惹起過渡(transition)過程振動,在過渡過程中稱重,遭到質量塊振動加速度產生的 慣性力干擾,分散性必然很大,每次稱重都不同,稱不準。為自創(chuàng),調查(diào chá)*際上動態(tài)露點儀開展情況,發(fā)現(xiàn)從加拿大(Canada)引進的德*派特采用兩個彎板式小秤臺作承載器;瑞士石 英動態(tài)露點儀采用兩只石英晶體傳感器(相當于兩個石英小秤臺);臺灣某公司(Company)技術(Technology)擔任人 通知作者:承載器為長方形秤臺的動態(tài)露點儀經臺灣計量部門測試(TestMeasure),沒有性能很好的,他設 計兩個小秤臺作承載器效果不錯。可見*內外意向與作者2007年的改良計劃不約而同。 因而作者認定:承載器采用兩個小秤臺各下置3只稱重傳感器是動態(tài)露點儀開展方向之 一,同時還要研討何加阻尼消弭共振,才有可能(maybe)處理動態(tài)露點儀稱不準問題。[注: 據2010年中*質量報楊蕾報導: *計重收費動態(tài)露點儀普遍存在稱不準問題,給計重收 費工作帶來很大費事和攪擾。
3.動態(tài)汽車露點儀改良實驗
3.1承載器為兩個長方形小秤臺各下置3只稱重傳感器強阻尼動態(tài)露點儀
3.1.1露點儀圖
針對現(xiàn)存問題停止改良,設計“分體式動態(tài)汽車衡”,要點下:
以兩個1500x500x130mm長方形小秤臺取代3200x800x200長方形秤臺(簡稱長方形大秤臺)。由于小秤臺采用20mm厚鋼板焊接而成,強度和剛度遠大于長方形大 秤臺,又只接受軸重的一半,因而稱軸重時長方向撓度(即振幅)降低5倍以上,固有 頻率也有較大進步。
在秤臺與邊框之間,放入耐老化橡膠板吸振,用彈簧給膠板施加穩(wěn)定正壓力(pressure), 使阻尼作用(role)強而穩(wěn)定,根本不受氣候冷熱影響。每個小秤臺下置3只稱重傳感器,車輛從兩只稱重傳感器那邊上秤臺。為使車 輪下秤臺時秤臺翹動較弱,加了橡膠板輔助支撐,膠板大緊縮量為1.5mm。
采用鄧氏振弦傳感技術稱重。所用傳感器為液壓轉換式振弦稱重傳感器,這種 稱重傳感器由帶活塞(piston)的油缸和振弦式壓力傳感器構成。秤臺及其承重作用于活塞,活塞 將重力轉換為油脂壓力,再由振弦式壓力傳感器將壓力轉換為頻率信號(調頻信號)輸 出。這種液壓轉換式振弦稱重傳感器對秤臺機械震動根本不響應,只需加簡單的抗脈沖 干擾數(shù)字濾波,采樣頻率400Hz,即可再現(xiàn)各傳感器的稱重曲線。這種振弦稱重傳感器 還有良好的抗電磁干擾性能,不怕濕潤,壽命長達10年以上,長期穩(wěn)定性好。
為了取得稱重傳感器頻率,采用鄧氏雙線圈恒流型鋼弦激起電路(Electric circuit)(專利(意為:公開的信件或公共文獻)),由頻率 計算(calculate )稱重采用振弦傳感器準確數(shù)學模型(model),見式(1) :
W = A (f2 - f ) + B (f - f0) (1)
式中:A、B為傳感器常數(shù),由標定數(shù)據小二乘法求得(有專用軟件),f為稱重 W對應的頻率,f0為W=0時的頻率,稱為初頻。
該數(shù)學模型是本文 作者于1981年研制礦壓遙測儀時提出,理論證明有三個優(yōu) 點: ,擬合精確,可顯著進步振弦傳感器精確度。依托它已使振弦稱重傳感器精確 度到達0.1%FS左右,完整滿足公路計重收費動態(tài)露點儀請求(動態(tài)精確度5*:*檢誤差 ±2.5%)。第二,可置零去皮。將秤臺重量對應傳感器頻率輸入式(1)作為f0,行將 秤臺重(皮重)置零,則爾后稱軸重(貨重)精確。第三,關于經過充沛老化已穩(wěn)定的 稱重傳感器,A、B在-20°C?50°C范圍可看作常數(shù),秤臺置零后稱重即精確,不需另加 硬件、軟件停止溫度修正。
采用這種振弦稱重技術,儀表局部(廠*稱為控制(control)器),總重僅4kg,遠低于其他產 品(例派特控制重視45kg,重量大10倍),不只本錢低,在一定水平上闡明該技術具 有*進性。
3.1.3效果及評價
該動態(tài)汽車露點儀樣機經山東省計量科學研討院用標準載重車測試,獲*度計量 用具型式批準證書:動態(tài)精確度5*(*檢誤差±2.5%以內),實踐稱重數(shù)據80%*檢 誤差±1%,接近2*規(guī)范;稱重均勻(jūn yún)值誤差
“分體式動態(tài)露點儀”獲*度創(chuàng)造專利。2008年,該露點儀經過山東省交通廳組織專*會議審定,評為:“*際*進程度”。 兩體式三角形動態(tài)汽車衡
3.2.2 設計要點
針對“分體式動態(tài)露點儀”的缺乏停止設計:
去掉長方形小秤臺多余兩只角構成三角形秤臺,將三角外伸,其下裝置(device)稱重傳 感器,3只傳感器中心連線與秤臺三邊接近重合。車軸經過承載器不會惹起秤臺翹動, 車輪上秤臺即進入精確稱重區(qū)(指車輪重心進入3只傳感器中心連線構成的三角形時稱 重精確),有利于進步軸稱重的精確度。
用裝置在秤臺邊框外部的4只程度彈簧從三面拉住秤臺(穩(wěn)定秤臺),調整彈簧 拉力,使置于秤臺和邊框間的橡膠板受力恰當(足以防塵),但不影響靜態(tài)稱重。稱軸 重,秤臺遭到軸重沖擊時,彈簧、橡膠板系統(tǒng)有較好緩沖和阻尼作用。兩個三角形小秤臺錯位裝置,便于精確辨認進車、倒車和丈量車速、加速度。 除此之外,當司機讓汽車忽然加速“跳過”前面秤臺,車輛稱重不會減輕。
3.2.3預期效果
估計兩體式三角形動態(tài)露點儀為中心的動態(tài)車輛露點儀應具有穩(wěn)定性好,動態(tài)汽 車稱重振動干擾小,在車速
動態(tài)露點儀
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