随着商品混凝土的迅速发展, 混凝土搅拌站这种用于大规模商品混凝土生产的专用设备也普遍装备各商品混凝土生产厂家, 该设备主要由搅拌主机,砂石配料系统, 水泥贮料、 输送计量系统, 水以及外加剂供给计量系统, 电器控制系统等部分组成, 具有自动化程度高、 能生产不同规格、 标号混凝土等特点; 其计量的准确性关系到配料比是否准确以及混凝土方量的结算, 涉及到混凝土的成本、 质量以及结算。因此, 混凝土搅拌站配料系统需经计量检定, 其检定方法及误差分析日益成为计量检定、 测试工作者和广大用户迫切关注的问题。

1 检测原理以及检测方法

混凝土搅拌站配料系统根据生产不同标号的商品混凝土, 其控制装置的计量控制系统分别有 4～ 10套独立的称重单元, 采用惠斯登电桥原理, 由称重显示仪表将加载到传感器上的重量信号转化为电信号, 经过放大电路、 滤波电路、 A/D 转换、 数字处理后, 在外设设备的显示屏上显示其质量, 并对石子、黄砂、 水泥、粉煤灰、 外加剂等物料的过冲量进行实时跟踪、 自动修正。

混凝土搅拌站配料系统根据其工作原理可知是属于非连续累计自动衡器, 根据其计量特性检测分为静态和动态二部分, 通过标准砝码直接加载在配料系统的各秤体上, 其示值与标准砝码值之差也就是系统的静态误差; 通过合适的控制衡器对物料进行称量, 并用所称得的量与各配料秤累计示值进行比较, 两者的差值为系统的动态误差。所以, 对混凝土搅拌站配料系统的计量检测也分成静态检测法和动态检测法二种。

1.1 静态检测主要检测内容

1.1.1 零点检测: 先将秤置零, 以后加上使示值由零点变为零上一个分度值的附加砝码, 按化整误差公式计算零点误差。

1.1.2 称量检测: 从零点逐步加砝码至最大称量, 用同样的方法卸砝码至示值回到零位。至少需要先定 10 个秤量点, 选定的秤量值包括最小秤量、最大秤量以及最大允许误差改变的那些秤量, 在加、卸砝码时, 应分别通过这些选定的秤量点逐渐递增或递减。

1.1.3 偏载测试: 将 1/10 最大秤量的砝码依次加至秤的每一个支撑点上。

1.1.4 重复性测试: 进行两组测试, 分别在 1/2最大秤量以及接近最大秤量处进行测试, 每组测试三次, 每次的测试不测定零点误差, 可重新置零。误差的计算方法采用闪变点方法来确定化整前的示值。方法如下:

在秤上的砝码为 m , 示值为 I , 逐一加放 0.1e 的小砝码, 直至秤的示值明显增加了 1e , 变成 ( 1+e ) ,所有附加的小砝码为 !m , 化整前的示值为 P , 则 P由下列公式得出:

P=I+0.5e－△m     ( 1 )

化整前的误差为:

E=P－m=I+0.5e－△m－m ( 2 )

静态检测根据秤的最大秤量和检定分度值可分为 3 级或 4 级, 根据化整误差公式 ( 1 ) 、 公式 ( 2 ) 分别计算零点测试、 秤量测试、 偏载测试以及重复性测试的误差, 来判别静态测试能否达到要求。

1.2 动态测试 ( 物料测试)

在静态测试通过以后, 须用常用物料进行物料试验; 可用下述的方法之一进行测试。

1.2.1 独立检测法

用这种方法配以合适的控制衡器, 对物料进行称量, 可以在配料秤对该物料进行称量之前或称量之后进行。在物料试验过程中, 应启动自动称量操作, 自动称量操作和显示器都可以在主累计指示装置上观察和记录。在控制衡器上称量的被称载荷,它的结果作为被称载荷的质量真值考虑。物料检测误差按下列公式计算:

E= ( I－L ) /L× 100%           ( 3 )

其中:

E —配料称量结果的相对误差

I —配料称量结果的累计值

L —控制衡器的累计值

当 E 达到规定要求时, 动态检测符合要求。

1.2.2 集成检定法

这种方法是由被检物料秤自身具备的校验功能来静态称量用做被测载荷的物料, 在自动称量过程中进行中断处理, 测试至少应进行三个量程的物料试验, 既最小称量点, 最大称量点以及接近最小累计载荷的某一称量点, 而测量的前提是衡器本身的重复性误差不大于最大允许误差的 1/5 。在物料测试之前, 必须测试静态称量性能, 加载时应从零点起逐步加到最大称量点, 然后同样的方法卸载至零点, 称量点至少要选 10 个 ( 必须包括最大称量点和最小称量点) , 采用加附加砝码的方法以确定每一称量点的误差。物料的检定误差用下列公式计算:

E= ( I－∑ ) /∑× 100%     ( 4 )

其中:

E —配料秤称量结果的相对误差

I —主累计指示器上显示的周期秤量的累计值

∑ —控制指示装置上获得的秤量周期的净重之和其中 E 也应达到相应准确度等级要求

物料检定最大允许误差应附合:
 

2 检测误差分析

2.1 静态检测的误差是由公式 2 得到, 所以,静态检测的误差来源主要是由砝码准确度、显示器的分辨率以及配料秤的重复性构成。

其合成误差:

δ^２=δ_１^２+δ_２^２ +δ_３^２                ( 5 )

其中: δ_１ 重复性误差

δ_２示值化整误差

δ_３ 标准砝码误差

在实际检定工作中, 对混凝土搅拌站配料系统进行静态检测, 由于混凝土搅拌站工作环境比较恶劣, 秤体上有各种粉灰、 水泥等杂物, 运送物料的布带没有进行彻底清除, 有时秤体上没有足够的位置加放砝码而使得砝码的位置发生偏移等, 这些原因都会给混凝土搅拌站配料系统的检测结果带来很大的误差, 故在对混凝土搅拌站配料系统进行检测前需要做好秤体以及送料布带的清除工作, 在秤体上要安装专用的检测支架, 便于砝码的加载, 尽量减少以上原因给检测带来的误差。

2.2 动态检测时根据检测原理可知, 配料秤的累计值和控制衡器所得示值之差即为动态检测误差。 由公式 3 得, 动态检测时误差主要是由控制衡器的精度高低以及动态检测时配料秤的重复性以及配料秤的显示分度值的大小决定的, 其合成误差如下:

δ^２=δ_１^２+δ_２^２ +δ_３^２                ( ６ )

其中: δ_１ 动态秤的重复性误差

δ_２示值的化整误差

δ_３控制衡器误差

从误差计算公式中分析, 配料秤的示值化整误差和控制衡器可以通过预先的分析得出, 而动态秤的重复性误差需通过多次重复测量得出, 由于重复性误差涉及到配料秤物料的损耗等多方面的因素,故在每次称量物料时应注意物料的损耗度确保在配料秤和控制衡器上的精度。在对实际混凝土搅拌站配料系统进行动态检测时, 由于水泥、 水、 粉煤灰等各种物料无法单独无损耗地收集, 故在检测时可通过物料组合来得出各种配料秤的的动态误差。从对动态秤的误差分析可以看出, 我们还可以通过合理选择配料衡器、配料秤的累计分度值的大小和减少物料的损耗来控制动态误差。

3 结束语

混凝土搅拌站配料系统作为商品混凝土的生产设备, 如果不通过严格的检测, 一旦出现偏差, 就不可能生产出合格的混凝土。这不仅会给企业带来较大的损失, 而且如果不合格的混凝土流入市场, 其带来的危害将直接影响到国家和人民的生命财产安全。 所以, 保证混凝土搅拌站配料系统的准确度就非常重要, 选择合理的检测方法对混凝土搅拌站配料系统进行检测并得出正确准确度等级以及误差范围显得更加重要。只有对混凝土搅拌站配料系统进行定期检测并在检测过程中严格控制误差分量, 保证检测数据的正确、 可靠, 才能有效地保证生产出合格的商品混凝土制品。

 

 

 

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