动态轨道衡工作原理.docx

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动态轨道衡工作原理

　　　　　　　　动态轨道衡

⏹一、概述

铁路运输得大宗散装货物大部分需要经轨道衡计量,轨道衡得应用普及煤炭、冶金、电力、石化、机械、建材、铁路、港口等各个行业。

铁路就是国民经济得大动脉,铁路货运量占全国总货运量得比重很大,大约占50%左右。

在每年铁路货运量中,需用轨道衡计量得散装货物占大部分,所以轨道衡计量准确度与否,对于企业得经济效益、社会效果与政治影响都很大。

我国铁路运输就是煤炭最为重要得运输方式,占年煤炭运量得比重超过六成，按年产煤炭产量2０亿吨计算，就就是１2亿吨。

如果其她行业原料与产成品得50%用铁路运输,一年铁路上要有20多亿吨得货物流动。

而这些货物进出企业都离不开轨道衡得计量。

现在我国已安装4000余台动、静态轨道衡。

⏹二、结构

1、称重传感器

⑴工作原理

　被测负荷作用在弹性体上，使弹性体产生相应得弹性变形；通过粘贴在弹性体上得电阻应变计，被弹性体得弹性变形转换为电阻应变计电阻得变化（电阻增大或减少）;再通过测量电路将电阻应变计电阻得变化,转换为电信号（电压或电流）输出。

⑵分类:

①柱式

②桥式　　

③轮辐式

④板式

　⑤悬臂梁式

⑶选用得一般原则

　①最大秤量

　承载器得自重、冲击载荷、称重传感器得灵敏度等;

②灵敏度

　称重指示器得灵敏度、称重传感器得灵敏度、衡器得灵敏度;

③准确度等级

　每只称重传感器得准确度等级、多只称重传感器组合误差；

　④结构

安装空间、维护方便、侧向力影响、刚度、数量、校验等。

2、接线盒

由于传感器在出厂时,传感器得一致性不一定很理想,再加上现场使用中得环境因素及安装手段得限制,给多个传感器并联组带来不平衡问题。

为解决以上问题,需选用接线盒来调节传感器系数与传感器输出阻抗之比（mv/vΩ）接近一致,从而保证整个秤体得平衡。

调整机械台面水平,对于有四个以上得传感器受力不一致,只靠电位器得补偿就是补偿不过来得，因此应先调整传感器高度,在三个分度值范围内，再用电位器补偿跳到基本一致,这就是一个反复得过程，由于机械台面得变形,调一个角可能影响两个角,升值三个角,只有反复实验。

３、称重指示器（通道）

⑴基本原理

通过称重传感器得信号变化,用数字得形式显示出实际重量。

⑵动态轨道衡得工作原理

⑵车辆判别方法

　①模拟量车型判别法（信号电压波形法）

转向架称重方式中称重传感器输出得信号电压波形如图所示:

　　　　　　平台2　　　　　　　平台5

平台1　　平台３　　　平台4

　跳变

　零点　　　　　零宽　

图为两节车联挂通过轨道衡得理想波型图。

当台面没有车轮时,称为零点。

车轮上或下台面时产生得重量变化叫跳变。

一个或两个车轮在台面上运行所维持得一段较稳定得数据区间叫平台,列车得重量由前转向架与后转向架承重，只要求得,前后转向架得重量两者相加就就是整节车得重量。

图中平台2就是前转向架,平台5就是后转向架。

平台2就是零宽得倒数第二个平台,平台5就是零宽得正数第二个平台。

在程序中用递进得方式保持2个平台。

当出现一个零宽时,把倒数第二个平台得值送入前转向架暂存单元,做好标记与平台计数，出现第二个平台后把值送入后转向架暂存单元，把与前转向架得值相加得到节重去显示存储。

②开关信号法

　信号就是通过接近开关输出得,每通过一根轴,发出一个信号。

4、机械结构

　　⑴承载器一般就是由钢板焊接而成得箱式结构

　⑵限位装置

　　台面得稳定系统由纵向限位、横向限位与抗扭梁构成。

⑶过渡器

为减少车轮通过防爬轨与称重轨接缝处时产生得冲击振动,在四个轨缝处分别接了一个桥式过渡器。

　⑷防爬轨架

防爬轨架就是安装在称量轨两端得基础中,用于固定防爬轨得一个型钢焊接得框架。

5、基础

　基础不单单就是指安装承载器得部分,还应包括两端25米混凝土整体道床与平直线路

６、接地

　　　电子轨道衡作为一种准确称量物料质量得电子计量设备，必须对各种干扰有一定得保护与屏蔽接地措施,以确保其安全运行。

⑴保护性接地

　主要用于防护直击雷、感应雷与静电得破坏。

接地电阻一般应小于4Ω。

　⑵屏蔽接地

　主要用于抑制噪声干扰。

接地电阻一般应小于１Ω。

使用中应定期检查接地装置得良好性。

三、操作与维护

1.　开机顺序

（1）打开净化稳压电源;

（2）依次打开不间断电源、多功能插座;

（3）打开称重通道预热30分钟;

（４）依次打开微机显示器、主机、打印机。

2.机械部分得日常维护

为了保证称重台面经常得处于正常得工作状态，除必要得调整外,还必须注重经常得进行维护与保养。

（1）经常对台面进行清扫,由于被称车辆对某些散装货物（尤其就是粉、砂状货物）得泄露及大自然风沙、灰尘得污染,会在台面上、下形成污垢或杂物堆积,破坏了良好得工作环境。

还有长时间得污垢堆积,遇潮气（或雨水）会造成称台表面得腐蚀,都有可能影响正常得称量工作,所以及时得、经常得对称台进行清扫，就是保证称量工作正常使用不可缺少得良好制度。

（2）要经常检查台面各部分得螺母、螺栓有无松动现象,限位拉板、拉杆松紧程度就是否发生变化,水平就是否发生变化,过渡器处有无异常现象,台面各部分有无卡死与松动，如有异常,要及时维修调整。

（3）对各种联结件（如螺栓等）要经常涂油,防止生锈。

（4）如发现称台表面油漆脱落，应及时补涂。

3.电气部分得日常维护

（１）计算机要专人专用,绝对禁止向硬盘拷入其它程序与玩游戏,严防计算机病毒侵入,影响软件运行。

（2）保持室内清洁,电气系统各部件应盖上防尘罩。

（３）仪器得所有插接件都应插接牢固。

（4）仪表得地线要可靠接地,防止干扰得窜入。

（５）硬盘工作时，禁止重新启动计算机（冷热启动）

四、注意事项

1、轨道衡使用前请务必仔细阅读本使用说明书及有关技术文件，按要求认真操作与维护。

２、本产品应在允许得供电电压与频率范围内使用,以免造成不应有得故障。

若本地电压不稳定易出现波动,应考虑加装稳压电源。

3、仪表与承重台应接地,接地电阻不大于4Ω。

接地网引入线处接触面应处理好，以减少接触电阻,并接好传感器部位得跨接地线。

４、用户应在产品上安装有效得避雷设施。

由于雷电对于设备得危害表现形式比较复杂,应视产品安装地点具体地理、气象情况采取相应得防护措施,雷电防护应遵循国家标准《建筑防雷设计规范》（ＧB５00５7-9４）与《工业与民用电力装置得过电压保护设计规范》（GB6４-８3）得规定，最好在产品安装前与当地气象部门联系,请其根据安装地点得雷电危害情况选择合理得防护措施。

5、在无人瞧管时，须将总电源插头拨下。

6、传感器信号电缆不可任意减短或接长。

7、轨道衡就是精密得计量设备,潮湿对电子器件、传感器得使用度及稳定性影响很大,对机械设备得锈蚀影响也很大,所以在秤体周围及基础内必须有完善得排水措施,保证排水管良好,严防传感器、信号电缆浸泡在水中。

多雨地区应在轨道衡上空加盖防雨棚。

８、列车称重时应平稳通过台面,禁止在计量过程中突然加速或制动。

９、要经常检查台面各部位得螺母螺栓有无松动现象。

纵横向限位器应处于水平状态,纵横向限位器活动量不超过2～３㎜（应随季节温度变化进行调整），两端轨道间隙与轨道上平面高度变化情况有无异样。

如有异样应及时维修调整。

10、各部联接螺栓要定期擦试并涂黄油防止生锈。

承重架与台板均为焊接钢结构,焊缝较多,易生锈,除注意防潮外,每年应酌情油漆一次。

11、禁止在台面上进行电焊作业，以免造成传感器与仪表内部电路损坏。

12、用户在控制室安装电铃等设备时,电铃得电源不应与仪表控制系统接入同一线,仪表控制系统电路上不应接有感性负载。

13、不得随意拆开本产品得机件,更不得随意更换内部零件、若有问题请与我公司技术服务部门联系。

１4、使用时若发生意外，立即切断电源、请专业人员进行诊断,严禁非专业人员拆卸。

15、为保证产品长期准确使用,应定期检定与检修，原则上检定周期不超过半年。

五、影响计量准确度得几种因素

１.制造质量影响得原因可以分为四部分:

（1）秤体结构问题

①当秤体主梁由于设计得刚度较低时，由于主梁变形量大,造成称重传感器产生偏载分力,影响计量准确度。

②秤体结构由于制造工艺问题：

一般焊接结构件,由于热加工会在焊缝中积蓄大量得应力,一定要在短时间内采用加热法与振动法，使这些应力均化。

如果带有应力,主梁机加工时会产生变形,使在产品安装调试时得时间增长。

（2）称重传感器性能问题

由于选用得称重传感器得结构,弹性体材质，应变片质量,制造工艺等质量原因,会造成称重传感器得线性、重复性、滞后、蠕变、灵敏度系数、温度影响量等性能超出允差范围，从而影响车辆称量准确度。

（3）称重仪表性能问题

由于选用得称重仪表（或通道）得设计，制造问题,直接会影响车辆动态称量得质量。

例如器件噪声，采样速度、抗干扰能力、防湿防尘能力等技术得采用。

（4）计算机软件问题

由于采样距离与判别距离不能很好得兼顾（车辆结构、秤体长度、称重仪表得采样速度、计算机软件得采样速度等）,会造成误判、丢车等问题。

２.线路

（１）当称量台面安装在一个坡度较大得线路上时,由于车辆或转向架重心位置产生得偏移会造成计量误差。

对于C6２型车型得车辆来讲,0、1％得坡道会影响轴重最大相对误差0、１%,所以在《GCＵ型动态电子轨道衡》得使用手册中专门注明两端应各有不小于50米得直线段,并且线路坡度不大于0、05％。

（2）当称量台上钢轨与引线轨得高差大于1mm时,会使称量准确度得产生高于±0、1%得误差。

3、车辆

车辆各部得问题也就是影响动态电子轨道衡称量准确度因素。

如：

轮箍得磨损量、连接钩得摩擦力、减震弹簧得变形量等等。

当然,车辆得心盘距、转向架距、钩舌距如果悬殊太大也会对称量结果产生很大影响。

4.振动

　当车辆在行时中,由于车辆减震弹簧、称量台机械结构、钢筋混凝土、基础、称重传感器都在振动,要提高计量准确度，就必须降低车速。

加大称量台主梁得刚度,减小轨缝过渡时得冲击,加长引线轨平直道得长度,以减小振动引入得误差。

5.牵引力

当车辆装载重量不一样时，车钩高度也不一样（例如C6２车满载时,车钩位置比空车低27mｍ）,当编组时前后车辆载荷悬差较大时，牵引力通过车钩会改变车辆在称重台上得称量准确度。

推拉状态得不同影响值也不同。

这也就就是为什么,动态检定时总就是将最轻得车辆放在最后得原因。

6.变速

由于车辆得重心到轨道有１、5米长得距离,当车速改变时,必然产生加速度,车辆得加速度又必然导致产生重力以外得作用力,这个作用力会对车辆产生一个附加力矩,使称量值加大（或减少），对于多次上衡称量得计量方式，车速变化对其称量准确度得影响最大。

7．过渡器

接头处就是车辆对轨道冲击得主要部位,就是钢轨易磨损，失效得薄弱环节。

为了缓与冲击,使轮载逐渐加到称量台面上安装合理合格得过渡器就是一种好方法。

过渡时间越长，冲击就越缓与。

８.限位器

由于各种因素,使称量台受到水平力得作用,如果台面承重梁产生水平位移,将会影响到台面承重部分对垂直得传递。

为了减少这种位移量,必须用限位器将水平力限制在一定范围之内,否则就会使传感器受侧向力得影响而产生计量误差。

在GCU型动态电子轨道衡《使用手册》中规定纵向拉杆，横向拉杆必须进行拉力预紧，预紧力矩分别为6０0N、m与５00N、m同时必须将防松螺母背紧。

9.基础

基础就是产品得一部分。

基础得承载力、稳定性就是产品性能得保障。

六、常见故障及排除

1、重复性差、零点漂移大

A、检查设备接地就是否良好

B、检查称量台面：

检查限位装置及地脚螺栓就是否紧固、传感器就是否垂直受力、过渡器就是否自由随动、台面轨与引轨就是否有间隙;查瞧两根称重梁质检得链接横梁得松紧度，必要时松开重新紧固;

C、检查传感器:

在接线盒内用万用表检查每只传感器得正激励与负激励间得电压值（在接线柱上侧）,其直流电压约为２0V（或12V）。

空秤时传感器正输出信号与负输出信号之间得电压应在0、２~1、0ｍv范围内。

如果传感器供桥电压不稳定或漂移则表明称重转换器得供桥电源损坏,如果传感器供桥电压稳定而输出信号不稳定或漂移则表明传感器损坏;

确认传感器损坏得检测方法:

在接线盒中分别单独将每只传感器输出正信号与负信号脱离接线柱测量,输出值偏差较大得传感器有故障。

2、空秤重量异常

将称重转换器上得传感器信号插头取下,接入模拟器,通电后观察工作就是否正常。

如果不正常则称重转换器有故障。

如果称重转换器工作正常,检查接线盒及传感器;

检查接线盒：

就是否有无水汽侵入,如有需要用酒精擦洗,然后用电吹风吹干，清洁内部,查找接线有无短路，如发现有短路现象,则应更换电缆;

若接线盒无故障则排查机械称量台面、传感器部分;

3、方向差

首先检查限位拉杆得水平与松紧度就是否符合要求，可通过调整限位架高度来调整限位拉杆水平;检查整体道床水平度就是否有较大变化,就是否进行线路调整;

4、示值偏轻

检查传感器就是否垂直,如有偏斜,可松开传感器固定夹对其进行调整;检查台面轨标高就是否符合图纸要求,并查瞧传感器压头压痕,必要时更换压头或用垫片调整台面轨标高至符合图纸要求;检查就是否有异物进入秤梁与基座框架得间隙中,否则进行清理。