汽車衡限位器,作為稱重計量系統(tǒng)的一個附屬機械配件,其功能相對獨立,形態(tài)多種多樣.從以往的技術(shù)角度來看并不復(fù)雜,但從使用和維護的角度來看,卻常常出現(xiàn)限位卡死、傳感器損壞、維護頻繁、容易作弊等這樣或那樣的問題.筆者以長期從事衡器維護的視角和感觸,在這里以數(shù)字化的汽車衡為例,對限位器的功能提出一輔助性設(shè)計方案,用于對計量設(shè)備的計量狀態(tài)實行智能化、動態(tài)化的監(jiān)測和預(yù)警,旨在提高設(shè)備的運行質(zhì)量,降低維護成本.

1引言

汽車衡，是用于化工、商品混凝土、物流、港口、碼頭、廠礦、商家等用于大宗貨物計量的主要稱重設(shè)備。而汽車衡限位器，作為稱重計量系統(tǒng)的一個附屬機械配件，其功能相對獨立，形態(tài)多種多樣。從以往的技術(shù)角度來看并不復(fù)雜，但從使用和維護的角度來看，卻常常出現(xiàn)限位卡死、傳感器損壞、維護頻繁、容易作弊等這樣或那樣的問題。

通常情況下，對于多臺面的靜態(tài)或動態(tài)汽車衡、較大尺寸的在線秤，其橫向限位間隙一般不超過2mm，縱向限位間隙一般不超過3mm?？墒且蚣竟?jié)變換、氣溫波動、工況環(huán)境的轉(zhuǎn)變，受秤體不同材質(zhì)的影響，電子衡器的縱向限位間隙往往變化較大。倘若調(diào)得過大，從短時間來看好象電子秤好用了，但長期來看，由于秤體會隨稱重車輛的變速運動而極度搖擺，必然加速傳感器的磨損甚至變形。輕則側(cè)向力干擾重力稱量，出現(xiàn)較大誤差，重則自復(fù)位系統(tǒng)損壞，一年內(nèi)要換掉多個傳感器。從另一方面來看，對于限位間隙的調(diào)整，倘若調(diào)得過小，即使調(diào)整適度，也容易出現(xiàn)限位卡死，或調(diào)校頻繁，調(diào)整時間點難以把握的問題。

那么，關(guān)于限位間隙的調(diào)整，如何才能既減輕維護人員的工作量，又能提高計量設(shè)備的運行質(zhì)量呢？一個可行的方案是：在秤體側(cè)面或底面較開闊的部位安裝一直線位移傳感器，用于對秤體水平方向的縱向位移進行檢測，然后再將信號直接接入計算機系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)測。該直線位移傳感器的引入，類同于動態(tài)汽車衡、動態(tài)軌道衡中重力傳感器的數(shù)據(jù)檢測與分析，所不同的是，前者檢測的是水平方向上的直線運動位移，后者檢測的是重力方向上的彈性形變位移。該傳感器的引入可實現(xiàn)兩大技術(shù)功能：

（1）通過計算機編程實現(xiàn)對限位間隙的可視化及預(yù)警功能。根據(jù)氣溫變化及秤體自身材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的澎漲特性，作出正常狀態(tài)與警戒狀態(tài)的數(shù)字化、可視化的監(jiān)測界面，可以及時預(yù)知、預(yù)調(diào)限位間隙的大小。

（2）通過比對秤體加載負荷后相關(guān)參數(shù)的分析，如秤體的運動頻率、幅值變化、負重大小、上秤方式等數(shù)據(jù)及其關(guān)系，可以智能判斷出秤體側(cè)面或下部臺面可能有異物擠壓、支連，或者是秤體可能有沉降等情況，有效避免計量故障或計量作弊的發(fā)生。因為當(dāng)秤體受擠壓或支連后，不同重量、不同速度的物體從開始上秤到計量的穩(wěn)定顯示，再到下秤并恢復(fù)初始狀態(tài)，其各項相關(guān)的運動參數(shù)是不一樣的。如果秤體往復(fù)擺動的速度變慢或能量衰減明顯變快，則表明秤體自由度受約束的情況發(fā)生變化，必然增大計量誤差或出現(xiàn)計量故障。

對于直線位移傳感器的選擇，應(yīng)以非接觸式位移傳感器為首選，如電渦流式、LVDT、光學(xué)式等。對其量程的選擇，一般為0~6mm為宜。為了便于安裝和維護，安裝位置可選在秤體側(cè)面或底面較開闊的部位，同時避免當(dāng)裝在秤體與引道之間時，容易造成對傳感器的損傷。

對于軌道衡及部分在線秤，其限位間隙通常會較小，很多采用拉桿式限位器，同樣可加裝輔助的傳感器，但在類別的選擇上應(yīng)有所區(qū)別，應(yīng)選擇振動傳感器或雙向應(yīng)力（即交替受壓應(yīng)力與拉應(yīng)力）傳感器。其作用主要為有效監(jiān)測限位器的安全工作狀態(tài)，預(yù)知、預(yù)防計量設(shè)備的不安全故障，特別是有效判斷拉桿的斷裂或張緊。

目前我們公司對汽車衡器限位的保護，均采用在秤體與引道之間加裝一鉸接的金屬連接蓋板，用于減小沖擊和振動，同時可有效避免上衡車輛遺落雜物到秤體與引道之間。此為一創(chuàng)新型設(shè)計，但弊端是容易影響衡器的計量精度，影響秤體自復(fù)位系統(tǒng)的自由度。因此，最好在鉸接的蓋板上加一彈簧，并對其行程予以限制，使蓋板同引道小位移相分離，僅在車輛上衡時，在車輪壓到它時才起到減小沖擊和振動的作用，一旦車輪軋過，蓋板便會自動上移。如果這樣，蓋板既可起到原來應(yīng)有的作用，同時又能確保計量過程中衡器的自由度不受影響，保證計量精度。這種設(shè)計，還可以實現(xiàn)在上述直線位移傳感器引入的情況下，不影響軟件對衡器自由狀態(tài)的判斷?！　?/span>

另外，對部分有特殊要求的在線秤，若增加自動調(diào)節(jié)限位功能，還可確保計量設(shè)備的連續(xù)不間斷運行，延長檢修周期，及時發(fā)現(xiàn)或預(yù)防故障的發(fā)生。

當(dāng)前，隨著企業(yè)計量的發(fā)展，無人值守、自助打印、遠程監(jiān)控、遠程對話呈普及態(tài)勢，對于上文所述功能的實現(xiàn)，特別是在大中型企業(yè)，對于地理位置分散，澎漲大小參差不一的數(shù)十臺甚至上百臺電子衡器，如汽車衡、在線秤的計量維護中，更能凸顯其無人值守、遠程監(jiān)測、集中管理的意義。