我国衡器的发展现状和趋势

我国衡器的发展现状和趋势

楚鹏飞

(安徽省蒙城县质量技术监督局技术所,安徽蒙城233500)

摘要:在经济体制改革的大潮中,衡器工业的管理体制、行业结构、产品结构、技术水平以及在国民经济中所处的地位,变化巨大,远非昔比。如今我国已能够独立设计制造精度高、运行快、计量准确的各种电子衡器,/手动改自动,机械改电子0已成为衡器行业不可逆转的方向。自行开发和技术引进并举,多种经济成分并存,科教工贸结合,中外合资合作,全行业历尽风雨沧桑已经展现出高速发展的大好局面,为国家经济建设作出了极其重要的贡献。

关键词:质量技术;衡器;发展;趋势

doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2012.12.018

衡器是计量器具的一个重要组成部分。过去人们称计量为/度量衡0。所谓度,是指用尺(如古时的骨尺、牙尺及以后渐次问世的竹尺、木尺、皮尺、钢尺等)测量物体的长短;所谓量,是指用容器(如古时的合、升、斗、斛及以后使用的量桶、量杯等)测量物体的体积;所谓衡,则是指测量物体重量,如今衡器已是社会经济发展不可或缺的重要工具。

1衡器的发展现状

1.1国内衡器行业现状

近年来,我国称重传感器和显示控制器的技术与生产有较大进步,国产电子衡器产量及质量也不断提高,中国衡器正在告别机械衡器占主导地位的时代。我国标准中划分的十大类衡器(台秤、案秤、地上衡、地中衡、吊秤、皮带秤、料斗秤、检验秤、轨道衡和特种秤),在国内都实现了产品电子化。比较成熟的静态衡器计量范围可以从1L g到800t,非自动衡器已达到国际90年代初期技术水平,如电子计价秤、电子台秤、电子地上衡、电子皮带秤、电子吊秤和电子轨道衡等产品。改革开放以来外资企业相继带来了一批国外先进水平的衡器产品和技术,如应变计、传感器、仪表生产技术和定量包装秤、自动重量检验秤、标签计价秤、电脑组合秤、耐压式计量给煤机等等,对于我国衡器工业既是一种补充,也是一个促动。有着古老历史的中国衡器行业,正高度融会着现代先进科学技术,成为一个新兴高技术装备行业。

1.2与国际水平的差距

1)基础理论研究方面的差距。国外在高准确度、高稳定度、动态称重和称重智能化等方面均有领先的理论研究。与此成鲜明对照的是国内称重理论研究人、财两弱,甚至到了难以为继的地步,形成我国落后于国际称重理论研究的巨大差距。

2)产品技术方面的差距。衡器技术是集合了现代计量技术、通讯技术、网络技术、工业控制、计算机技术的综合应用技术。我国采用先进技术和先进成果的速度与程度明显落后于国际水平,高档次衡器产品技术水平要落后10~15年。目前,我国低档静态称重产品的生产能力过剩,而定量包装秤、配料秤、自动重量检验秤等自动衡器和高档商业秤,仍处于起步阶段。

3)制造工艺及技术装备方面的差距。发达国家十分重视工艺技术的开发,关键工艺必有关键设备,技术装备实用且先进。先进衡器产品的开发、制造、调试、补偿、修正都是在程序下自动进行。相比来看,国内只有几个规模最大的外资企业和新兴企业才拥有先进开发手段和现代制造、检测装备,但这些企业的数量不超过全行业总数的3%。

2衡器的发展趋势

衡器作为国家强制管理的法定计量器具,是称重控制和贸易计量的重要手段,在煤炭、化工电力、交通运输和国防等方面被广泛运用,但同时它们也对衡器技术的发展提出越来越高的要求。

2.1小型化

体积小、高度低、重量轻,即小、薄、轻。近几年新研制的电子平台秤结构充分体现了小薄轻的发展方向。

2.2模块化

对于大型或超大型的承载器结构,如大型静动态电子汽车衡等,已开始采用几种长度的标准结构的模块,经过分体组合,而产生新的品种和规格。以(5、6、7)m长的同宽度3种标准模块为例,由单块、两块、三块到四块分体组合,可以组合成长度为(5~28)m的22种规格的分体式秤体结构。当然在实际应用中,根据各行业用户的需要,选择其中10余种常用的标准规格即可。这种模块化的分体式秤体结构,不仅提高了产品的通用性、互换性和可靠性,而且也大大地提高了生产效率和产品质量。同时还降低了成本,增强了企业的市场竞争能力。

2.3集成化

对于某些品种和结构的电子衡器,例如小型电子平台秤、专用秤、便携式静动态电子轮轴秤、静动态电子轨道衡等,都可以实现秤体与称重传感器、钢轨与称重传感器、轨道衡秤体与铁路线路一体化。

2.4智能化

电子衡器的称重显示控制器与电子计算机组合,利用电子计算机的智能来增加称重显示控制器的功能。使电子衡器在原有功能的基础上,增加推理、判断、自诊断、自适应、自组

(下转第35页)

大。考虑到160k m/h E MU实际运行线路一般为新修专线,实际运营过程中基本不会出现与200k m/h以上速度等级车辆交会的情况,据此设定160km/h E MU的侧窗结构设计承载压力只要满足E MU以160km/h速度与200km/h速度等级车辆交会时极限压力波强度要求即可。

在线间距为4m、动车组运行速度为200k m/h(准高速列车速度为160k m/h)时,准高速列车在明线所受到的压力波实测最大幅值为1568Pa,由于明线会车与长隧道内会车产生的压力波对列车侧窗的影响有很大的不同,长隧道内会车时在交会车辆侧窗上产生的气动负压波峰值比明线会车时产生的负压波峰值要大将近一倍。所以,如果将160km/h EMU运营过程中与200k m/h速度等级以下车辆无隧道交会,则取160km/h EMU侧窗结构能够承受的瞬间压力幅值最小为1600Pa,否则取侧窗结构能够承受的瞬间压力幅值最小为3200Pa。参考表1国内现有车辆实际应用情况,考虑EMU后续提速及侧窗结构通用性需求,留取一定安全余量后,选择160km/h EMU侧窗承受瞬态冲击载荷能力为6000Pa。

2.3侧窗结构强度验算

侧窗强度验算应分成玻璃材料本身强度和侧窗安装强度两部分考虑,因选定侧窗为高强度结构胶全粘接结构,粘接剂强度远大于侧窗瞬态冲击载荷,所以侧窗结构强度主要验算玻璃材料本身强度。

由于侧窗设计最大瞬态载荷为6000Pa,侧窗在承受此载荷过程中玻璃不破碎即可,因此此次玻璃强度验算暂不考虑玻璃的挠度变形问题,只需计算玻璃强度满足承载要求即可。按照JGJ1135建筑玻璃应用技术规程6和JGJ1025玻璃幕墙工程技术规范6规定,中空玻璃和夹层玻璃抗风压强度设计可以采用等效玻璃厚度计算,即

t1=3t311+t312(2)

t e=0.953t31+t32(3)当玻璃厚度t e F6mm时X#A=0.2A@t e1.8(4)

当玻璃厚度t e>6mm时X#A=0.2A@t e1.6+1.9A(5)

其中:t11)夹层玻璃外层玻璃厚度,单位:m m

t12)夹层玻璃内层玻璃厚度,单位:mm

t1)夹层玻璃等效玻璃厚度,单位:mm

t2)中空玻璃内层玻璃厚度,单位:mm

t e)中空玻璃等效玻璃厚度,单位:mm

X)风荷载设计值,单位:kPa

A)玻璃承载面积,单位:

m2

A)抗风压调整系数

不同类型玻璃抗风压调整系数见表2。

由式(2)、式(3)可知,结构为(4+0.76PVB+3)+9A+5的夹层中空钢化玻璃等效厚度t e=5.7mm。由于此次计算采用等效厚度计算,抗风压调整系数按照等效后钢化玻璃取A= 310,将A=1.47m2代入式(4)可知X=9.363kPa>6000Pa。3结语

通过上面的计算可知,160km/h E MU侧窗采用全粘接中空层压玻璃[(4+0.76PVB+3)+9A+5]结构最大抗风压强度约为9.363kPa,侧窗强度满足设计要求。

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技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.

(上接第33页)

织等功能,这就是当今市场上采用微机化称重显示控制器的电子衡器与采用智能化称重显示控制器的电子衡器的根本区别。

2.5综合性

电子称重技术的发展规律就是不断地加强基础研究并扩大应用,扩展新技术领域,向相邻学科和行业渗透,综合各种技术去解决称重计量、自动控制、信息处理等问题。例如,对某些商用电子计价秤而言,只具备称重、计价、显示、打印功能还远远不够,现代商业系统还要求它能提供各种销售信息,把称重与管理自动化紧密结合,使称重、计价、进库、销售管理一体化,实现管理自动化。这就要求电子计价秤能与电子计算机联网,把称重系统与计算机系统组成一个完整的综合控制系统。

3结语

改革开放以来,我国大型专用衡器产值在衡器总产值中所占比例大大高于日用衡器,衡器产品从以民用为主转向更多地为现代工业大生产配套服务,广泛应用于工农业生产、国内外贸易、教学、科学研究、医疗卫生、国防建设等领域,在各行各业加强管理、节约能源、保护环境、提高产品质量、提高经济效益和社会效益方面不可或缺,以致在对外贸易交往中维护国家声誉等方面都起着越来越重要的作用。计量衡器已成为国民经济的一个重要的技术基础行业,与社会的经济发展愈加密切相关。