工程機械攪拌設備稱重系統的基本要求和特殊要求，提出了稱重傳感器應用在工程機械攪拌設備稱重系統選用時需要考慮的幾個問題，重點分析了稱重傳感器防護結構對工程機械攪拌設備運行可靠性的影響，指出IP代碼所代表的防護等級不能涵蓋工程機械攪拌設備對傳感器的全部防護要求。建議不同類型的攪拌設備選用不同防護能力的傳感器。　　　　

　　稱重系統中選用傳感器通常要考慮稱重系統的量限、準確度、傳感器的安裝空間、周圍環境對傳感器的可能影響、加載的類型以及傳感器的壽命等諸方面因素。工程機械攪拌設備的稱重系統也不例外。只是不同的稱重系統由于要求不同，工作條件不同，所要考慮的問題側重點有所不同罷了。工程機械攪拌設備通常包括混凝土攪拌樓（站）、瀝青攪拌站、穩定土拌和廠以及海上混凝土攪拌船等，其中以混凝土攪拌樓（站）典型。下面就以混凝土攪拌樓（站）為例進行分析。　　　　

一、混凝土攪拌樓（站）對稱重系統的基本要求：　　　　

1.1、準確稱量誤差對混凝土的強度影響很大，特別是水灰比計量精度，因為強度和水灰比是線性關系。相關國家標準規定，水泥、水、外加劑、摻合料的動態計量精度為±1%，砂、石料的動態計量精度為±2%。　　　　

1.2、快速滿足攪拌樓站工作循環的要求。　　　　

1.3、種類多稱量值預選的種類要多，變換要方便，以適應多種配比和不同容量的要求。　　　　

1.4、結構簡單稱量裝置要結構簡單，牢固可靠，性能穩定，操作容易。顯然，采用傳感器電子稱重系統較之機械秤更能滿足要求。因此，稱重傳感器在混凝土攪拌樓站中得到了越來越廣泛的應用。但是，客觀地說，與機械杠桿秤相比，在“牢固可靠，性能穩定”方面，傳感器電子稱重系統還有很多工作要做。　　　　

二、混凝土攪拌樓站中稱重傳感器的運行條件：　　　　

　　與一般用于商貿計量的電子秤的一個很大的不同之處在于，混凝土攪拌樓站中稱重傳感器處于相當惡劣的運行條件中，應力環境十分復雜，與一般的電子產品的運行環境相比，有更大的隨機性。　　　　

2.1、環境溫度和濕度　　　　

　　混凝土攪拌樓站通常是露天安裝，傳感器可能遭受日曬雨淋，溫度劇烈變化。而不少工程建設項目是在自然條件相當惡劣的山區或邊遠地區。所以，必須考慮更大的溫度范圍，更高的濕度條件。混凝土在生產過程中需要水。在水的輸送和稱量過程中也會產生不少水氣，在一定的小范圍內形成較為潮濕的環境。在溫控攪拌樓中，則有高溫工況和低溫工況的不同要求。夏天運行在低溫工況時要通入零度以下的冷風以及加冰攪拌，這時樓內會出現冷凝水，足見樓內濕度之高。　　　　

2.2、粉塵　　　　

　　混凝土在生產過程中需要大量的水泥、煤粉灰以及適量的外加劑。這些粉狀物在輸送和稱量過程中會產生粉塵。即使是骨料，在輸送過程中也有粉塵產生。這些粉塵有一部分會附著在傳感器表面。在粉塵和水氣的共同作用下，傳感器將受到較為嚴重的腐蝕。所以，粉料秤傳感器的損壞通常要比其他秤的傳感器更頻繁一些。　　　　

2.3、沖擊與振動　　　　

　　在進料過程中，砂石料會產生沖擊。傳感器應能承受5g的加速度。在攪拌過程中，會產生持續的振動，而振動會產生疲勞破壞。　　　　

2.4、人為環境　　　　

　　人為環境是產品可靠性設計時必須考慮的因素之一。混凝土攪拌樓一般安裝在施工現場。工地上大量使用臨時工，其中相當多的臨時工文化水平較低，缺少必要的技能。在設備的維修和清洗等工作中，很有可能發生傳感器受到高壓水的濺射，誤操作引起過載等情況。顯然，傳感器要在這樣的環境條件下長期可靠的運行，是要進行一些特殊設計的。上述基本要求和運行條件可以作為混凝土攪拌樓（站）用稱重傳感器的選型的依據。　　　　

三、混凝土攪拌樓（站）用稱重傳感器選型時需要考慮的幾個問題：

3.1、稱重傳感器載荷容量的確定　　　　

稱重傳感器載荷容量通常按下式計算傳感器額定載荷=料斗自重＋額定稱重量　　（0.6~0.7）×傳感器×只數，事實上人們在選擇傳感器容量時往往還要綜合考慮沖擊載荷的大小以及選定安全系數.安全系數的選擇又與傳感器的靈敏度有密切關系．國內外常見的應變式稱重傳感器靈敏度多數為2mV/V，但是也有1mV/V的，如柱式傳感器；也有3mV/V的，如部分懸臂梁式傳感器和板環式傳感器；扭環式傳感器則通常是2.85mV/V。目前在攪拌樓上使用的傳感器基本上都是2mV/V的。　　　　

3.2、稱重傳感器準確度的選擇　　　　

　　傳感器準確度的選擇以滿足稱量系統的準確度要求為準，不必片面追求過高的傳感器準確度等級。在多只傳感器組合使用時，其綜合誤差按下式計算δr=δ／√n　式中，δ為單只傳感器的準確度，n為組合使用的傳感器只數。目前攪拌樓上常用的S型傳感器、懸臂梁式傳感器、板環式傳感器，其線性、滯后、重復性、靈敏度溫度影響、蠕變等主要指標絕大多數廠家均優于0.05%，大多數廠家優于0.03%，部分廠家優于0.02%。其單只傳感器的綜合誤差都接近或優于0.1%。多只傳感器組合后其綜合誤差就更小了。可以說一般稱重傳感器生產廠家的產品都能滿足要求。以前，不少攪拌樓生產廠家規定其稱重系統的靜態精度分別為0.1%和0.3%。這樣，對于使用單只傳感器的秤而言，單項指標為0.05%的傳感器就可以滿足0.3%精度的秤的要求。對于使用三只以上傳感器的秤而言，單項指標0.05%的傳感器也能滿足0.1%精度的要求。　　　　

　　需要指出的是，上述精度是稱重系統的靜態精度，而混凝土國家標準要求的是動態精度，這是由于原材料不斷地向稱量機構供料在重力的沖擊下稱量誤差明顯增加。上述0.1%和0.3%的靜態精度能否保證分別達到1%和2%的動態精度還與供料系統的設計有關。現在，不少廠家規定其稱重系統的精度在0~額定稱量值的整個稱量范圍內為水泥、水、外加劑±1%，砂、石料±2%。須知，預拌混凝土國家標準要求的是實物計量精度，而一般計量儀器在0~20%范圍相對誤差較大，因此，還是混凝土攪拌樓（站）的行業標準中規定的20~的稱量段滿足水泥、水、外加劑±1%，砂、石料±2%的計量允許偏差更為實際一些。更為合理的精度標注方式是采用衡器行業的術語來表述，即作為累計料斗秤，應采用自動稱量準確度的等級標志1.0和2.0。這類秤的檢定項目與用途相適應，既包括物料試驗（確定累計誤差）也包括靜態檢定。

　　通常將1.0級秤設計為1000分度，2.0級秤設計為500分度。可以看出，在高量程端1.0級秤的誤差為0.15%，2.0級秤的誤差為0.3%，并不比以前廠家規定的0.1%和0.3%靜態精度高。但是在低量程段精度要求確實是提高了。在這種情況下需要確認所選用的傳感器在低量程段能否也滿足要求。按秤的分度數選擇傳感器的方法就是1000分度的秤選用1000分度的傳感器，500分度的秤選用500分度的傳感器。稱重傳感器國家標準中準確度就是用分度數來表示的，但是由于多方面的原因，目前大多數生產廠仍用單項指標表示傳感器的精度。用戶再根據單項精度指標算出綜合誤差。選用起來麻煩一點。國外發達國家的混凝土攪拌樓稱重系統精度一般用分度數來表示，規定為1000分度。可能與他們使用高性能混凝土所占比例高有關。　　

　　隨著經濟和技術的不斷發展，超高層建筑、超長橋梁、大型水利工程以及其他暴露在嚴酷環境中的建筑對混凝土的性能提出了越來越高的要求，混凝土技術也進入了高科技時代，高性能混凝土的應用比例不斷提升。生產高性能混凝土除了要正確選用原材料、確定合理的工藝參數外，施工工藝的控制也是十分重要的。混凝土攪拌樓中配料系統的準確度是其中重要的一環。