Какие существуют типы весов?

Мостовые весы, также называемые автомобильными весами или системами взвешивания по осям, бывают нескольких различных типов, каждый из которых разработан для конкретных условий эксплуатации, грузоподъемности и эксплуатационных потребностей. Основными типами мостовых весов являются ямные, наземные (безямные), переносные, осевые весы и бортовые системы взвешивания. Выбор неправильного типа может привести к дорогостоящим неточностям, структурным проблемам или несоответствию нормативным требованиям, поэтому понимание различий важно перед принятием решения о покупке или установке.

Современные мостовые весы могут обрабатывать грузы транспортных средств от нескольких тонн до более 200 тонн и используются в таких отраслях, как горнодобывающая промышленность, сельское хозяйство, логистика, утилизация отходов, строительство и производство. Мировой рынок автомобильных весов оценивается примерно в 1,2 миллиарда долларов США в 2023 году и, по прогнозам, будет неуклонно расти, отражая решающую роль, которую точное измерение веса играет в торговле, соблюдении требований и операционной деятельности.

Приямок Весы

Платформы весов, монтируемые в яме, устанавливаются в бетонную яму так, чтобы платформа для взвешивания находилась на одном уровне с уровнем окружающей земли. Транспортные средства заезжают на весы, не встречая пандусов или приподнятых краев, что делает подъезд и выезд плавным. Такая конструкция особенно распространена на постоянных объектах с интенсивным движением транспорта, таких как карьеры, порты, зернохранилища и станции перевалки отходов.

Строительство и тензодатчики

Платформа весов опирается на ряд датчиков нагрузки на сжимающие или сдвиговые балки, расположенные у основания ямы. В большинстве ямных установок используется от четырех до восьми датчиков нагрузки, в зависимости от длины настила. Стандартные ямные весы в коммерческих грузовых автомобилях обычно 18 метров в длину и 3 метра в ширину. , вмещающий сочлененные грузовые автомобили и грузовые автомобили грузоподъемностью до 60 тонн и более.

Преимущества и ограничения

• Плавный подъезд транспортного средства — пандусы не требуются, что снижает риск повреждения транспортного средства или колебаний водителя.
• Эстетичная интеграция — платформа расположена на одном уровне с поверхностью двора, сохраняя чистоту планировки участка.
• Подходит для высокочастотных операций взвешивания, часто регистрирующих сотни транзакций в день.
• Более высокая стоимость установки из-за строительных работ — раскопки, формирование и гидроизоляция ямы могут добавить от 20% до 40% к общей стоимости проекта по сравнению с альтернативами для поверхностного монтажа
• Дренаж представляет собой постоянную проблему технического обслуживания; скопление воды в яме может привести к коррозии тензодатчиков и электроники, если с ней не обращаться должным образом.
• После установки переместить чрезвычайно сложно — по сути, это постоянные конструкции.

Ямные весы являются традиционным выбором в Великобритании и большей части Европы, особенно на существующих предприятиях по переработке нерудных материалов и утилизации отходов. Многие местные органы власти и регулирующие органы используют их для торговых целей в соответствии с законодательством о мерах и весах.

Накладные (безамбарные) весы

Наземные весы, часто называемые безямными весами, устанавливаются непосредственно на подготовленный бетонный фундамент на уровне земли. Транспортные средства получают доступ к платформе через наклонные пандусы на каждом конце. Эта конструкция приобрела значительную популярность за последние два десятилетия, поскольку позволяет избежать дорогостоящих и трудоемких строительных работ, связанных со строительством ямы.

Требования к установке и фундаменту

Для безямных весов требуется плоская железобетонная площадка, а не яма. Глубина фундамента обычно меньше — около 200–300 мм из железобетона — по сравнению с глубиной от 1,5 до 2 метров, необходимой для установки ямы. Это напрямую приводит к снижению затрат на земляные работы и ускорению ввода в эксплуатацию. Время установки безямных весов часто составляет два-три дня по сравнению с одной-двумя неделями для установки ямного типа.

Когда следует выбирать безамбарные весы

Накладные весы являются правильным выбором, когда:

• На участке высокий уровень грунтовых вод, что делает глубокие раскопки непрактичными или дорогостоящими.
• В будущем, возможно, потребуется переместить предприятие — безямные палубы можно поднимать и перемещать с помощью соответствующего оборудования.
• Бюджетные ограничения делают масштабные строительные работы нежелательными.
• Участок находится на загрязненной территории, и раскопки ямы повлекут за собой введение сложных экологических норм.

Недостаток заключается в том, что пандусы для подъезда транспортных средств создают небольшое изменение уклона, что может вызвать проблемы с транспортными средствами или прицепами с очень низкой посадкой. Высота рампы обычно составляет от 400 до 600 мм, а угол подхода должен быть достаточно плавным, чтобы избежать заземления. Несмотря на это, безямные весы в настоящее время составляют большинство новых весов на многих рынках.

Портативные и модульные весы

Переносные мостовые весы предназначены для объектов, где требуется измерение веса без стационарной установки. Они, как правило, модульные — собираются из взаимосвязанных секций, которые можно соединить, образуя полноразмерную платформу для взвешивания, а затем разобрать и транспортировать в другое место. Некоторые портативные модели монтируются на прицепе для быстрого развертывания.

Типичные применения

• Временные строительные площадки — мониторинг поставок материалов или вывоза мусора без инвестиций в капитальное сооружение
• Проверки правоприменения и соответствия — дорожные власти используют переносные осевые весы и переносные полноразмерные весы во время придорожных инспекционных кампаний.
• Сельскохозяйственное сезонное использование - используется во время сбора урожая для взвешивания зерновозов и вывозится в остальное время года.
• Удаленные или временные операции по добыче полезных ископаемых где строительство постоянной инфраструктуры экономически нецелесообразно
• Прокат и аренда — компании могут арендовать портативные весы для краткосрочных проектов за небольшую часть стоимости постоянной установки.

Точность и емкость

Переносные весы по-прежнему должны соответствовать законодательным требованиям к точности, если они используются в торговле. В Великобритании портативные весы, разрешенные к торговле, проверяются в соответствии с Директивой о неавтоматических весах (NAWI). Класс точности обычно соответствует классу III по OIML, с максимально допустимой погрешностью от 0,5% до 1% приложенной нагрузки. Грузоподъемность большинства коммерческих портативных моделей варьируется от 30 до 80 тонн, хотя существуют сверхмощные версии грузоподъемностью до 150 тонн.

Одним из ограничений портативных мостовых весов является то, что для получения точных показаний им требуется достаточно плоская и твердая поверхность. Мягкий грунт или значительные уклоны могут повлиять на работу весоизмерительных датчиков и привести к ошибкам. Некоторые операторы используют стальные пластины заземления под тензодатчиками для распределения веса и повышения устойчивости.

Осевые весы и мультиплатформенные системы

Осевые весы (также называемые осевыми весами или осевыми весами) представляют собой короткую платформу для взвешивания, которая измеряет вес одной или двух осей одновременно, а не полную массу транспортного средства за один проход. Затем показания отдельных осей суммируются и получают общую массу автомобиля. Их иногда называют устройствами «взвешивания в движении», когда транспортное средство движется, или статическими осевыми весами, когда транспортное средство последовательно останавливается на каждой площадке.

Статические осевые весы

Статические осевые весы требуют, чтобы водитель останавливался, когда каждая ось или группа осей расположены на платформе. После снятия показаний автомобиль движется вперед для позиционирования следующей группы осей. Полный процесс взвешивания включает несколько остановок. Хотя этот метод хорошо работает для проверки соответствия, это занимает от трех до пяти минут на одно транспортное средство , что делает его непригодным для операций с высокой пропускной способностью.

Системы взвешивания в движении (WIM)

Системы взвешивания в движении используют датчики, встроенные в поверхность дороги, для регистрации нагрузок на ось, когда транспортные средства проезжают с нормальной скоростью движения — иногда до 80 км/ч. Датчики WIM включают в себя гибкие пластины, кварцевые пьезодатчики и полимерные пьезокабели. Эта технология позволяет осуществлять непрерывный мониторинг дорожного движения без остановки транспортных средств, что делает ее бесценной для дорожных властей, контролирующих ограничения нагрузки на мосты и износ дорожного покрытия.

Системы WIM обычно не используются в качестве разрешенных для торговли устройств для взвешивания сами по себе, но предварительно выбранные установки WIM помечают транспортные средства с избыточной массой для направления на статические весы для подтвержденного измерения. Этот рабочий процесс может сократить время проверки правоприменения до 70% автоматически проверяя соответствующие транспортные средства.

Конфигурации мультиплатформенных весов

Некоторые операции требуют взвешивания очень длинных транспортных средств — автопоездов или интермодальных составов длиной более 25 метров — которые невозможно разместить на одной стандартной палубе. Многоплатформенные весы соединяют две или более независимых весовых платформы встык. Каждая платформа подключена к центральному индикатору, а общий вес брутто представляет собой сумму показаний всех платформ, снятых одновременно. Эта конфигурация распространена на горнодобывающих и сельскохозяйственных предприятиях Австралии и Южной Африки, где комбинации автопоездов являются стандартными.

Бортовые системы взвешивания

Бортовые системы взвешивания не являются традиционными весами в том смысле, что они не требуют, чтобы транспортное средство заезжало на фиксированную платформу. Вместо этого тензодатчики или датчики давления интегрированы в сам автомобиль — обычно устанавливаются на оси, подвеске или кузове — и измеряют перевозимую нагрузку в режиме реального времени. Их иногда называют автомобильными весами или бортовыми весами.

Как они работают

Общие бортовые технологии взвешивания включают в себя:

• Контроль давления в пневматической подвеске — измеряет давление в подушках безопасности, которое коррелирует с нагрузкой; распространено на грузовых автомобилях с пневматической подвеской
• Датчики нагрузки — встроен в точки крепления подвески или седельно-сцепные устройства для измерения силы сдвига от нагрузки
• Системы на основе тензодатчиков — датчики, прикрепленные к раме или оси транспортного средства, измеряют нагрузку, вызванную нагрузкой
• Гидравлическое определение нагрузки — используется на вилочных погрузчиках и погрузчиках, измеряет давление гидравлической жидкости для определения поднимаемого груза.

Применение в сфере управления отходами и строительстве

Бортовые взвешивания широко распространены в мусороуборочных машинах, где муниципальные советы используют их для регистрации веса отходов, собранных от каждого домашнего или коммерческого клиента. Некоторые местные власти Великобритании использовали бортовые данные взвешивания для реализации схем оплаты за вес коммерческих отходов. В строительстве экскаваторы и самосвалы, оснащенные бортовыми весами, позволяют операторам отслеживать полезную нагрузку за цикл, не возвращаясь к стационарным весам. повышение эффективности погрузки на 10–20 % при типичных землеройных работах.

Ограничения по точности являются основным недостатком. Большинство бортовых систем достигают точности от ±1% до ±3% по сравнению с ±0,1% или выше для хорошо откалиброванных статических весов. Это делает их непригодными для использования в торговых целях в большинстве юрисдикций, хотя они отлично подходят для оперативного управления и предотвращения перегрузок.

Стальная платформа и весовые мосты с бетонной платформой

Независимо от того, установлены ли весы на яме или без ямы, сама платформа может быть изготовлена из стали или железобетона. Это различие имеет огромное значение для долгосрочных затрат, долговечности и требований к техническому обслуживанию.

Весы с бетонными настилами все чаще отдаются предпочтение для стационарной установки в сложных условиях, таких как заводы по производству товарного бетона, химические заводы и предприятия по переработке отходов, где кислоты, щелочи и сильное истирание могут быстро привести к разрушению стальных настилов. Стальные настилы остаются стандартом для портативных и модульных конструкций, где приоритетом являются вес и простота транспортировки.

Технология тензодатчиков в современных мостовых весах

Тип тензодатчика, используемого в платформенных весах, напрямую влияет на точность, требования к техническому обслуживанию и долговечность. Во всех современных мостовых весах используются электронные тензодатчики, но конкретная конструкция ячеек зависит от применения.

Тензодатчики сжатия

Тензодатчики сжатия являются наиболее распространенным типом, используемым в платформенных весах. Палуба опирается непосредственно на ячейки, которые сжимаются по мере увеличения нагрузки. Они прочные, компактные и хорошо подходят для приложений с высокой производительностью. Типичные мощности варьируются от 30 до 150 тонн на ячейку. Доступны герметичные версии из нержавеющей стали для агрессивных или влажных сред.

Датчики нагрузки на сдвиговую балку

Ячейки со сдвиговой балкой широко используются в безямных и навесных весах. Ячейка закреплена на одном конце и нагружена на другом, создавая силу сдвига, измеряемую тензодатчиками, прикрепленными к балке. Они обеспечивают превосходную точность и относительно нечувствительны к смещению нагрузки — важная особенность, когда оси транспортных средств не всегда идеально центрированы на платформе.

Цифровые датчики веса и интеллектуальное взвешивание

Цифровые тензодатчики преобразуют аналоговый сигнал тензодатчика в цифровой выходной сигнал на самой ячейке, а не на индикаторе. Это значительно снижает ухудшение сигнала при длинных кабелях и обеспечивает индивидуальную адресацию каждой ячейки. Установщики могут диагностировать, какая конкретная ячейка работает плохо, не снимая панель. Интеграция с программным обеспечением для управления весами, включая облачные платформы, которые регистрируют каждую транзакцию с отметкой времени, регистрацией транспортного средства и изображением, с помощью цифровых сотовых сетей проста. В некоторых системах теперь используются беспроводные цифровые тензодатчики, что полностью исключает прокладку кабелей. и упрощение модернизации существующих ям.

Выбор весов: ключевые факторы для оценки

При таком большом количестве типов мостовых весов выбор правильной конфигурации требует четкой оценки объекта, рабочей нагрузки, нормативной базы и бюджета. Прежде чем выбирать установку платформенных весов, необходимо учитывать следующие факторы.

Объем трафика и пропускная способность

Объекты с массой более 100 автомобилей в день значительно выигрывают от автоматического распознавания номерных знаков (ANPR), беспилотных весов и систем управления светофорами. Крупнообъемные операции, такие как карьеры по добыче заполнителя и станции по перевалке отходов, обычно обрабатывают от 200 до 400 транзакций в день и требуют надежных, быстродействующих систем с минимальным ручным вмешательством.

Юридические требования для торговли

Если весы будут использоваться в качестве основы для выставления счетов — например, для взимания с клиентов платы за тонну проданного материала, — они должны быть проверены как законный торговый инструмент. В Великобритании это означает одобрение в соответствии с Законом о мерах и весах 1985 года и проверку сотрудником по торговым стандартам или утвержденным проверяющим. Платформа весов должна соответствовать требуемому классу точности и проходить повторную поверку через регулярные промежутки времени (обычно каждые два года для тяжелого промышленного применения). Не все типы весов соответствуют критериям: постоянные статические весы гораздо легче сертифицировать, чем портативные или бортовые системы.

Условия площадки и состояние грунта

На участках с высоким уровнем грунтовых вод, неглубокой коренной породой или загрязненной почвой, которую невозможно выкопать, использование ямных весов будет исключено, а предпочтение будет отдано безямным или переносным альтернативам. Несущая способность грунта должна быть оценена инженером-строителем перед определением размеров фундамента — неправильный фундамент является основной причиной повреждения датчиков силы и неточных показаний с течением времени.

Типы и длины транспортных средств

Минимальная длина платформы определяется самым длинным транспортным средством, которое, как ожидается, будет использовать платформу весов. Стандартный британский сочлененный грузовик имеет длину до 18,75 метров. , что означает, что платформа и зона подхода вместе должны обеспечивать это, при этом транспортное средство не должно нависать над площадкой для взвешивания. Для операций по приему сменных кузовов, B-поездов или европейских мегатрейлеров может потребоваться длина платформы от 20 до 24 метров. Слишком короткие весы дадут неточные показания, поскольку часть веса транспортного средства приходится на пандус или окружающую землю, а не на тензодатчики.

Требования к окружающей среде и опасным зонам

Для весов на предприятиях пищевой промышленности, химических предприятиях или в зонах, классифицированных по ATEX (где может присутствовать взрывоопасная атмосфера), требуются специально разработанные весоизмерительные датчики и индикаторы. Весовые ячейки с рейтингом ATEX имеют искробезопасную или взрывозащищенную конструкцию, предотвращающую риск возгорания. Аналогично, мостовые весы в очень холодном климате (ниже -20°C) нуждаются в тензодатчиках и индикаторах, рассчитанных на работу при низких температурах, а для обеспечения надежной круглогодичной работы могут потребоваться индикаторные шкафы с подогревом.

Программное обеспечение и интеграция весов

Аппаратная платформа является лишь частью современной весовой установки. Программное обеспечение для управления весами превратило то, что когда-то было чисто механическим процессом, в операцию, управляемую данными. Современные системы предлагают ряд возможностей, которые значительно повышают эксплуатационную ценность, помимо простой записи веса.

• Автоматизированное оформление билетов и выставление счетов — система генерирует весовой талон и экспортирует данные в бухгалтерские или ERP-системы без ручного ввода, что сокращает количество ошибок и время администрирования.
• Интеграция камеры ANPR — транспортные средства идентифицируются автоматически по номерному знаку, на основе данных о клиентах, разрешенных материалах и весе тары без вмешательства водителя.
• Удаленный доступ и облачная отчетность — Менеджеры могут просматривать данные транзакций в реальном времени и исторические отчеты с любого устройства, что полезно для операций на нескольких площадках.
• Сигнализация перегрузки — автоматические предупреждения, когда транспортное средство превышает разрешенную полную массу для объекта или конкретной категории материала.
• Интеграция с отчетностью Агентства по охране окружающей среды — на лицензированных предприятиях по переработке отходов программное обеспечение для весов может автоматически генерировать записи о передаче отходов, требуемые регулирующими органами.
• Управление светофором — автоматизированные сигналы направляют транспортные средства на платформу и с нее, предотвращая одновременный въезд с обоих концов

Конфигурации с беспилотными весами, в которых весь процесс от прибытия транспортного средства до распечатки билетов автоматизирован без присутствия оператора, теперь широко распространены в карьерах, центрах переработки и складах заполнителей, работающих в расширенном режиме. Эти системы обычно сочетают в себе ANPR, домофоны, дорожные барьеры и удаленный мониторинг CCTV, чтобы обеспечить возможность Круглосуточное взвешивание без постоянно укомплектованных диспетчерских.

Требования к техническому обслуживанию и калибровке

Весы, которые не обслуживаются должным образом, могут выйти из строя, давая неточные показания, что может привести к штрафам со стороны регулирующих органов, коммерческим спорам или финансовым потерям. Регулярное обслуживание не является факультативным – это практическая необходимость, а для торговых инструментов – законное требование.

Плановые задачи по техническому обслуживанию

• Проверка и очистка датчиков веса, распределительных коробок и кабельных трасс — мусор и попадание воды являются наиболее распространенными причинами отказа электроники.
• Проверка и очистка дренажа палубы — особенно важно для платформенных весов, где скопление воды может повредить компоненты под палубой.
• Проверка конструкции палубы на предмет коррозии (стальные палубы) или трещин (бетонные палубы)
• Проверка пандусов и контрольных перил на структурную целостность
• Проверка нулевой точки — подтверждение того, что индикатор показывает ноль при пустой платформе; любой дрейф может указывать на поврежденные тензодатчики или мусор под палубой.

Калибровка и проверка

Калибровка включает в себя установку на мостовые весы известных испытательных гирь и регулировку системы до тех пор, пока показания не войдут в допустимые пределы. Для весов, разрешенных для торговли, за этим процессом следует официальная проверка уполномоченным органом. Пробный вес не менее 50 % от максимальной мощности весов необходимы для тщательной проверки калибровки. Большинство компаний, занимающихся обслуживанием мостовых весов, имеют на специализированных транспортных средствах калиброванные испытательные гири, обычно с шагом 1 или 5 тонн. Ежегодные соглашения об обслуживании, включающие проверку калибровки, являются стандартной практикой для коммерческих весов.

Каждый раз, когда мостовые весы подвергаются ремонту, перемещению или структурной модификации, их необходимо повторно откалибровать и повторно проверить, прежде чем возвращать к использованию в законных целях. Даже значительные экологические события, такие как столкновение транспортного средства с пандусом или сильное затопление ямы, должны стать причиной проверки и повторной калибровки перед дальнейшим использованием.