我国衡器产品的技术状况
2016-07-20 13:48:05

  [摘要]本文阐述了我国衡器技术的现状与发展趋势,指出衡器企业要加大理论创新、技术创新的力度,以质量为中心、以管理为基础,努力提高制造技术与制造工艺水平,稳定产品质量,增强国际市场竞争能力。

  衡器是利用作用于被称物上的质量或者作为质量函数的其它量值、数量、参数或特性的一种计量仪器。电子衡器种类繁多,涉及到贸易结算和保护广大消费者的利益,为世界各国政府普遍关注和重视,并被确定为国家强制管理的法制计量器具。由于它具有反应速度快、测量范围广、应用面广、结构简单、使用操作方便、信号远传、便于计算机控制等特点,被广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港口、建筑、机械制造和国防等各个领域。

  一、我国衡器技术的现状

  我国的衡器行业是一个具有漫长发展历史的传统产业和重要的基础行业。多年以来,都是以机械衡器为主。自从上世纪80年代,我国衡器界进行“手动改自动、机械改电子”的技术革命以来,我国衡器技术发生了翻天覆地的变化。我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子衡器,电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展,计量方法从模拟测量向数字测量发展,测量特点从单参数测量向多参数测量发展,特别是对快速称重和动态称重的研究与应用,涌现出了一批像上海耀华称重系统有限公司、宁波柯力电气制造有限公司、江苏赛摩集团有限公司这样一批领先的称重仪表、称重元件和动态称重的先进企业,为我国的衡器制造业在国际舞台上争得了一席之地,为国家争了光。

  但是,应当看到我们和世界先进发达国家还有一段差距。就总体而言,我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距,其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。在衡器产品市场发展方面,由于受现有技术水平的制约,无论是在国内市场还是国际市场,目前的产品技术含量较低,主要占据的是低端市场,因而在很大程度上制约着我国衡器产品市场的拓宽。因此,衡器产业在占领国内的高端市场和参与国际市场竞争,归根到底还是需要衡器制造企业以技术为先导,以提高新品研发和制造工艺水平为突破口,逐步使产品的技术含量向国际高端技术水平靠拢,从而有效扩大国内市场和增强在国际市场上的竞争力。

  二、我国衡器技术的发展趋势

  全球经济一体化为我国的衡器制造企业创造了极好的发展机遇。我们要积极通过国际技术交流和国际技术转让等途径,以推进衡器产业向现代化、国际化方向发展的进程。未来我国衡器技术的发展趋势主要包括以下几个方面。

  1.智能型数字化

  智能型数字称重系统是21世纪称重技术的新概念,它由智能型数字传感器和数字接线盒组成。智能型数字传感器由电阻应变片、数字变送器(放大与a/d转换)、传感器软件补偿和智能化自控软件组成,克服了电阻应变片称重传感器的信号小、传输距离短、抗干扰能力差等缺点。它具有敏感功能,能够完成称重信号检测和处理、逻辑判断、闭环控制、双向通讯、循环自检和自诊断、自动校正和补偿、自动计算等全部或大部分功能,它既可以是整体型集成化结构,也可以是分离型模块化结构。被广泛应用在衡器产品制造中,最新的数字智能化称重传感器已应用于各种智能化闭环控制多用途、多分量测量与高速动态数字信号处理以及网络通讯场合。

  数字接线盒是英文digital j- box的中文名称,是延用模拟传感器的“j- box”———接线盒名称。数字接线盒克服了模拟传感器接线盒功能单一的缺点,可实现放大、数/模变换和数据传输。并通过通信接口rs485或rs232连接专用的显示器或计算机。

  当前智能型数字称重系统的主要功能体现在:第一,能对称重传感器通过微电子器件做数字化补偿,使得我们对传感器的制造主要关注其稳能性;第二,数字传感器和数字接线盒可使每一只传感器具有各自的地址,能检测到相应的未处理的原始称重信号,可实现对称重系统的实时监测和故障诊断;第三,根据以上特点,用数字系统可完成对静态衡器的无砝码校准,使用无砝码校准技术,可以节省大量的人力、物力和时间。

  智能型数字称重系统在国外得到认可、使用至今也就近十年的时间,它的很多潜在的优点还未充分发挥,目前在配料秤、定量秤/包装秤和冶金、钢铁行业的大型衡器无砝码方面的运用,已显示出模拟数字显示称重仪表所不能完成的优点。

  2.基于网络化信息称重系统

  随着全球信息技术飞速发展,使得计算机软件、工业以太网络和工业控制总线技术在衡器称重系统中得到了初步的应用。

  首先在称重软件技术方面,主要在三个方面的应用,即物流方面的汽车衡、轨道衡称重软件、工业控制集成系统中的嵌入式称重软件以及综合性称重管理软件。通过称重软件的使用,提高了工作效率、防作弊、维护了企业利益。但是,还存在三个问题,一是起步较晚、基础薄弱;二是称重软件的费用较高,领导不够重视,舍不得投入;三是开发难、标准化较差、实施难、维护成本高等问题。

  其次是在工业以太网和工业控制总线技术方面,都取得了较好的开端。比如梅特勒-托利多(常州)称重设备系统有限公司研发的“基于互联网技术的分布式称重系统,该系统允许分布于千里之外的多个称重设备进行可靠的组网工作,而且支持自动故障报警和远程诊断和故障排除。该系统具备实施成本低、通讯实时、可靠性高等特点,在工业过程、商业零售、高速公路车辆检重等领域有着广泛的应用。由济南金钟电子衡器股份有限公司研发的一种总线控制的自动配料系统,基于can总线的烧结配料系统在某焦化厂自动烧结配料系统中的应用,取得了较好的成效。存在的主要问题是,国内目前生产具有直接接入工业以太网的称重仪表较少,已经落后于企业的需求。改变这种状况的方法有三点,一是提高认识,加强重视程度;二是要引进和培养既懂衡器,又懂网络技术的专业人员;三是投入资金,以便使网络、信息衡器发展壮大。

  3.自动分检秤与组合秤

  随着工农业生产技术的不断发展和消费者消费倾向的转变,商品预包装化已经成为一种趋势,这就需要自动分检衡器作为包装产品在线测量的现代化计量手段,但目前这类衡器90%在依赖进口解决需求;又如在提高称量效率方面,传统的自动装料衡器只有一个称量斗,但随着衡器用户包装速度和包装准确度要求的不断提高,单斗称量已不能满足用户的需要,因此在二十世纪末国际市场上就出现了多元化、智能化的自动装料衡器,r61国际建议把它称为“组合秤”。这种衡器采用多斗(可8~20斗)同时称量,然后用计算机判别,哪些称量斗组合最接近设定值。但我国目前应用的这类高技术含量的先进衡器,还处在全部依赖进口解决供应的阶段。由此可见,在技术含量高的衡器产品领域,我国的衡器制造企业有着巨大的发展空间。

  4.衡器结构小型化、模块化

  体积小、高度低、重量轻,即小、薄、轻是近几年新研制的电子发展方向。对于小称量的电子衡器可采用薄型或超薄型的称重元件、嵌入式结构,形成低外形的秤体结构;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,其秤体已开始采用几种长度标准结构的模块,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、二块、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 2ea8 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。

  5.多功能、集成化

  对于工业用电子衡器,除了要求衡器具有正常的称重显示功能以外,还可根据需要具有监控、无人值守、报警、打印、统计、网络传输和信息管理等功能。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。如上海三积分电子有限公司研发的网络一体机,它是集rf- car无线射频卡,240×128点阵式中英文显示模块,高精度ad数码转换器,32个商品名快捷键,56个按键,热敏条码打印机,tcp- ip网络卡,多cpu大容量储存器和商品管理软件于一体,是一个多功能、网络化的高科技产品。适用于大中型批发交易市场,可数百台电子秤联网通讯,由服务器自动监控和管理整个交易过程,省去大量的管理人员,交易速度快,交易信息量大,安全性能好,自动化程度高,是大中型交易批发市场最佳的产品。网络一体机的使用,使电子秤进入了网络时代。

  三、结语

  我国的电子衡器要打入国际市场,参与国际竞争,就必须执行国际法制计量组织(oiml)制定的国际建议并要有国际水平的技术与装备、有国际水平的质量。这就要求衡器企业要加大理论创新、技术创新的力度,以质量为中心、以管理为基础,努力提高制造技术与制造工艺水平,稳定产品质量,增强国际市场竞争能力.

  本文作者:郑丽梅史超

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