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懸吊式集裝箱稱重裝置的原理與技術(shù)特點解答
懸吊式集裝箱稱重裝置的原理與技術(shù)特點解答：
工作原理
檢測裝置主要由拉力傳感器,、變送器、無線信號發(fā)射端,、無線信號接收端,、CPU 和人機界面等
部分組成。拉力傳感器安裝在集裝箱吊具的 4 個轉(zhuǎn)鎖上,，檢測集裝箱 4 個角的受力情況,。經(jīng)過變送
器將拉力傳感器的信號轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的可供采集、處理的模擬量信號,，由無線信號發(fā)射端將此信號傳
遞給無線信號接收端,，CPU 采集無線信號接收端的信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理,，得出集裝箱的質(zhì)量及偏載值,，
并將相關(guān)數(shù)據(jù)在人機界面上進行顯示并且歸檔記錄、打印,。在發(fā)生超載,、偏載時，檢測裝置發(fā)出聲
光報警提醒,，操作人員及時做出相應(yīng)的處理,，完成對所有檢測數(shù)據(jù) ( 包括吊裝時間、箱號,、總質(zhì)量,，
偏載、操作員工號）的保存和管理,，便于隨時查看和打印,。
裝置工作流程原理：拉力傳感器→變送器→無線信號發(fā)射端→無線信號接收端→ CPU →人機
界面顯示→打印機。系統(tǒng)構(gòu)成如圖 1,，裝置構(gòu)成示意圖如圖 2,。
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圖 1 裝置構(gòu)成框圖
圖 2 裝置構(gòu)成示意圖
1. 稱重指示器 2.RS232 通訊線纜 3. 票據(jù)打印機 4. 無線信號通訊 5.AD 信號處理器和無線通訊
模塊 6. 稱重傳感器（分別安裝于 4 個旋鎖位置） 7. 集裝箱吊具
1.2.2 技術(shù)特點
（1） 該裝置的傳感器安裝在門座（橋架）起重機集裝箱吊具上架轉(zhuǎn)鎖處，稱重指示器安裝在門
座（橋架）起重機司機室內(nèi),，能在吊具吊運過程中檢測集裝箱的總質(zhì)量及集裝箱貨物的偏載情況 ;
（2）檢測裝置稱重準(zhǔn)確度等級應(yīng)不低于 Y（b）級,， 能測量并輸出集裝箱 X 軸（長度方向），Y 軸（寬
度方向）的偏心位置,?？稍O(shè)定 X 軸（長度方向）偏心超過集裝箱長度 ±5% 時報警，Y 軸（寬度方向）
的偏心位置大于 ±100 mm 報警,；
（3）重量和偏心傳感器信號分別通過無線傳輸?shù)椒Q重指示器后進入車載終端（串口）,。
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（4）檢測裝置主要技術(shù)參數(shù)
1）zui大秤量（Max）：40 t; 2）檢定分度值（e）一般為 50kg 或 100kg，若為其它值應(yīng)表示為
1×10k,，2×10k 或 5×10k 的形式,，其中“k”是正整數(shù)、負整數(shù)或零,。 3）O 點重心偏載量相對誤
差不超過 ±8%; 4）Y 軸（寬度方向）的偏心位置超出 ±100 mm 報警 ; 5）X 軸（長度方向）偏心超
過集裝箱長度 ±5% 時報警,； 6）溫度范圍：-20 ℃～ +40 ℃。
2. 懸吊式集裝箱超偏載檢測裝置的偏載校準(zhǔn)方法
2.1 偏載校準(zhǔn)
2.1.1 重心偏載位置的設(shè)置
偏載又稱重心的偏移 （eccentricity of center of gravity）,，是指無論是空箱、重箱以及是否帶有附件,，
其實際重心與四個底角件對角線交叉點所形成幾何中心在縱向和橫向的偏離數(shù)值 , 計量單位符號為：
mm。對偏載的校準(zhǔn)采用 20 英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱,，在底板建立直角坐標(biāo)系，選取 O（0,0）,、A（600,100）,、
B（-600,，-100）三個點進行加載測量偏載,，如圖 3 所示,。
圖 3 設(shè)置重心偏載位置示意圖
2.1.2 校準(zhǔn)過程
（1）對集裝箱吊具進行三次提升測量，得到單次測量的空載示值 w1,、w2 和 w3,，x1,、x2 和 x3,，
y1,、y2 和 y3，取平均值計算出空載的質(zhì)量示值 W0 以及偏載示值 X0,、Y0,；
取平均值,，得到空集裝箱的重量示值 w'
0 和偏載示值 x'
0 和 y'
0,；
(3) 將加載砝碼中心放置集裝箱底面圖 1 所示的 A（600,100）坐標(biāo)點位置，提升三次,，分別得到
A 點單次測量重心偏移的示值 : xA1,、yA1,；xA2、yA2 ,；xA3,、yA3。取單次測量結(jié)果的平均值作為重心偏
移的示值：
A 點重心縱向偏移的示值為：
A 點重心橫向偏移的示值為：
(4) 將加載砝碼中心放置集裝箱底面圖 1 所示的 B（-600,-100）坐標(biāo)點位置,，提升三次,，分別得
到 B 點單次測量重心偏移的示值 : xB1、yB1,；xB2,、yB2 ,；xB3,、yB3 ,。取單次測量結(jié)果的平均值作為重心
偏移的示值：
B 點重心縱向偏移的示值為：
B 點重心橫向偏移的示值為：
（5）將加載砝碼仍保持在 B 點不動,，將集裝箱吊具相對集裝箱水平旋轉(zhuǎn) 180 度,，認(rèn)為 點,，提升
三次得到 點每次重心偏移的示值 : x'
B1、y'
B1,；x'
B2,、y'
B2 ,；x'
B3,、y'
B3 ,。取單次測量結(jié)果的平均值作為重
心偏移的示值：
B'
點重心縱向偏移的示值為：
B'
點重心橫向偏移的示值為：
WF 為加載砝碼的標(biāo)稱質(zhì)量,。
(7) 計算偏載示值誤差
A 點縱向偏移量示值誤差：E AX=XA-L AX （式 17）
A 點橫向偏移量示值誤差：E AY=YA-L AY （式 18）
B 點縱向偏移量示值誤差：E BX=XB-L BX （式 19）
B 點橫向偏移量示值誤差：E BY=YB-L BY （式 20）
單次測量的重心偏載示值誤差也應(yīng)符合表 1 的規(guī)定。
(8) 確定偏載固有誤差
縱向偏載固有誤差 :
橫向偏載固有誤差 :
固有誤差也應(yīng)符合表 1 的規(guī)定,。
2.1.3 偏載測量誤差的力學(xué)分析
（1）偏載測量誤差力學(xué)分析
4 吊點集裝箱吊具安裝 4 個稱重傳感器計算偏載的方法：
x 為同側(cè) x 方向傳感器距離,，l(x) 為 x 軸方向偏載理論誤差。y 為同側(cè) y 方向傳感器距離,，l(y) 為 y
軸方向偏載理論誤差。
F=F1+F2+F3+F4（式 25）
F------ 集裝箱及物料的總重量；
F1+F2+F3+F4------4 個傳感器分別測出的 4 角（吊點）處集裝箱的重量,；
檢測裝置 Max=40 t, 檢定分度數(shù)為 n=100~1000,， e=50kg, Y(b) 級檢測裝置在zui大允許誤差（相
對誤差）為 ±1.0% 時， 20´GP(20 feet general purpose) 外部尺寸：長 5890 mm× 寬 2350 mm× 高
2390 mm,；縱向 (x 軸 ) zui大允許誤差為 5890 mm×（±1.0%）＝ ±59 mm，橫向 (y 軸 ) zui大允許誤
差為 2350 mm×（±1.0%）＝ ±23 mm,。
(2) 偏載測量zui大允許誤差（MPE）
表 1 偏載測量zui大允許誤差（MPE）
3. 應(yīng)用評價
（1）現(xiàn)行 JJG 1124 檢定規(guī)程沒有對集裝箱偏載項目進行規(guī)定,，鐵路部門對集裝箱超偏載檢測裝
置的偏載指標(biāo)有溯源要求。作者按照本文提到的主要方法在集團公司范圍內(nèi)對集裝箱超偏載檢測裝
置的偏載指標(biāo)進行校準(zhǔn)試用,，并對校準(zhǔn)結(jié)果計量確認(rèn),。按照校準(zhǔn)結(jié)果對偏載符合要求的集裝箱進行
裝車，經(jīng)鐵路貨車超偏載檢測裝置檢測驗證,，有效的減少了承運集裝箱貨車的偏載數(shù)據(jù)超差現(xiàn)象,。
（2）本文提到的校準(zhǔn)方法是利用 20 英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱、M12 等級標(biāo)稱值為 2t 和 3t 的標(biāo)準(zhǔn)砝碼及
砝碼重心定位底座,、叉車等標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)施進行校準(zhǔn)作業(yè)的,，標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)施均為常見設(shè)備，
測量方法簡便易行,，數(shù)據(jù)方便后續(xù)計算機處理與統(tǒng)計,，校準(zhǔn)點坐標(biāo)參考值選取與《鐵路貨物裝載加
固規(guī)則》規(guī)定的極限誤差相一致，能夠滿足鐵路計量器具量值溯源的需要,。