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懸吊式集裝箱稱重裝置的原理與技術(shù)特點(diǎn)解答：

工作原理

檢測(cè)裝置主要由拉力傳感器、變送器、無線信號(hào)發(fā)射端、無線信號(hào)接收端、CPU 和人機(jī)界面等

部分組成。拉力傳感器安裝在集裝箱吊具的 4 個(gè)轉(zhuǎn)鎖上，檢測(cè)集裝箱 4 個(gè)角的受力情況。經(jīng)過變送

器將拉力傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的可供采集、處理的模擬量信號(hào)，由無線信號(hào)發(fā)射端將此信號(hào)傳

遞給無線信號(hào)接收端，CPU 采集無線信號(hào)接收端的信號(hào)，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(jī)界面上進(jìn)行顯示并且歸檔記錄、打印。在發(fā)生超載、偏載時(shí)，檢測(cè)裝置發(fā)出聲

光報(bào)警提醒，操作人員及時(shí)做出相應(yīng)的處理，完成對(duì)*有檢測(cè)數(shù)據(jù) ( 包括吊裝時(shí)間、箱號(hào)、總質(zhì)量，

偏載、操作員工號(hào)）的保存和管理，便于隨時(shí)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(hào)發(fā)射端→無線信號(hào)接收端→ CPU →人機(jī)

界面顯示→打印機(jī)。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(jī) 4. 無線信號(hào)通訊 5.AD 信號(hào)處理器和無線通訊

模塊 6. 稱重傳感器（分別安裝于 4 個(gè)旋鎖位置） 7. 集裝箱吊具

1.2.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1） 該裝置的傳感器安裝在門座（橋架）起重機(jī)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(jī)司機(jī)室內(nèi)，能在吊具吊運(yùn)過程中檢測(cè)集裝箱的總質(zhì)量及集裝箱貨物的偏載情況 ;

（2）檢測(cè)裝置稱重*度等級(jí)應(yīng)不低于 Y（b）級(jí)， 能測(cè)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(shí)報(bào)警，Y 軸（寬度方向）

的偏心位置大于 ±100 mm 報(bào)警；

（3）重量和偏心傳感器信號(hào)分別通過無線傳輸?shù)椒Q重指示器后進(jìn)入車載終端（串口）。

4

 （4）檢測(cè)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）*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(fù)整數(shù)或零。 3）O 點(diǎn)重心偏載量相對(duì)誤

差不超過 ±8%; 4）Y 軸（寬度方向）的偏心位置超出 ±100 mm 報(bào)警 ; 5）X 軸（長度方向）偏心超

過集裝箱長度 ±5% 時(shí)報(bào)警； 6）溫度范圍：-20 ℃～ +40 ℃。

2. 懸吊式集裝箱超偏載檢測(cè)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(shí)際重心與四個(gè)底角件對(duì)角線交叉點(diǎn)*形成幾何中心在縱向和橫向的偏離數(shù)值 , 計(jì)量單位符號(hào)為：

mm。對(duì)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(gè)點(diǎn)進(jìn)行加載測(cè)量偏載，如圖 3 *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(duì)集裝箱吊具進(jìn)行三次提升測(cè)量，得到單次測(cè)量的空載示值 w1、w2 和 w3，x1、x2 和 x3，

y1、y2 和 y3，取平均值計(jì)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 *示的 A（600,100）坐標(biāo)點(diǎn)位置，提升三次，分別得到

A 點(diǎn)單次測(cè)量重心偏移的示值 : xA1、yA1；xA2、yA2 ；xA3、yA3。取單次測(cè)量結(jié)果的平均值作為重心偏

移的示值：

A 點(diǎn)重心縱向偏移的示值為：

A 點(diǎn)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 *示的 B（-600,-100）坐標(biāo)點(diǎn)位置，提升三次，分別得

到 B 點(diǎn)單次測(cè)量重心偏移的示值 : xB1、yB1；xB2、yB2 ；xB3、yB3 。取單次測(cè)量結(jié)果的平均值作為重心

偏移的示值：

B 點(diǎn)重心縱向偏移的示值為：

B 點(diǎn)重心橫向偏移的示值為：

（5）將加載砝碼仍保持在 B 點(diǎn)不動(dòng)，將集裝箱吊具相對(duì)集裝箱水平旋轉(zhuǎn) 180 度，認(rèn)為 點(diǎn)，提升

三次得到 點(diǎn)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(cè)量結(jié)果的平均值作為重

心偏移的示值：

 B'

點(diǎn)重心縱向偏移的示值為：

 B'

點(diǎn)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(jì)算偏載示值誤差

A 點(diǎn)縱向偏移量示值誤差：E AX=XA-L AX （式 17）

A 點(diǎn)橫向偏移量示值誤差：E AY=YA-L AY （式 18）

B 點(diǎn)縱向偏移量示值誤差：E BX=XB-L BX （式 19）

B 點(diǎn)橫向偏移量示值誤差：E BY=YB-L BY （式 20）

單次測(cè)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(cè)量誤差的力學(xué)分析

（1）偏載測(cè)量誤差力學(xué)分析

4 吊點(diǎn)集裝箱吊具安裝 4 個(gè)稱重傳感器計(jì)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(gè)傳感器分別測(cè)出的 4 角（吊點(diǎn)）處集裝箱的重量；

檢測(cè)裝置 Max=40 t, 檢定分度數(shù)為 n=100~1000， e=50kg, Y(b) 級(jí)檢測(cè)裝置在zui大允許誤差（相

對(duì)誤差）為 ±1.0% 時(shí)， 20´GP(20 feet general purpose) 外部尺寸：長 5890 mm× 寬 2350 mm× *

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(cè)量zui大允許誤差（MPE）

表 1 偏載測(cè)量zui大允許誤差（MPE）

3. 應(yīng)用評(píng)價(jià)

（1）現(xiàn)行 JJG 1124 檢定規(guī)程沒有對(duì)集裝箱偏載項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)定，鐵路部門對(duì)集裝箱超偏載檢測(cè)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(tuán)*范圍內(nèi)對(duì)集裝箱超偏載檢測(cè)裝

置的偏載指標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)試用，并對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果計(jì)量確認(rèn)。按照校準(zhǔn)結(jié)果對(duì)偏載符合要求的集裝箱進(jìn)行

裝車，經(jīng)鐵路貨車超偏載檢測(cè)裝置檢測(cè)驗(yàn)證，有效的減少了承運(yùn)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(jí)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(jìn)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(cè)量方法簡(jiǎn)便易行，數(shù)據(jù)方便后續(xù)計(jì)算機(jī)處理與統(tǒng)計(jì)，校準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)參考值選取與《鐵路貨物裝載加

固規(guī)則》規(guī)定的*限誤差相*致，能夠滿足鐵路*計(jì)量器具量值溯源的需要。