Об одном из способов измерения массы на подвижных объектах (рыболовецких судах)

УДК 531.751.3

ОБ ОДНОМ ИЗ СПОСОБОВ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ НА ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТАХ

Т.В. Крылова, Н.И. Надольская, В.А. Павлов

Рассматривается способ измерения, который позволяет исключить погрешности измерения массы груза в отличие от весоизмерительных приборов, используемых на судах.

The theme of the article is the means which allows to exclude deviation of the cargo mass measuring in distinction from weigh measuring devices used in vessels.

Предлагаемый способ относится к области весоизмерительной техники, а именно к устройствам для взвешивания грузов, например рыбы, на судах в условиях качки.

Уже существует и успешно применяется на рыболовецких судах устройство для измерения массы фирмы «Mariel», содержащее грузоприемную платформу, установленные в корпусе датчики измеряемой массы и датчики образцовой массы. При этом первый из указанных датчиков связан с измеряемой массой, а второй - с образцовой массой. В описываемом устройстве (рис. 1) с грузоприемной платформой, на которой размещается взвешиваемая масса, непосредственно связан только датчик измеряемой массы, в то время как датчик образцовой массы не имеет связи с указанной платформой. Последнее обстоятельство приводит к усложнению алгоритма обработки информации.

Рис. 1. Устройство для измерения массы фирмы «Mariel»

В данном устройстве невозможно учесть составляющую указанного абсолютного ускорения aотнос , связанную с перемещением грузоприемной платформы относительно корпуса (палубы судна).

Аналогичная проблема возникает при использовании другого устройства для измерения массы, содержащего корпус, в котором соосно установлены грузоприемная платформа, датчик измеряемой массы и датчик образцовой массы [1]. Указанные датчики выполнены в виде тензо-датчиков, жестко соединенных с корпусом. Каждый из датчиков имеет упругие элементы, которые воспринимают давление соответственно измеряемой массе, размещенной на грузоприемной платформе, и образцовой массе. Грузоприемная платформа и образцовая масса этого датчика крепятся к корпусу посредством упругих элементов.

Как известно, измеряемый в динамических условиях вес F груза определяется по формуле

F = m a,

где т - масса груза;

а - абсолютное ускорение груза.

При этом

а = а пер + а относ ,

где а пер - ускорение перемещения корпуса, т. е. палубы судна;

аотнос - ускорение перемещения грузоприемной платформы относительно корпуса (палубы судна).

Недостатком данного устройства является то, что датчик образцовой массы закреплен в корпусе устройства и не связан непосредственно с грузоприемной платформой. Данное обстоятельство приводит к тому, что так же, как и в первом случае, измеряется значение апер, т. е. ускорение перемещения корпуса (палубы судна), и не обеспечивается возможность учета аотнос.

Также известно устройство для измерения массы, в котором грузоприемная платформа и датчик образцовой массы крепятся к корпусу посредством упругих элементов - струн [2]. В процессе эксплуатации устройства струны довольно быстро вытягиваются, теряя при этом свою упругость, вследствие чего снижается точность измерения и уменьшается надежность и долговечность устройства.

Следует также указать, что в описываемом устройстве находящиеся внутри корпуса узлы и элементы устройства недостаточно защищены от внешнего воздействия, в частности от попадания туда влаги, что снижает точность измерения.

Один из вариантов реализации предлагаемого способа измерения массы груза представлен на рис. 2.

Это схемное решение позволяет связать датчик образцовой массы с грузоприемной платформой, а упругие элементы датчика измеряемой массы разнести по высоте корпуса. Устройство содержит корпус, закрепленный на палубе судна. В корпусе смонтирована грузоприемная платформа, состоящая из площадки и оси. На площадку помещают взвешиваемый груз - измеряемую массу. Соосно грузоприемной платформе установлены датчик измеряемой массы и датчик образцовой массы. Указанные датчики имеют упругие элементы, выполненные в виде мембран. Мембраны датчика измеряемой массы разнесены по высоте корпуса, жестко закреплены на оси грузоприемной платформы и на корпусе, служат крышкой и днищем корпуса, защищая конструкцию от влаги.

Размещение датчика образцовой массы на оси грузоприемной платформы обеспечивает возможность учета аотнос в измеряемом значении апер + аотнос, т. е. датчик образцовой массы изме-

ряет абсолютное ускорение массы груза, а датчик измеряемой массы - силу ее давления на упругие элементы (мембраны корпуса).

Сигналы датчиков поступают в электронно-вычислительное устройство.

Вес груза (измеряемой массы) воспринимается упругими элементами (мембранами) датчика измеряемой массы. Сигнал этого датчика соответствует весу ^ = та, а сигнал датчика образцовой массы - значению ускорения а .

Вычислительное устройство решает исключение влияния ускорений на точность измерения массы по алгоритму

^ = та = а а

При этом ускорение груза и ускорение образцовой массы одинаковы, что позволяет избежать дополнительных сложностей при обработке данных с датчиков первичной информации.

Кроме того, способ и его схемное решение создают возможность использования подобных устройств в жестких условиях эксплуатации: повышенной влажности, резких перепадов температуры, морского тумана. Используемые по этой схеме весы применялись в морозильных цехах плавбаз. Морские весы других вариантов не выдерживали достаточно длительной эксплуатации при данных условиях.

Литература

1. Патент 2601771 Франции, Кл. ООШ 9/00.

2. А. с. 777462 СССР, Кл. 00Ш 9/00.