懸吊式集裝箱稱(chēng)重裝置的原理與技術(shù)特點(diǎn)解答：

工作原理

檢測裝置主要由拉力傳感器、變送器、無(wú)線(xiàn)信號發(fā)射端、無(wú)線(xiàn)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(gè)轉鎖上，檢測集裝箱 4 個(gè)角的受力情況。經(jīng)過(guò)變送

器將拉力傳感器的信號轉化為標準的可供采集、處理的模擬量信號，由無(wú)線(xiàn)信號發(fā)射端將此信號傳

遞給無(wú)線(xiàn)信號接收端，CPU 采集無(wú)線(xiàn)信號接收端的信號，經(jīng)過(guò)數據處理，得出集裝箱的質(zhì)量及偏載值，

并將相關(guān)數據在人機界面上進(jìn)行顯示并且歸檔記錄、打印。在發(fā)生超載、偏載時(shí)，檢測裝置發(fā)出聲

光報警提醒，操作人員及時(shí)做出相應的處理，完成對*有檢測數據 ( 包括吊裝時(shí)間、箱號、總質(zhì)量，

偏載、操作員工號）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(wú)線(xiàn)信號發(fā)射端→無(wú)線(xiàn)信號接收端→ CPU →人機

界面顯示→打印機。系統構成如圖 1，裝置構成示意圖如圖 2。

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圖 1 裝置構成框圖

圖 2 裝置構成示意圖

1. 稱(chēng)重指示器 2.RS232 通訊線(xiàn)纜 3. 票據打印機 4. 無(wú)線(xiàn)信號通訊 5.AD 信號處理器和無(wú)線(xiàn)通訊

模塊 6. 稱(chēng)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(mén)座（橋架）起重機集裝箱吊具上架轉鎖處，稱(chēng)重指示器安裝在門(mén)

座（橋架）起重機司機室內，能在吊具吊運過(guò)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(chēng)重*度等級應不低于 Y（b）級， 能測量并輸出集裝箱 X 軸（長(cháng)度方向），Y 軸（寬

度方向）的偏心位置?？稍O定 X 軸（長(cháng)度方向）偏心超過(guò)集裝箱長(cháng)度 ±5% 時(shí)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(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸到稱(chēng)重指示器后進(jìn)入車(chē)載終端（串口）。

4

 （4）檢測裝置主要技術(shù)參數

1）zui大秤量（Max）：40 t; 2）檢定分度值（e）*般為 50kg 或 100kg，若為其它值應表示為

1×10k，2×10k 或 5×10k 的形式，其中“k”是正整數、負整數或零。 3）O 點(diǎn)重心偏載量相對誤

差不超過(guò) ±8%; 4）Y 軸（寬度方向）的偏心位置超出 ±100 mm 報警 ; 5）X 軸（長(cháng)度方向）偏心超

過(guò)集裝箱長(cháng)度 ±5% 時(shí)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方法

2.1 偏載校準

2.1.1 重心偏載位置的設置

偏載又稱(chēng)重心的偏移 （eccentricity of center of gravity），是指無(wú)論是空箱、重箱以及是否帶有附件，

其實(shí)際重心與四個(gè)底角件對角線(xiàn)交叉點(diǎn)*形成幾何中心在縱向和橫向的偏離數值 , 計量單位符號為：

mm。對偏載的校準采用 20 英尺標準集裝箱，在底板建立直角坐標系，選取 O（0,0）、A（600,100）、

B（-600，-100）三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行加載測量偏載，如圖 3 *示。

圖 3 設置重心偏載位置示意圖

2.1.2 校準過(guò)程

（1）對集裝箱吊具進(jìn)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 *示的 A（600,100）坐標點(diǎn)位置，提升三次，分別得到

A 點(diǎn)單次測量重心偏移的示值 : xA1、yA1；xA2、yA2 ；xA3、yA3。取單次測量結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）坐標點(diǎn)位置，提升三次，分別得

到 B 點(diǎn)單次測量重心偏移的示值 : xB1、yB1；xB2、yB2 ；xB3、yB3 。取單次測量結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)，將集裝箱吊具相對集裝箱水平旋轉 180 度，認為 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 。取單次測量結果的平均值作為重

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 為加載砝碼的標稱(chēng)質(zhì)量。

(7) 計算偏載示值誤差

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）

單次測量的重心偏載示值誤差也應符合表 1 的規定。

(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 :

固有誤差也應符合表 1 的規定。

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(diǎn)集裝箱吊具安裝 4 個(gè)稱(chēng)重傳感器計算偏載的方法：

x 為同側 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 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)傳感器分別測出的 4 角（吊點(diǎn)）處集裝箱的重量；

檢測裝置 Max=40 t, 檢定分度數為 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(shí)， 20´GP(20 feet general purpose) 外部尺寸：長(cháng) 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) 偏載測量zui大允許誤差（MPE）

表 1 偏載測量zui大允許誤差（MPE）

3. 應用評價(jià)

（1）現行 JJG 1124 檢定規程沒(méi)有對集裝箱偏載項目進(jìn)行規定，鐵路部門(mén)對集裝箱超偏載檢測裝

置的偏載指標有溯源要求。作者按照本文提到的主要方法在集團*范圍內對集裝箱超偏載檢測裝

置的偏載指標進(jìn)行校準試用，并對校準結果計量確認。按照校準結果對偏載符合要求的集裝箱進(jìn)行

裝車(chē)，經(jīng)鐵路貨車(chē)超偏載檢測裝置檢測驗證，有效的減少了承運集裝箱貨車(chē)的偏載數據超差現象。

（2）本文提到的校準方法是利用 20 英尺標準集裝箱、M12 等級標稱(chēng)值為 2t 和 3t 的標準砝碼及

砝碼重心定位底座、叉車(chē)等標準器及配套設施進(jìn)行校準作業(yè)的，標準器及配套設施均為常見(jiàn)設備，

測量方法簡(jiǎn)便易行，數據方便后續計算機處理與統計，校準點(diǎn)坐標參考值選取與《鐵路貨物裝載加

固規則》規定的*限誤差相*致，能夠滿(mǎn)足鐵路*計量器具量值溯源的需要。