Melyek a különböző típusú mérlegek?

A mérlegek – más néven teherautó-mérlegek vagy tengelymérlegrendszerek – többféle típusban kaphatók, mindegyiket speciális környezetre, teherbírásra és működési igényekre tervezték. A mérlegek fő típusai a gödörbe szerelt, a felületre szerelt (gödör nélküli), a hordozható, a tengelyes mérlegek és a fedélzeti mérlegrendszerek. A nem megfelelő típus kiválasztása költséges pontatlanságokhoz, szerkezeti problémákhoz vagy a szabályozási nem megfelelőséghez vezethet, ezért minden vásárlási vagy telepítési döntés előtt elengedhetetlen a különbségek megértése.

A modern mérlegek néhány tonnától több mint 200 tonnáig terjedő járműterhelést is képesek kezelni, és olyan iparágakban alkalmazzák őket, mint a bányászat, a mezőgazdaság, a logisztika, a hulladékgazdálkodás, az építőipar és a gyártás. A teherautó-mérlegek globális piacát kb 1,2 milliárd USD 2023-ban és az előrejelzések szerint folyamatosan növekszik, tükrözve a pontos súlymérés kritikus szerepét a kereskedelemben, a megfelelésben és a műveletekben.

Gödörbe szerelt Mérlegek

A gödörbe szerelt mérlegeket egy betongödörbe kell beépíteni úgy, hogy a mérőplatform a környező talajszinttel egy síkban üljön. A járművek úgy hajtanak fel a mérlegre, hogy nem találkoznak rámpával vagy megemelt éllel, ami zökkenőmentessé teszi a megközelítést és a kiszállást. Ez a kialakítás különösen gyakori állandó, nagy forgalmú létesítményekben, mint például kőbányák, kikötők, gabonasilók és hulladékátrakó állomások.

Építőipari és mérőcellák

A mérleghíd fedélzetén a gödör alján elhelyezett nyomó- vagy nyírógerendás erőcellák sora található. A legtöbb aknaberendezés négy és nyolc közötti erőcellát használ, a fedélzet hosszától függően. A kereskedelmi teherszállítási alkalmazásokban használt szabványos gödörmérlegek általában ilyenek 18 méter hosszú és 3 méter széles csuklós teherautók és 60 tonnás vagy annál nagyobb nehéz tehergépjárművek befogadására alkalmas.

Előnyök és korlátok

• A jármű zökkenőmentes megközelítése – nincs szükség rámpákra, csökkentve a jármű sérülésének vagy a vezető habozásának kockázatát
• Esztétikai integráció – a platform egy szintben helyezkedik el az udvar felületével, tisztán tartva a helyszín elrendezését
• Alkalmas nagyfrekvenciás mérlegelési műveletekre, gyakran több száz tranzakció naplózására naponta
• Magasabb beépítési költség a mélyépítési munkák miatt – a gödör feltárása, formázása és vízszigetelése növelheti 20% és 40% között a projekt teljes költségéhez képest a felületre szerelt alternatívákhoz képest
• A vízelvezetés állandó karbantartási kihívás; A gödörben felgyülemlett víz korrodálhatja a mérőcellákat és az elektronikát, ha nem megfelelően kezelik
• Az áthelyezés rendkívül nehéz a telepítés után – ezek lényegében állandó szerkezetek

A gödörmérlegek a hagyományos választás az Egyesült Királyságban és Európa nagy részén, különösen a beépített sóderfeldolgozó és hulladékkezelő létesítményekben. Számos helyi hatóság és szabályozó testület használja ezeket a tömegekre és mértékekre vonatkozó törvények szerinti legális kereskedelmi alkalmazásokhoz.

Felületre szerelhető (gödör nélküli) mérlegek

A felületre szerelt mérlegek, amelyeket gyakran gödör nélküli mérlegeknek neveznek, közvetlenül egy előkészített betonalapzaton helyezkednek el a talaj szintjén. A járművek mindkét végén ferde rámpákon keresztül közelítik meg a platformot. Ez a kialakítás jelentős népszerűségre tett szert az elmúlt két évtizedben, mert elkerüli a gödörépítéssel járó drága és időigényes építőipari munkákat.

Telepítési és alapozási követelmények

A gödör nélküli mérleghez gödör helyett lapos, vasbeton alátétre van szükség. Az alapozási mélység jellemzően kisebb – körülbelül 200-300 mm vasbeton –, mint a gödörbeépítéshez szükséges 1,5–2 méteres mélység. Ez közvetlenül alacsonyabb alapozási költségeket és gyorsabb üzembe helyezést jelent. A gödör nélküli mérleg beépítési ideje gyakran két-három nap, míg egy-két hét a gödör típusú telepítésnél.

Mikor válasszunk mélyedés nélküli mérleget?

A felületre szerelt mérlegek a megfelelő választás, ha:

• A telek vízszintje magas, ezért a mélyásás kivitelezhetetlen vagy költséges
• Előfordulhat, hogy a műveletet a jövőben át kell helyezni – a gödör nélküli fedélzetek megfelelő felszereléssel felemelhetők és mozgathatók
• A költségvetési korlátok nemkívánatossá teszik a kiterjedt építőipari munkákat
• A helyszín szennyezett talajon található, ahol a gödör feltárása összetett környezetvédelmi előírásokat vonna maga után

A kompromisszum az, hogy a járművek megközelítési rámpái enyhe változást hoznak létre a lejtőn, ami problémákat okozhat a nagyon alacsonyan fekvő járműveknél vagy pótkocsiknál. A rámpa magassága általában 400-600 mm, és a megközelítési szögnek elég fokozatosnak kell lennie, hogy elkerülje a földelést. Ennek ellenére ma már sok piacon a gödör nélküli mérlegek jelentik az új hídmérlegek többségét.

Hordozható és moduláris mérlegek

A hordozható mérlegeket olyan helyekre tervezték, ahol állandó telepítés nélkül súlymérés szükséges. Jellemzően moduláris felépítésűek – egymásba illeszkedő részekből állnak össze, amelyek összekapcsolhatók, így teljes hosszúságú mérőplatformot alkotnak, majd szétszerelhetők és egy másik helyre szállíthatók. Néhány hordozható modell pótkocsira szerelhető a gyors üzembe helyezés érdekében.

Tipikus alkalmazások

• Ideiglenes építkezések — az anyagszállítások vagy a hulladék elszállításának ellenőrzése állandó szerkezetbe történő beruházás nélkül
• Végrehajtási és megfelelőségi ellenőrzések — a közúti hatóságok hordozható tengelymérlegeket és hordozható teljes hosszúságú mérlegeket használnak a közúti ellenőrzési kampányok során
• Mezőgazdasági szezonális felhasználás — betakarításkor vetik be a gabonaszállító teherautók mérlegére, és az év többi részében szállítják el
• Távoli vagy ideiglenes bányászati műveletek ahol az állandó infrastruktúra kiépítése gazdaságilag nem életképes
• Bérlés és bérbeadás — a vállalatok rövid távú projektekhez hordozható mérlegeket bérelhetnek az állandó telepítés költségének töredékéért

Pontosság és kapacitás

A hordozható mérlegeknek továbbra is meg kell felelniük a törvényi pontossági követelményeknek, ha kereskedelemben használják őket. Az Egyesült Királyságban a legálisan kereskedelmi forgalomba kerülő hordozható mérlegeket a nem automatikus mérlegekről (NAWI) szóló irányelv alapján ellenőrzik. A pontossági osztály jellemzően OIML Class III, a megengedett legnagyobb hibával 0,5% és 1% között az alkalmazott terheléstől. A legtöbb kereskedelmi forgalomban lévő hordozható modell kapacitása 30-80 tonna között van, bár léteznek nagy teherbírású változatok akár 150 tonnáig is.

A hordozható mérlegek egyik korlátja, hogy a pontos leolvasáshoz ésszerűen sík és szilárd felületre van szükségük. A puha talaj vagy a jelentős lejtők befolyásolhatják a mérőcella teljesítményét, és hibákhoz vezethetnek. Egyes kezelők acél köszörűlemezeket használnak a mérőcellák alatt a súlyelosztás és a stabilitás javítása érdekében.

Tengelymérlegek és többplatformos rendszerek

A tengelymérleg (más néven tengelymérleg vagy tengelypárna-mérleg) egy rövid mérleg, amely egyszerre egy vagy két tengely tömegét méri, nem pedig a jármű össztömegét egyetlen menetben. Az egyes tengelyek leolvasott értékeit ezután összeadják, és így megkapják a jármű teljes tömegét. Ezeket néha „mozgás közben mérlegelő” eszközöknek nevezik, amikor a jármű mozog, vagy statikus tengelymérlegnek, amikor a jármű egymás után megáll az egyes padokon.

Statikus tengelymérlegek

A statikus tengelymérlegek megkövetelik a vezetőtől, hogy minden egyes tengely vagy tengelycsoport a platformon álljon meg. A leolvasás után a jármű előrehalad a következő tengelycsoport pozíciójába. A teljes mérési folyamat több leállást tartalmaz. Bár ez a módszer jól működik a megfelelőség ellenőrzésében, járművenként három-öt percet vesz igénybe , így nem alkalmas nagy áteresztőképességű műveletekre.

Weigh-in-Motion (WIM) rendszerek

A mozgásban mérő rendszerek az útfelületbe ágyazott érzékelőket használnak a tengelyterhelés rögzítésére, amikor a járművek normál haladási sebességgel haladnak el – esetenként akár 80 km/h-val. A WIM-érzékelők közé tartoznak a hajlítólemezek, a kvarc piezoérzékelők és a polimer piezokábelek. A technológia lehetővé teszi a folyamatos forgalomfigyelést a járművek megállítása nélkül, így felbecsülhetetlen értékű a hidak terhelési határait és az útburkolat kopását kezelő közúti hatóságok számára.

A WIM-rendszereket általában nem használják önmagukban legális mérőeszközként, de az előre kiválasztott WIM-telepítések jelzik a túlsúlyos járműveket, hogy statikus mérlegre tereljék a megerősített mérést. Ez a munkafolyamat képes akár 70%-kal csökkentheti a végrehajtási ellenőrzések idejét megfelelő járművek automatikus kiszűrésével.

Többplatformos súlyhíd konfigurációk

Egyes műveletekhez nagyon hosszú járművek – közúti vonatok vagy 25 métert meghaladó intermodális kombinációk – mérésére van szükség, amelyek nem helyezhetők el egyetlen szabványos fedélzeten. A többplatformos mérlegek két vagy több független mérőplatformot kötnek össze egymással. Mindegyik platform a központi jelzőhöz csatlakozik, és a teljes bruttó tömeg az összes platform egyidejű leolvasásának összege. Ez a konfiguráció gyakori az ausztrál és dél-afrikai bányászati ​​és mezőgazdasági területeken, ahol a közúti vonatkombinációk szabványosak.

Fedélzeti mérlegrendszerek

A fedélzeti mérlegrendszerek nem hagyományos mérlegek abban az értelemben, hogy nincs szükség járműre a rögzített platformra való felhajtáshoz. Ehelyett terheléscellák vagy nyomásérzékelők vannak beépítve magába a járműbe – jellemzően a tengelyre, felfüggesztésre vagy karosszériára szerelve –, és valós időben mérik a szállított terhet. Néha járműre szerelt mérlegnek vagy fedélzeti mérlegnek is nevezik.

Hogyan működnek

Az általános fedélzeti mérlegelési technológiák a következők:

• Légrugós nyomásfigyelés — méri a légzsák nyomását, ami korrelál a terheléssel; gyakori a légrugós tehergépjárműveken
• Töltőcsap-érzékelők — a felfüggesztés rögzítési pontjaiba vagy a nyerges vonószerkezetekbe integrálva a terhelés nyíróerejének mérésére
• Nyújtásmérő alapú rendszerek — a járművázhoz vagy a tengelyhez csatlakoztatott érzékelők mérik a terhelés okozta feszültséget
• Hidraulikus terhelés érzékelése - targoncákon és rakodógépeken használják, méri a hidraulikafolyadék nyomását az emelt teher meghatározásához

Alkalmazások a hulladékgazdálkodásban és az építőiparban

A fedélzeti mérlegelés széles körben elterjedt a szemétszállító járművekben, ahol a tanácsok ezek alapján rögzítik az egyes háztartási vagy kereskedelmi vásárlóktól begyűjtött hulladék tömegét. Egyes Egyesült Királyság helyi hatóságai a fedélzeti súlymérés adatait felhasználták a kereskedelmi hulladék súly szerinti díjszabási rendszerének bevezetésére. Az építőiparban a fedélzeti mérleggel felszerelt kotrógépek és billencsek lehetővé teszik a kezelők számára, hogy ciklusonként nyomon kövessék a hasznos terhet anélkül, hogy visszatérnének egy rögzített mérleghez, 10-20%-kal javítja a rakodási hatékonyságot a tipikus földmunka során.

A pontosság korlátozása a fő hátrány. A legtöbb fedélzeti rendszer pontosságot ér el ±1% és ±3% között , szemben a jól kalibrált statikus mérleg ±0,1%-ával vagy jobbval. Emiatt a legtöbb joghatóságban alkalmatlanok a legális kereskedelmi célokra, bár kiválóak az üzemeltetési irányítás és a túlterhelés megelőzésére.

Acél fedélzet vs. beton fedélzeti mérlegek

Függetlenül attól, hogy a mérleg gödörbe szerelt vagy gödör nélküli, maga a fedélzet készülhet acélból vagy vasbetonból. Ez a különbségtétel rendkívül fontos a hosszú távú költségek, a tartósság és a karbantartási követelmények szempontjából.

A betonpálya-mérlegeket egyre inkább előnyben részesítik az állandó telepítésekhez olyan igényes környezetben, mint például a készbeton üzemek, vegyi üzemek és hulladékkezelő létesítmények, ahol a savak, lúgok és erős kopás gyorsan lerontják az acéllemezt. Az acél fedélzetek továbbra is a szabványosak a hordozható és moduláris alkalmazásokban, ahol a súly és a könnyű szállítás a prioritás.

Terhelőcella-technológia a modern mérlegekben

A mérlegben használt erőmérő cella típusa közvetlenül befolyásolja a pontosságot, a karbantartási követelményeket és a hosszú élettartamot. Minden modern mérleg elektronikus mérőcellákat használ, de a cellák egyedi kialakítása alkalmazásonként változik.

Tömörítési terhelési cellák

A kompressziós erőmérő cellák a legelterjedtebb típusok a gödörmérlegekben. A fedélzet közvetlenül a cellákon fekszik, amelyek a terhelés növekedésével összenyomódnak. Robusztusak, kompaktak és kiválóan alkalmasak nagy kapacitású alkalmazásokhoz. A tipikus kapacitás cellánként 30-150 tonna. Korrozív vagy nedves környezethez hermetikusan zárt rozsdamentes acél változatok is kaphatók.

Nyírónyaláb terhelési cellák

A nyírósugaras cellákat széles körben használják gödör nélküli és felületre szerelt mérlegekben. A cella egyik végén rögzítve van, a másikon pedig terhelve van, ami nyíróerőt hoz létre, amelyet a gerendához rögzített nyúlásmérőkkel mérnek. Kiváló pontosságot kínálnak, és viszonylag érzéketlenek a középen kívüli terhelésre – ez fontos jellemző, ha a jármű tengelyei nem mindig vannak tökéletesen a platform közepén.

Digitális mérőcellák és intelligens súlymérés

A digitális mérőcellák az analóg nyúlásmérő jelet digitális kimenetté alakítják magán a cellán, nem pedig a kijelzőn. Ez jelentősen csökkenti a jelromlást hosszú kábelfutás során, és minden cellát külön-külön címezhet. A telepítők a fedélzet eltávolítása nélkül is diagnosztizálhatják, hogy melyik cella teljesít rosszul. A hídmérleg-kezelő szoftverrel való integráció – beleértve a felhőalapú platformokat, amelyek minden tranzakciót időbélyeggel, járműregisztrációval és képpel naplóznak – egyszerű a digitális cellahálózatokkal. Egyes rendszerek ma már vezeték nélküli digitális mérőcellákat használnak, így teljesen megszűnik a kábelezés és a meglévő gödrök utólagos felszerelésének egyszerűsítése.

Hídmérleg kiválasztása: az értékelendő kulcstényezők

Mivel sokféle mérleg áll rendelkezésre, a megfelelő konfiguráció kiválasztása a helyszín, a munkaterhelés, a szabályozási környezet és a költségvetés tiszta szemmel történő értékelését igényli. A következő tényezőket kell figyelembe venni, mielőtt bármilyen hídmérleget beépítene.

Forgalom volumene és áteresztőképessége

A napi 100 járműnél nagyobb tömegű telephelyek jelentős hasznot húznak az automatizált rendszámfelismerésből (ANPR), a pilóta nélküli mérlegelésből és a közlekedési lámpák vezérlőrendszeréből. A nagy volumenű műveletek, mint például a sóderbányák és a hulladékátrakó állomások, rutinszerűen napi 200-400 tranzakciót dolgoznak fel, és robusztus, gyors reagálású rendszereket igényelnek minimális kézi beavatkozással.

Kereskedelmi jogi követelmények

Ha a mérleget számlázási alapként kívánják használni – például az eladott anyag tonnája után díjat számítanak fel a vevőktől –, azt igazolni kell, hogy ez a legális kereskedelemhez használható eszköz. Az Egyesült Királyságban ez a Weights and Measures Act 1985 szerinti jóváhagyást, valamint a kereskedési szabványokért felelős tisztviselő vagy jóváhagyott hitelesítő általi ellenőrzést jelenti. A mérlegnek el kell érnie az előírt pontossági osztályt, és rendszeres időközönként újra kell ellenőrizni (jellemzően kétévente nehézipari alkalmazások esetén). Nem minden mérlegtípus felel meg a minősítésnek – az állandó statikus mérlegeket sokkal könnyebb tanúsítani, mint a hordozható vagy fedélzeti rendszereket.

A telephely feltételei és a talajviszonyok

A magas vízszinttel, sekély alapkőzettel vagy szennyezett talajjal rendelkező területek, amelyeket nem lehet feltárni, kizárják a gödörmérlegeket, és előnyben részesítik a gödör nélküli vagy hordozható alternatívákat. A talaj teherbírását szerkezetmérnöknek fel kell mérnie az alap méreteinek meghatározása előtt – a nem megfelelő alapok az erőmérő cellák károsodásának és a pontatlan leolvasások egyik fő oka az idő múlásával.

Járműtípusok és hosszok

A leghosszabb jármű, amely várhatóan használja a mérleget, határozza meg a minimális platformhosszt. Egy szabványos brit csuklós teherautó legfeljebb 18,75 méter hosszú , ami azt jelenti, hogy a peronnak és a megközelítési zónának együtt kell ezt elhelyeznie anélkül, hogy a jármű túlnyúlna a mérőfedélzeten. Cserélhető karosszériás egységeket, B-vonatokat vagy európai nagypótkocsikat fogadó műveletekhez 20-24 méteres peronhosszra lehet szükség. A túl rövid mérleg pontatlan leolvasást ad, mivel a jármű súlyának egy része a megközelítési rámpán vagy a környező talajon nyugszik, nem pedig a mérőcellákon.

Környezeti és veszélyes területre vonatkozó követelmények

Az élelmiszer-feldolgozó üzemekben, vegyipari létesítményekben vagy ATEX-besorolású zónákban (ahol robbanásveszélyes légkör jelen lehet) lévő mérlegek speciálisan meghatározott erőmérő cellákat és indikátorokat igényelnek. Az ATEX besorolású erőmérő cellák gyújtószikramentes vagy robbanásbiztos kialakítást alkalmaznak, amely megakadályozza a gyulladás kockázatát. Hasonlóképpen, a nagyon hideg éghajlaton (-20°C alatt) lévő mérlegekhez alacsony hőmérsékletű működésre minősített mérőcellákra és kijelzőkre van szükség, és fűtött jelzőszekrényekre lehet szükség a megbízható egész éves teljesítmény biztosításához.

Weighbridge szoftver és integráció

A hardverplatform csak egy része a modern hídmérleg-telepítésnek. A Weighbridge-kezelő szoftver az egykor tisztán mechanikus folyamatot adatvezérelt műveletté alakította át. A kortárs rendszerek egy sor olyan képességet kínálnak, amelyek jelentős működési értéket adnak a súly egyszerű rögzítésén túl.

• Automatizált jegykezelés és számlázás — a rendszer súlyjegyet generál és adatokat exportál könyvelési vagy ERP rendszerbe kézi bevitel nélkül, csökkentve a hibákat és az adminisztrációs időt
• ANPR kamera integráció – a járműveket a rendszámtábla alapján automatikusan azonosítja, és a vezető beavatkozása nélkül előhívja a vásárlói nyilvántartásokat, a megengedett anyagokat és a tárasúlyt
• Távoli hozzáférés és felhőalapú jelentéskészítés — A menedzserek bármilyen eszközről megtekinthetik az élő tranzakciós adatokat és az előzményjelentéseket, ami hasznos a több helyszínes műveletekhez
• Túlterhelés riasztások — automatikus figyelmeztetés, ha egy jármű túllépi a helyszínre vagy egy adott anyagkategóriára megengedett össztömeget
• Integráció a Környezetvédelmi Ügynökség jelentéseivel — az engedéllyel rendelkező hulladékkezelő létesítményekben a mérleg szoftver automatikusan generálja a szabályozó hatóságok által előírt hulladékszállítási nyilvántartásokat
• Közlekedési lámpa szabályozás — automatizált jelzések vezetik a járműveket a peronra és onnan le, megakadályozva az egyidejű behajtást mindkét végéről

A pilóta nélküli mérleg-konfigurációk – ahol a teljes folyamat a jármű érkezésétől a jegynyomtatásig automatizálva zajlik, kezelő jelenléte nélkül – ma már általánosak a kőbányákban, újrahasznosító központokban és a meghosszabbított órákat üzemelő aggregált raktárakban. Ezek a rendszerek általában kombinálják az ANPR-t, a kaputelefont, a forgalmi akadályokat és a távoli CCTV megfigyelést 24 órás mérlegelési műveletek állandó személyzettel rendelkező vezérlőtermek nélkül.

Karbantartási és kalibrálási követelmények

A nem megfelelően karbantartott mérleg kiesik a kalibrálásból, pontatlan leolvasást eredményezve, ami szabályozási szankciókat, kereskedelmi vitákat vagy pénzügyi veszteségeket vonhat maga után. A rendszeres szervizelés nem opcionális – gyakorlati szükségszerűség, és a legális kereskedési eszközök esetében jogi követelmény.

Szokásos karbantartási feladatok

• Erőmérő cellák, csatlakozódobozok és kábelutak ellenőrzése és tisztítása – a törmelék és a víz behatolása az elektronikus meghibásodás leggyakoribb oka
• A fedélzet vízelvezetésének ellenőrzése és tisztítása – különösen kritikus fontosságú a gödörmérlegeknél, ahol a víz felhalmozódása károsíthatja a fedélzet alatti alkatrészeket
• A fedélzet szerkezetének vizsgálata korrózió (acél fedélzet) vagy repedés (beton fedélzet) szempontjából
• A megközelítési rámpák és a sínek szerkezeti integritásának ellenőrzése
• Nullapont ellenőrzése – annak ellenőrzése, hogy a jelző nullát mutat-e üres munkaállványnál; minden elsodródás sérült erőmérő cellákat vagy törmeléket jelezhet a fedélzet alatt

Kalibrálás és ellenőrzés

A kalibrálás során ismert tesztsúlyokat kell a mérlegre helyezni, és a rendszert addig kell beállítani, amíg a leolvasott értékek az elfogadható tűréshatáron belülre nem kerülnek. A legálisan használható mérlegek esetében ezt a folyamatot hivatalos szerv általi hitelesítés követi. Legalább a tesztsúlyok A mérleg maximális kapacitásának 50%-a alapos kalibrálási ellenőrzéshez szükségesek. A legtöbb hídszerelő cég kalibrált tesztsúlyokat szállít a dedikált járműveken, jellemzően 1 vagy 5 tonnás lépésekben. Az éves szervizmegállapodások, amelyek kalibrálási ellenőrzéseket tartalmaznak, a kereskedelmi mérlegek szokásos gyakorlata.

Minden alkalommal, amikor a mérleget javításon, áthelyezésen vagy szerkezeti módosításon esik át, újra kell kalibrálni és ellenőrizni, mielőtt visszakerülne a legális kereskedelmi használatra. Még olyan jelentős környezeti események is, mint a jármű ütközése a rámpával vagy egy gödör súlyos elárasztása, vizsgálatot és újrakalibrálást igényelnek a további használat előtt.