權一發(fā)之微 衡千鈞之重 ——走進稱重和力傳感器浙江省工程實驗室
權一發(fā)之微 衡千鈞之重
——走進稱重和力傳感器浙江省工程實驗室
稱重和力傳感器浙江省工程實驗室隸屬于浙江省計量科學研究院,是在衡器、稱重傳感器國家型式評價實驗室的基礎上組建而成,2012年4月被浙江省發(fā)改委認定為浙江省工程實驗室。實驗室主要承擔衡器、稱重和力傳感器等相關產(chǎn)品的國家型式評價、全省力值、扭矩等計量領域的量值傳遞、量值溯源及相關研究工作。實驗室已取得國家法定計量檢定機構授權、國家實驗室認可及省級計量認證等多項資質,建立并保存了10多項有關力值、扭矩省級最高計量標準,其中力值計量標準的技術指標已達到國際先進水平。實驗室立足浙江面向華東開展測力計量的量值傳遞服務,服務領域覆蓋國防建設、基礎設施建設、交通運輸、冶金、化工、重型裝備以及裝備制造業(yè)等,為國民經(jīng)濟建設提供準確、可靠、一致的量值保障。
實驗室具有雄厚的自主研發(fā)和計量檢測實力,目前擁有20多名高端的專業(yè)人才,其中正高級工程師2人,副高級工程師7人,博士1人,碩士6人,OIML-CS下的法制計量專家2人,國家實驗室注冊評審員、國家注冊計量標準考評員和碩士生導師多人,已基本形成計量技術科學研究、計量檢測技術服務為一體的多功能計量重點實驗室。
力值和扭矩計量檢測能力建設
為全面滿足浙江省及華東地區(qū)對高等級力值校準及傳感器檢驗測試服務的社會需求,實驗室于2014年11月正式建立1MN靜重式力標準裝置。該標準裝置可通過計算機軟件控制進行全自動測量,實現(xiàn)力值準確復現(xiàn)。裝置測量范圍10kN到1010kN(大約1噸到101噸),準確度達到十萬分之三,承擔全省測力、稱重類計量設備的量值傳遞、量值溯源及相關研究工作,檢測服務能力覆蓋工程建設、航天航空、以及海工裝備制造等多個領域:助力寧波柯力傳感科技股份有限公司等省內(nèi)多家知名稱重傳感器生產(chǎn)企業(yè)不斷改進產(chǎn)品質量,順利通過國際認證,走出國門;負責橋梁基樁及相關設備檢測,為工程把好質量關,確保了杭州灣跨海大橋跨越天塹,成為世界第三橋梁;運用裝置的高準確度大力值測量技術,使浙江省某企業(yè)研發(fā)航天測力系統(tǒng)時如虎添翼最終助力長征系統(tǒng)火箭成功上天等等。
此外,為解決我國只有國防扭矩計量站建有2萬N·m以上扭矩標準機,而大量迫切需要使用扭矩表準機的汽車、船舶動力設備制造企業(yè)卻沒有大扭矩標準裝置的困境,實驗室自主研制在建120000N.m無砝碼扭矩標準裝置,不確定度優(yōu)于0.2%。該標準裝置用精密液壓力源代替砝碼力源,可以大幅降低設備造價,完成后可在汽車、船舶及各國防扭矩計量二級站推廣應用。
工程動態(tài)力計量能力建設
動態(tài)力基于牛頓第二定理測力,至今沒有量值溯源圖。實驗室創(chuàng)新地提出“雙重導向技術”,使落錘下落撞擊時接近于自由落體運動,既適應多道激光干涉儀測量落錘表面多點加速度,也可在落錘不同位置安裝多個加速度計進行測量;提出了“動態(tài)力量值溯源關系圖”。根據(jù)落錘(質量塊)不同位置加速度存在明顯差異,提出“剛性假設彈性修正計算動態(tài)力”。
該標準裝置已于2015年通過CNAS認證,測量范圍1kN-250kN,目前處于國內(nèi)乃至世界動態(tài)力計量研究領先地位,被廣泛應用于航空、航天發(fā)動機地面試車、飛行器空間對接試驗、軍工領域各種火炮、導彈發(fā)射過程等動態(tài)力值計量。該標準裝置在經(jīng)濟建設中開展動態(tài)力校準,能較好地解決安全帽檢測裝置、落錘式彎沉儀沖擊力校準以及疲勞試驗機循環(huán)力、振動壓實成型機激振力的量值溯源,如經(jīng)校準的手持式落錘式彎沉儀在公路、鐵路與高鐵建設工程中對天然路基承載力評定可實現(xiàn)路基少超挖,對基層、底層承載力快速評定,其中金麗溫鐵路建設中既控制了工程質量又提高了工作效率,節(jié)省投資500萬元;如經(jīng)校準的振動壓實成型機用于嘉紹大橋、象山港大橋兩個國家重點建設工程中,不僅控制了工程質量而且通過優(yōu)化級配還節(jié)省投資1000余萬元。社會效益明顯,如寧杭甬高鐵、金麗溫鐵路重點工程中對落錘式彎沉儀校準,嘉紹、象山港大橋重點工程中對振動壓實成型機檢測,促進了先進工法應用推廣。另外創(chuàng)新點“雙重導向技術”已被中國航空工業(yè)集團北京長城計量測試技術研究所(304)、航天科技集團北京航天計量測試技術研究所(102)采用。
質量與稱重計量能力建設
實驗室現(xiàn)有自動衡器計量標準測量范圍為100mg~116t,檢測能力最大覆蓋至200t。檢衡車車型全,擁有雙軸剛性車輛、三軸剛性車輛、四軸鉸接車輛和三軸剛性加掛三軸拖車車輛,能適應于不同的軸結構、牽引車/掛車結構、牽引車/掛車連接系統(tǒng)及懸掛系統(tǒng),能基本覆蓋相應衡器的稱量范圍。浙江省高速公路總長大于4300km,收費站超過353個,實驗室承擔計重設備年服務工作量約為2300套/次,此外浙江省作為全國的試點,正在推進非現(xiàn)場執(zhí)法治超,已經(jīng)在全省范圍內(nèi)安裝、布置了幾十個測量點,而未來可能在普通公路、橋梁、隧道全面進行布局、建設。實驗室技術團隊積極與公路局合作,助力浙江省智慧交通安全建設,保障民生。
實驗室亦注重自身智慧計量應用發(fā)展。針對目前稱重計量領域的機器人智能計量應用水平較低,為實現(xiàn)計量的智能化以及機器人的自動檢定校準,以質量計量為切入口,擬開展以下項目建設及研究:建立E2高等級砝碼質量機器人自動化量值傳遞系統(tǒng),并開展相應計量方法研究;開展基于多關節(jié)機器人的F2等級及以下砝碼量值自動化傳遞系統(tǒng)研究;開展基于多關節(jié)機器人的電子天平智能檢定系統(tǒng)研究;開展機器視覺在樣品數(shù)值顯示提取,樣品識別及引導定位方面研究;開展物聯(lián)網(wǎng)技術在計量領域的應用研究,實現(xiàn)標準裝置、樣品設備、環(huán)境監(jiān)控設備、計算機數(shù)據(jù)庫、機器人聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)智慧計量。目前,此項目以“基于機器人及物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧計量實驗室系統(tǒng)建設及研究”為題通過了省質監(jiān)局NQI項目申報。
(信息來源 浙江省計量院)
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