Cầu cân — còn được gọi là cân xe tải hoặc hệ thống cân trục — có nhiều loại riêng biệt, mỗi loại được thiết kế cho các môi trường, khả năng chịu tải và nhu cầu vận hành cụ thể. Các loại cầu cân chính là cầu cân gắn trên hố, gắn trên bề mặt (không có hố), di động, cầu cân trục và hệ thống cân trên tàu. Chọn sai loại có thể dẫn đến sai sót tốn kém, vấn đề về cấu trúc hoặc không tuân thủ quy định, vì vậy việc hiểu rõ sự khác biệt là điều cần thiết trước khi đưa ra bất kỳ quyết định mua hoặc lắp đặt nào.
Cầu cân hiện đại có thể xử lý tải trọng xe từ vài tấn đến hơn 200 tấn và được triển khai trong các ngành công nghiệp bao gồm khai thác mỏ, nông nghiệp, hậu cần, quản lý chất thải, xây dựng và sản xuất. Thị trường cân xe tải toàn cầu được định giá xấp xỉ 1,2 tỷ USD vào năm 2023 và được dự đoán sẽ tăng trưởng ổn định, phản ánh vai trò quan trọng của việc đo trọng lượng chính xác trong thương mại, tuân thủ và vận hành.
Cầu cân gắn trên hố được lắp đặt vào hố bê tông sao cho bệ cân nằm ngang bằng với mặt đất xung quanh. Các phương tiện di chuyển lên cân mà không gặp bất kỳ đoạn đường nối hoặc gờ cao nào, giúp việc tiếp cận và thoát ra liền mạch. Thiết kế này đặc biệt phổ biến tại các cơ sở thường xuyên có lưu lượng giao thông cao như mỏ đá, bến cảng, hầm chứa ngũ cốc và trạm trung chuyển chất thải.
Sàn cầu cân nằm trên một loạt cảm biến tải trọng dạng dầm nén hoặc cắt được đặt ở chân hố. Hầu hết việc lắp đặt hố đều sử dụng từ bốn đến tám cảm biến tải trọng, tùy thuộc vào chiều dài sàn. Cầu cân hố tiêu chuẩn trong các ứng dụng vận tải đường bộ thương mại thường Dài 18m, rộng 3m , tiếp nhận xe tải có khớp nối và xe chở hàng nặng có tải trọng đến 60 tấn trở lên.
Cầu cân hố là sự lựa chọn truyền thống ở Anh và phần lớn châu Âu, đặc biệt là tại các cơ sở xử lý rác thải và xử lý cốt liệu đã được thiết lập. Nhiều chính quyền địa phương và cơ quan quản lý sử dụng chúng cho các ứng dụng thương mại hợp pháp theo luật về Trọng lượng và Đo lường.
Cầu cân gắn trên bề mặt, thường được gọi là cầu cân không hố, đặt trực tiếp trên nền bê tông đã chuẩn bị sẵn ở mặt đất. Các phương tiện tiếp cận sân ga thông qua các đường dốc tiếp cận có góc cạnh ở mỗi đầu. Thiết kế này đã trở nên phổ biến đáng kể trong hai thập kỷ qua vì nó tránh được các công trình dân dụng tốn kém và tốn thời gian liên quan đến việc xây dựng hố móng.
Cầu cân không hố cần có tấm bê tông cốt thép phẳng chứ không phải hố. Độ sâu móng thường nông hơn - khoảng 200 đến 300 mm bê tông cốt thép - so với độ sâu 1,5 đến 2 mét cần thiết để lắp đặt hố. Điều này trực tiếp dẫn đến chi phí xây dựng mặt bằng thấp hơn và vận hành nhanh hơn. Thời gian lắp đặt cầu cân không hố thường từ hai đến ba ngày, so với một đến hai tuần đối với lắp đặt kiểu hố.
Cầu cân gắn trên bề mặt là lựa chọn phù hợp khi:
Sự đánh đổi là các đoạn dốc tiếp cận phương tiện tạo ra một sự thay đổi nhỏ về cấp độ có thể gây ra vấn đề với các phương tiện hoặc rơ moóc có độ dốc rất thấp. Chiều cao đoạn đường nối thường là 400 đến 600 mm và góc tiếp cận phải đủ dần để tránh tiếp đất. Mặc dù vậy, cầu cân không hố hiện nay chiếm phần lớn trong việc lắp đặt cầu cân mới ở nhiều thị trường.
Cầu cân di động được thiết kế cho các địa điểm cần đo trọng lượng mà không cần lắp đặt cố định. Chúng thường có dạng mô-đun - được lắp ráp từ các phần lồng vào nhau có thể được kết nối để tạo thành một bệ cân có chiều dài đầy đủ, sau đó được tháo rời và vận chuyển đến vị trí khác. Một số mẫu di động được gắn trên xe kéo để triển khai nhanh chóng.
Cầu cân di động vẫn phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác theo quy định của pháp luật nếu được sử dụng cho mục đích thương mại. Tại Vương quốc Anh, các cầu cân di động hợp pháp trong thương mại được xác minh theo Chỉ thị về Thiết bị cân không tự động (NAWI). Lớp chính xác thường là OIML Class III, với sai số tối đa cho phép là 0,5% đến 1% của tải trọng áp dụng. Công suất dao động từ 30 đến 80 tấn đối với hầu hết các mẫu máy xách tay thương mại, mặc dù có các phiên bản hạng nặng lên tới 150 tấn.
Một hạn chế của cầu cân di động là chúng yêu cầu bề mặt khá phẳng và chắc chắn để có kết quả đọc chính xác. Nền đất mềm hoặc độ dốc đáng kể có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của cảm biến tải trọng và gây ra lỗi. Một số người vận hành sử dụng tấm nền thép bên dưới cảm biến tải trọng để phân bổ trọng lượng và cải thiện độ ổn định.
Cầu cân trục (còn gọi là cân trục hoặc cân đệm trục) là một bệ cân ngắn dùng để đo trọng lượng của một hoặc hai trục cùng một lúc, thay vì tổng trọng lượng của xe trong một lần di chuyển. Sau đó, các chỉ số trục riêng lẻ sẽ được tổng hợp để đưa ra tổng trọng lượng của xe. Đôi khi chúng được gọi là thiết bị "cân chuyển động" khi xe đang di chuyển hoặc cân trục tĩnh khi xe dừng theo trình tự trên mỗi bệ.
Máy cân trục tĩnh yêu cầu người lái dừng lại khi từng trục hoặc nhóm trục được định vị trên bệ. Sau khi đọc xong, xe sẽ di chuyển về phía trước để định vị nhóm trục tiếp theo. Quá trình cân hoàn chỉnh bao gồm nhiều điểm dừng. Mặc dù phương pháp này hoạt động tốt để kiểm tra sự tuân thủ, phải mất ba đến năm phút cho mỗi chiếc xe , làm cho nó không phù hợp cho các hoạt động có thông lượng cao.
Hệ thống cân chuyển động sử dụng các cảm biến gắn trên mặt đường để ghi lại tải trọng trục khi các phương tiện đi qua ở tốc độ di chuyển bình thường — đôi khi lên tới 80 km/h. Cảm biến WIM bao gồm các tấm uốn, cảm biến áp điện thạch anh và cáp áp điện polymer. Công nghệ này cho phép giám sát giao thông liên tục mà không cần dừng phương tiện, khiến công nghệ này trở nên vô giá đối với các cơ quan quản lý đường bộ trong việc quản lý giới hạn tải trọng cầu và độ mòn mặt đường.
Hệ thống WIM thường không được sử dụng làm thiết bị cân thương mại hợp pháp, nhưng việc lắp đặt WIM được lựa chọn trước sẽ gắn cờ cho các phương tiện quá cân để chuyển hướng sang cầu cân tĩnh để đo xác nhận. Quy trình công việc này có thể giảm thời gian kiểm tra thực thi tới 70% bằng cách tự động sàng lọc các phương tiện tuân thủ.
Một số hoạt động yêu cầu cân những phương tiện rất dài — tàu đường bộ hoặc tổ hợp đa phương thức vượt quá 25 mét — không thể bố trí trên một sàn tiêu chuẩn duy nhất. Cầu cân đa bệ liên kết hai hoặc nhiều bệ cân độc lập từ đầu đến cuối. Mỗi bệ được kết nối với bộ chỉ báo trung tâm và tổng trọng lượng là tổng của tất cả các số đọc trên bệ được thực hiện đồng thời. Cấu hình này phổ biến tại các khu khai thác mỏ và nông nghiệp ở Úc và Nam Phi, nơi tiêu chuẩn kết hợp đường sắt.
Hệ thống cân trên tàu không phải là cầu cân truyền thống theo nghĩa là chúng không yêu cầu phương tiện di chuyển trên bệ cố định. Thay vào đó, cảm biến tải trọng hoặc cảm biến áp suất được tích hợp vào chính phương tiện - thường được gắn trên trục, hệ thống treo hoặc thân xe - và đo tải trọng được chở trong thời gian thực. Đôi khi chúng được gọi là cân gắn trên xe hoặc cân trên xe.
Các công nghệ cân tích hợp phổ biến bao gồm:
Cân trên tàu được sử dụng rộng rãi trên các phương tiện thu gom rác, nơi các hội đồng sử dụng chúng để ghi lại trọng lượng rác được thu thập từ mỗi hộ gia đình hoặc khách hàng thương mại. Một số chính quyền địa phương ở Vương quốc Anh đã sử dụng dữ liệu cân tích hợp để thực hiện các chương trình tính phí theo trọng lượng đối với chất thải thương mại. Trong xây dựng, máy xúc và xe ben được trang bị cân định lượng trên tàu cho phép người vận hành theo dõi tải trọng trên mỗi chu kỳ mà không cần quay lại cầu cân cố định, cải thiện hiệu suất tải từ 10% đến 20% trong các hoạt động vận chuyển đất thông thường.
Hạn chế về độ chính xác là nhược điểm chính. Hầu hết các hệ thống trên tàu đều đạt được độ chính xác ±1% đến ±3% , so với ±0,1% hoặc cao hơn đối với cầu cân tĩnh được hiệu chuẩn tốt. Điều này làm cho chúng không phù hợp với mục đích thương mại hợp pháp ở hầu hết các khu vực pháp lý, mặc dù chúng rất hiệu quả trong quản lý vận hành và ngăn ngừa quá tải.
Bất kể cầu cân được lắp đặt trong hố hay không hố, bản thân mặt cầu có thể được chế tạo bằng thép hoặc bê tông cốt thép. Sự khác biệt này có ý nghĩa rất lớn đối với các yêu cầu về chi phí, độ bền và bảo trì lâu dài.
| Yếu tố | Sàn thép | Sàn bê tông |
|---|---|---|
| Chi phí ban đầu | Hạ xuống | Cao hơn (thêm 20–30%) |
| Cuộc sống phục vụ | 15–25 năm | 25–40 năm |
| Nguy cơ ăn mòn | Cao (đặc biệt là ở môi trường ven biển/hóa học) | Thấp |
| Trọng lượng của sàn | Nhẹ hơn - dễ vận chuyển và lắp đặt hơn | Rất nặng - yêu cầu thiết bị nâng hạng nặng |
| Độ bám bề mặt | Tấm kiểm tra hoặc lưới - lực kéo tốt | Tuyệt vời - bề mặt có kết cấu hoặc được chải |
| Tính di động | Khả thi (đặc biệt là các phần mô-đun) | Nói chung là không thực tế |
| Bảo trì | Sơn lại và xử lý chống gỉ định kỳ | Kiểm tra vết nứt và thỉnh thoảng làm lại bề mặt |
| Môi trường tốt nhất | Điều kiện khô ráo, vừa phải; ứng dụng di động | Hóa chất khắc nghiệt, lưu lượng truy cập cao, địa điểm cố định |
Cầu cân sàn bê tông ngày càng được ưa chuộng để lắp đặt cố định trong các môi trường đòi hỏi khắt khe như nhà máy bê tông trộn sẵn, công trình hóa chất và cơ sở xử lý chất thải, nơi axit, kiềm và mài mòn nặng sẽ nhanh chóng làm suy giảm sàn thép. Sàn thép vẫn là tiêu chuẩn cho các ứng dụng di động và mô-đun trong đó trọng lượng và khả năng vận chuyển dễ dàng là ưu tiên hàng đầu.
Loại cảm biến tải trọng được sử dụng trong cầu cân ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác, yêu cầu bảo trì và tuổi thọ. Tất cả các cầu cân hiện đại đều sử dụng cảm biến tải trọng điện tử, nhưng thiết kế cảm biến tải trọng cụ thể sẽ khác nhau tùy theo ứng dụng.
Cảm biến tải trọng dạng nén là loại phổ biến nhất được sử dụng trong các cầu cân dạng hố. Bộ bài nằm trực tiếp trên các ô, được nén khi tải tăng lên. Chúng mạnh mẽ, nhỏ gọn và phù hợp với các ứng dụng có dung lượng cao. Công suất điển hình dao động từ 30 đến 150 tấn mỗi tế bào. Các phiên bản bằng thép không gỉ được hàn kín có sẵn cho môi trường ăn mòn hoặc ẩm ướt.
Cảm biến chùm cắt được sử dụng rộng rãi trong các cầu cân không lỗ và gắn trên bề mặt. Tế bào được cố định ở một đầu và được nạp ở đầu kia, tạo ra lực cắt được đo bằng máy đo biến dạng liên kết với chùm tia. Chúng mang lại độ chính xác tuyệt vời và tương đối không nhạy cảm với tải trọng lệch tâm - một tính năng quan trọng khi trục xe không phải lúc nào cũng tập trung hoàn hảo vào bệ.
Cảm biến tải trọng kỹ thuật số chuyển đổi tín hiệu máy đo biến dạng tương tự thành đầu ra kỹ thuật số tại chính tế bào đó, thay vì ở đầu chỉ thị. Điều này làm giảm đáng kể sự suy giảm tín hiệu khi chạy cáp dài và làm cho mỗi ô có thể định địa chỉ riêng lẻ. Người cài đặt có thể chẩn đoán ô cụ thể nào đang hoạt động kém mà không cần tháo bộ nhớ. Việc tích hợp với phần mềm quản lý cầu cân — bao gồm các nền tảng dựa trên đám mây ghi lại mọi giao dịch bằng dấu thời gian, đăng ký xe và hình ảnh — thật đơn giản với mạng di động kỹ thuật số. Một số hệ thống hiện nay sử dụng cảm biến tải trọng kỹ thuật số không dây, loại bỏ hoàn toàn việc chạy cáp và đơn giản hóa việc trang bị thêm cho các hố hiện có.
Với rất nhiều loại cầu cân hiện có, việc lựa chọn cấu hình phù hợp đòi hỏi phải có sự đánh giá rõ ràng về địa điểm, khối lượng công việc, môi trường pháp lý và ngân sách. Các yếu tố sau cần được giải quyết trước khi chỉ định bất kỳ việc lắp đặt cầu cân nào.
Các địa điểm có trọng lượng hơn 100 xe mỗi ngày được hưởng lợi đáng kể từ nhận dạng biển số tự động (ANPR), vận hành cầu cân không người lái và hệ thống điều khiển đèn giao thông. Các hoạt động có khối lượng lớn như mỏ đá tổng hợp và trạm trung chuyển chất thải thường xuyên xử lý 200 đến 400 giao dịch mỗi ngày và yêu cầu hệ thống phản hồi nhanh, mạnh mẽ với sự can thiệp thủ công tối thiểu.
Nếu cầu cân được sử dụng làm cơ sở lập hóa đơn - ví dụ: tính phí cho khách hàng trên mỗi tấn nguyên liệu được bán - thì nó phải được xác minh là công cụ thương mại hợp pháp. Tại Vương quốc Anh, điều này có nghĩa là sự chấp thuận theo Đạo luật Trọng lượng và Đo lường năm 1985 và được xác minh bởi nhân viên Tiêu chuẩn Thương mại hoặc người xác minh được phê duyệt. Cầu cân phải đạt được cấp độ chính xác cần thiết và được kiểm tra lại định kỳ (thường là hai năm một lần đối với các ứng dụng công nghiệp nặng). Không phải tất cả các loại cầu cân đều đủ tiêu chuẩn — cầu cân tĩnh cố định dễ được chứng nhận hơn nhiều so với các hệ thống di động hoặc trên tàu.
Các địa điểm có mực nước ngầm cao, nền đá nông hoặc nền đất bị ô nhiễm không thể đào được sẽ loại trừ các cầu cân hố và ưu tiên các giải pháp thay thế không hố hoặc di động. Khả năng chịu lực của mặt đất phải được đánh giá bởi kỹ sư kết cấu trước khi chỉ định kích thước nền móng - nền móng không đủ là nguyên nhân hàng đầu gây hư hỏng cảm biến tải trọng và kết quả đọc không chính xác theo thời gian.
Chiếc xe dài nhất dự kiến sử dụng cầu cân sẽ xác định chiều dài sàn tối thiểu. Xe tải khớp nối tiêu chuẩn Anh dài tới 18,75 mét , có nghĩa là sàn cân và vùng tiếp cận phải đáp ứng được điều này mà không để xe nhô ra khỏi sàn cân. Đối với các hoạt động tiếp nhận các đơn vị thân xe hoán đổi, tàu hạng B hoặc xe moóc cỡ lớn của Châu Âu, chiều dài sân ga có thể cần thiết từ 20 đến 24 mét. Cầu cân quá ngắn sẽ cho kết quả đo không chính xác vì một phần trọng lượng của xe nằm trên đoạn đường tiếp cận hoặc mặt đất xung quanh chứ không phải trên cảm biến tải trọng.
Cân trong các nhà máy chế biến thực phẩm, cơ sở hóa chất hoặc khu vực được phân loại ATEX (nơi có thể có môi trường dễ cháy nổ) yêu cầu các cảm biến tải trọng và bộ chỉ thị được chỉ định đặc biệt. Cảm biến tải trọng được xếp hạng ATEX sử dụng thiết kế an toàn hoặc chống cháy nổ giúp ngăn ngừa nguy cơ bắt lửa. Tương tự, các cầu cân ở vùng có khí hậu rất lạnh (dưới -20°C) cần cảm biến tải trọng và bộ chỉ thị được xếp hạng để vận hành ở nhiệt độ thấp và tủ chỉ thị được làm nóng có thể cần thiết để đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy quanh năm.
Nền tảng phần cứng chỉ là một phần của việc lắp đặt cầu cân hiện đại. Phần mềm quản lý cầu cân đã chuyển đổi những gì từng là một quy trình cơ học thuần túy thành hoạt động dựa trên dữ liệu. Các hệ thống hiện đại cung cấp nhiều khả năng giúp tăng thêm giá trị vận hành đáng kể ngoài việc chỉ ghi lại trọng lượng.
Cấu hình cầu cân không người lái - trong đó toàn bộ quá trình từ khi xe đến đến in vé được tự động hóa mà không có sự hiện diện của bất kỳ người vận hành nào - hiện phổ biến tại các mỏ đá, trung tâm tái chế và kho tổng hợp hoạt động nhiều giờ. Các hệ thống này thường kết hợp ANPR, hệ thống liên lạc nội bộ, rào cản giao thông và giám sát camera quan sát từ xa để cho phép Hoạt động cân 24/7 mà không cần có phòng điều khiển thường trực.
Cầu cân không được bảo trì đúng cách sẽ không còn hiệu chuẩn, tạo ra kết quả đo không chính xác và có thể dẫn đến các hình phạt theo quy định, tranh chấp thương mại hoặc tổn thất tài chính. Việc bảo trì thường xuyên không phải là tùy chọn - đó là một điều cần thiết trong thực tế và đối với các công cụ thương mại hợp pháp, đó là một yêu cầu pháp lý.
Hiệu chuẩn bao gồm việc áp dụng các quả cân kiểm tra đã biết vào cầu cân và điều chỉnh hệ thống cho đến khi số đọc nằm trong dung sai chấp nhận được. Đối với cầu cân thương mại hợp pháp, quy trình này phải được cơ quan có thẩm quyền xác minh chính thức. Kiểm tra trọng lượng ít nhất 50% công suất tối đa của cầu cân được yêu cầu để kiểm tra hiệu chuẩn kỹ lưỡng. Hầu hết các công ty dịch vụ cầu cân đều mang các quả cân kiểm tra đã được hiệu chuẩn trên các phương tiện chuyên dụng, thường với đơn vị 1 tấn hoặc 5 tấn. Thỏa thuận dịch vụ hàng năm bao gồm kiểm tra hiệu chuẩn là thông lệ tiêu chuẩn cho các cầu cân thương mại.
Bất cứ khi nào cầu cân được sửa chữa, di dời hoặc sửa đổi cấu trúc, nó phải được hiệu chuẩn lại và xác minh lại trước khi đưa trở lại sử dụng hợp pháp cho mục đích thương mại. Ngay cả những sự kiện môi trường quan trọng như va chạm xe cộ với đoạn đường tiếp cận hoặc hố ngập nước nghiêm trọng cũng phải yêu cầu kiểm tra và hiệu chỉnh lại trước khi tiếp tục sử dụng.
Thêm vào: Tòa nhà 3, Số 355, Đường Đông Xiangshan, Khu phát triển kinh tế Binhai, Thành phố Cixi, Ningbo, Chiết Giang, Trung Quốc.
Điện thoại: +86-18969402526
Điện thoại: +86-0574-86864809
E-mail:
