خلية تحميل عمودية CZL425H

مقدمة المنتج

العمود خلايا الحمل هي مكونات حساسة للقوة تعتمد على مبدأ مقاييس الإجهاد. وتُنتج تشوهًا من خلال انفعال جسم مرن أسطواني عند تأثير القوة، ثم يتم تحويله إلى إشارة كهربائية بواسطة مقياس الإجهاد. وتتميز هذه المكونات بالصلابة العالية، والقدرة القوية على مقاومة التداخل، وغيرها، وتُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الوزن المتوسط والثقيل. فيما يلي تفاصيل معروضة حسب الأبعاد الأساسية لتلبية احتياجات المنتج الاختيار، والتقييم التقني، وإعداد الحلول:

1. الميزات والوظائف الخاصة بالمنتج

الميزات الأساسية

• تصميم الهيكل: مطاط أسطواني (قطره من 10 إلى 100 مم اختياري)، بتصميم عالي الصلابة (تردد طبيعي مرتفع)، وله قدرة قوية على مقاومة الأحمال غير المركزية/القوى الجانبية (عادة ما يتحمل قوى جانبية بنسبة ±5٪ إلى ±10٪ من الحمولة المصنفة)، وتماسك جيد في توزيع القوة.

• أداء الدقة: درجة دقة عالية (شائعة C3، C6، مع بعض الطرازات المتطورة تصل إلى C1)، خطأ عدم الخطية ≤±0.01%FS، خطأ التكرار ≤±0.005%FS، وانحراف صفر صغير (≤±0.002%FS/℃).

• المواد والحماية: تشمل خيارات مادة المطاط الفولاذ السبائكي (نسخة اقتصادية، مقاومة الخضوع ≥800 ميجا باسكال) أو الفولاذ المقاوم للصدأ (304/316L، مقاوم للتآكل)، مع درجة حماية IP67/IP68 اختيارية، مناسبة للبيئات الرطبة والغبارية وبعض البيئات شديدة التآكل قليلاً.

• التوافقية في التركيب: كلا الطرفين مزودان بخيوط (M12-M60) أو متصلان بشفة، بمساحة تركيب مدمجة، مناسبة لسيناريوهات القوة العمودية/المحورية، ويمكن توصيل أجهزة استشعار متعددة بشكل متوازي لتكوين ميزان (يدعم عمل 4-8 أجهزة استشعار بشكل متزامن).

الوظائف الأساسية

• قياس القوة/الوزن: يدعم الوزن الثابت/الديناميكي (زمن الاستجابة الديناميكية ≤ 5 مللي ثانية)، مع نطاق قياس واسع (من 1 طن إلى 500 طن، ويمكن لبعض الموديلات المخصصة الوصول إلى 1000 طن).

• إخراج الإشارة: يوفر إشارات تناظرية (4 - 20 مللي أمبير، 0 - 10 فولت) أو إشارات رقمية (RS485/Modbus، HART)، ومتوافق مع أجهزة القياس الشائعة، وأنظمة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)، وأنظمة التحكم الموزعة (DCS).

• وظائف إضافية: يحتوي بعض الموديلات على تعويض تلقائي لدرجة الحرارة (نطاق التعويض من -20°م إلى 80°م)، وحماية من الحمل الزائد (150% - 200% من الحمولة المصنفة)، وشهادة مقاومة الانفجار (Ex ia IIC T6)، وتصميم حماية من الصواعق.

• موثوقية طويلة الأجل: عمر طويل في تحمل الإجهاد (≥ 10⁶ دورة تحميل)، واستقرار جيد لنقطة الصفر، وانحراف سنوي ≤ ±0.01% من المدى الكامل (FS).

2. المشاكل الأساسية التي تم حلها

•عدم كفاية دقة القياس: لمعالجة مشكلات الأداء الضعيف ضد الأحمال غير المركزية والتقلبات الكبيرة في البيانات في أجهزة الاستشعار التقليدية، تم اعتماد هيكل عالي الصلابة وتكنولوجيا لصق دقيقة لأجهزة قياس الانفعال، لضمان أن يكون خطأ القياس ≤ ±0.02% من المدى الكامل (FS) في ظروف الأحمال غير المركزية.

•ضعف التكيف مع البيئات القاسية: تحل مشكلة مادة الفولاذ المقاوم للصدأ + تصميم الحماية IP68 مشكلات تلف المستشعر وانحراف الإشارة في البيئات الرطبة، والغبار، والتآكل الحمضي القاعدي (مثل الصهاريج الكيميائية وأجهزة الوزن الخارجية).

•قيود التركيب والمساحة: يحل الهيكل الأسطواني المدمج وطريقة الاتصال المرنة مشكلات المساحة المحدودة للتركيب وصعوبة توجيه القوة المحورية في المعدات الكبيرة (مثل أوعية التفاعل والرافعات).

•استقرار قياس الحمولة الثقيلة: إن مادة الإيلاستومر عالية الصلابة + تصميم حماية من الحمل الزائد يمنعان التشوه الدائم للمستشعرات في التطبيقات المتوسطة والثقيلة (مثل موازين الشاحنات وأوزان الحاويات في الموانئ)، ويضمنان دقة القياس على المدى الطويل.

•مشكلات توافق النظام: تتوفر عدة طرق لإخراج الإشارة لحل صعوبات الربط مع أنظمة تحكم مختلفة (مثل PLC من شركة زيمنس ولوحة اللمس كونلون تونغتاي)، مما يلغي الحاجة إلى محولات إشارة إضافية.

3. تجربة المستخدم

•سهولة التركيب: تتيح واجهات التوصيل القياسية ذات الخيوط/الشفاه، كاملة مع مفاتيح التركيب والأعمدة التوجيهية، تركيبًا من قبل شخص واحد؛ وتُترك فتحات ضبط أفقية في الأسفل لتسهيل معايرة اتجاه القوة.

• التشغيل والمعايرة: يتم الصفر بسهولة (بضغطة زر واحدة عبر العداد)، ويدعم المعايرة باستخدام أوزان قياسية (مدة عملية المعايرة ≤ 10 دقائق)، ويمكن لبعض النماذج الرقمية أن تُعاير عن بُعد عبر البرمجيات.

• تكلفة الصيانة المنخفضة: تصميم هيكلي مغلق يلغي الحاجة إلى الصيانة المتكررة؛ أحزمة القياس مغلفة بمادة مقاومة للرطوبة، مما يؤدي إلى معدلات فشل منخفضة (معدل الفشل السنوي المتوسط ≤ 0.5%)؛ ويمكن استبدال الأجزاء سهلة الاستبدال (مثل كتل الطرفيات) بشكل منفصل.

• ملاحظات البيانات: استجابة إشارة سريعة، دون تأخر في البيانات في حالات الوزن الديناميكي؛ تأتي النماذج الرقمية مزودة بوظائف تشخيص عطل مدمجة (مثل إنذار بالحمل الزائد، أو تنبيه بعدم انتظام الأسلاك) لتحديد الأعطال بسرعة.

• تجربة التوافق: متوافق مع أكثر من 90٪ من أجهزة القياس وأنظمة التحكم المتوفرة في السوق، ولا حاجة لتعديل واجهات الأجهزة، يعمل بنظام التوصيل والتشغيل؛ يدعم الاتصال المتوازي لمجموعة من المستشعرات مع توزيع تلقائي للحمل.

4. سيناريوهات الاستخدام النموذجية

1) الوزن الصناعي والمقاييس

• وزن الصوامع/الخزانات: مراقبة وزن الصوامع الخاصة بالمساحيق/السوائل في صناعات الكيماويات ومواد البناء، مع دعم التحكم في المستوى وإدارة المخزون (عادةً ما يتم تركيب 4 مستشعرات بشكل متماثل).

• ميزان الشاحنات/الميزان السككي: وزن البضائع على الطرق وسكك الحديد، بسعة مستشعر واحد تتراوح بين 50-200 طن، وتُستخدم عدة مستشعرات متصلة بشكل متوازٍ لتكوين منصة وزن (على سبيل المثال، يستخدم ميزان شاحنات بسعة 100 طن عادةً 4 مستشعرات بسعة 25 طن لكل منها).

• وزن المفاعل: مراقبة وزن المفاعلات في الوقت الفعلي في قطاعي الأدوية والصناعات الكيماوية، بالتعاون مع نظام التحكم لتحقيق تحكم دقيق في التغذية (تتطلب مستشعرات مقاومة للانفجار).

2) دمج الآلات والمعدات

• حماية الرافعة/الرافعة العلوية من التحميل الزائد: مراقبة قدرة الرفع للرافعات في الموانئ والمصانع، وتشغيل إنذار عند تجاوز الحمولة القيمة المقدرة (النماذج المطلوبة يجب أن تكون مقاومة للاهتزازات واستجابة سريعة).

• المكبس/آلة الاختبار: قياس ضغط/قوة الشد في اختبارات ميكانيكا المواد، ويُطلب دقة عالية (المستوى C1) واستجابة ديناميكية عالية (≤3 مللي ثانية).

• آلات البناء: الوزن الكمي في محطات خلط الخرسانة وحماية الرافعات البرجية من التحميل الزائد، مناسبة للبيئات الرطبة والاهتزازية الخارجية (مستوى الحماية ≥IP67).

3) تصنيع أجهزة الوزن

• المكونات الأساسية للموازين المكتبية/موازين الأرضية: وحدات الاستشعار الأساسية للموازين المكتبية الصغيرة والمتوسطة (1-5 طن) والموازين الأرضية الكبيرة (50-500 طن)، وتتطلب اتساقًا جيدًا (خطأ أجهزة الاستشعار المتعددة ≤±0.01%FS).

• أدوات وزن مخصصة: مثل الموازين الإلكترونية المقاومة للانفجار والموازين الصناعية المقاومة للتآكل، والتي تستخدم مواد من الفولاذ المقاوم للصدأ وأجهزة استشعار معتمدة ضد الانفجار، ومناسبة لاحتياجات الصناعات الخاصة.

4) حالات خاصة أخرى

• صناعة الأغذية/الصيدلانية: أجهزة استشعار هيدروليكية من الفولاذ المقاوم للصدأ (مادة 316L، سطح مصقول)، تُستخدم لوزن المواد الخام وقياس المنتجات النهائية، ومطابقة لمعايير GMP.

• صناعة التعدين/الصناعات المعدنية: نماذج مخصصة للبيئات ذات درجات الحرارة العالية (≤120℃)، تُستخدم لوزن قِوى الخام ورصد وزن الأفران المعدنية (تتطلب وظيفة تعويض درجات الحرارة العالية).

5. تعليمات الاستخدام (دليل عملي)

1) عملية التركيب

• التحضير: نظّف سطح التركيب (تأكد من أنه مستوٍ، خالٍ من الزيت، مع خطأ استواء ≤0.1 مم/م)، وافحص مظهر المستشعر (لا تشوهات، كتل التوصيل سليمة). • تحديد الموضع والتثبيت: قم بتركيب المستشعر بشكل عمودي عند نقطة التحميل لضمان انتقال الحمل محوريًا (تجنب القوى الجانبية)؛ واستخدم مفتاح عزم الدوران لشده وفق العزم المحدد (20-50 نيوتن·متر موصى به للمستشعرات الفولاذية السبائكية، و15-30 نيوتن·متر للفولاذ المقاوم للصدأ).

• مواصفات التوصيلات: بالنسبة للإشارات التناظرية (الأحمر - مصدر الطاقة +، الأسود - مصدر الطاقة -، الأخضر - الإشارة +، الأبيض - الإشارة -)، وبالنسبة للإشارات الرقمية، قم بالتوصيل وفق بروتوكول Modbus؛ عند التوصيل، ابقَ بعيدًا عن الخطوط عالية الجهد (≥10 سم) لتفادي التداخل الكهرومغناطيسي.

• المعالجة الوقائية: في حالات التركيب الخارجي، أضف غطاءً ضد المطر، وختم وصلات التوصيل باستخدام وصلات مقاومة للماء؛ وفي البيئات المسببة للتآكل، قم بتطبيق طبقة واقية مضادة للتآكل على سطح المستشعر.

2) المعايرة والتشغيل التجريبي

• المعايرة الصفرية: شغّل الطاقة وسخّن الجهاز لمدة 30 دقيقة، ثم اضغط على زر "الصفر" في العداد لضمان أن يكون الخرج الصفري ضمن ±0.001% من المدى الكامل (FS).

• معايرة التحميل: ضع أوزانًا قياسية (ويُوصى بأن تكون 50% و100% من الحمولة المصنفة)، سجّل قراءات العداد، وقم بتصحيح الخطأ من خلال العداد أو البرنامج (يجب أن يكون الخطأ ≤ الخطأ المسموح به المقابل لفئة الدقة).

• تصحيح ديناميكي: في حالات الوزن الديناميكية، اختبر زمن استجابة المستشعر، وقم بضبط معاملات التصفية في العداد (عادةً ما تكون تردد التصفية بين 5-10 هرتز) لتجنب تقلبات البيانات.

3) الصيانة الروتينية

• الفحص الدوري: نظّف سطح المستشعر شهريًا، وتأكد من عدم فك التوصيلات الكهربائية؛ قم بمعايرة النقطة الصفرية مرة كل ربع سنة، وأجرِ معايرة كاملة مرة واحدة سنويًا.

• معالجة الأخطاء: في حالة حدوث انحراف في البيانات، تحقق من جهد التغذية (يجب أن يكون مستقرًا عند 12-24 فولت تيار مستمر)؛ وإذا لم يكن هناك إخراج للإشارة، فتحقق مما إذا كانت الأسلاك موصولة بشكل صحيح أو ما إذا كان المستشعر مفرط الحمل وتالفًا.

6. طريقة الاختيار (مطابقة المتطلبات بدقة)

1) تحديد المعلمات الأساسية

• اختيار النطاق: اختر طرازًا بنطاق يتراوح بين 1.2 إلى 1.5 مرة من أقصى حمل فعلي (مثلاً، لأقصى حمل قدره 50 طن، يمكن اختيار مستشعر بسعة 60 - 75 طن)، مع ترك هامش للتحميل الزائد.

• درجة الدقة: بالنسبة للمعايرة الصناعية، اختر الدرجة C3 (الخطأ ≤ ±0.02% من المدى الكامل)؛ ولأغراض الفحص المخبري، اختر الدرجة C1 (الخطأ ≤ ±0.01% من المدى الكامل)؛ وللرصد العام، اختر الدرجة C6 (الخطأ ≤ ±0.03% من المدى الكامل).

• نوع الإشارة: الإشارات التناظرية (4 - 20 مللي أمبير) مناسبة للأجهزة التقليدية، بينما الإشارات الرقمية (RS485) مناسبة لأنظمة التحكم الذكية وتدعم المراقبة عن بعد.

2) الاختيار بناءً على القابلية للتكيف مع البيئة

• درجة الحرارة: للظروف العادية (-20°م - 60°م)، اختر نموذجًا قياسيًا؛ للظروف عالية الحرارة (60°م - 120°م)، اختر نموذجًا مُعوّضًا للحرارة العالية؛ للظروف منخفضة الحرارة (-40°م - -20°م)، اختر نموذجًا مقاومًا للبرودة الشديدة.

• الوسط: للبيئات الجافة، اختر فولاذ سبائكي؛ للبيئات الرطبة/القاتلة، اختر الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316L؛ للبيئات شديدة القَتْل (مثل المحاليل الحمضية-القاعدية)، اختر هاستيلوي.

• فئة الحماية: للبيئات الخارجية/الرطبة، ≥ IP67؛ للبيئات تحت الماء أو الغنية بالغبار، ≥ IP68.

3) التثبيت والتوافق مع النظام

• طريقة التثبيت: عند وجود مساحة محدودة، اختر وصلات مسننة؛ للأحمال الكبيرة، اختر وصلات شفطية؛ إذا كان هناك خطر لحمل غير مركزي، اختر نموذجًا بتصميم مضاد للحمل غير المركزي (خطأ الحمل غير المركزي ≤ ±0.01%FS).

• التوافق: تأكد من أن إشارة خرج المستشعر متوافقة مع الأجهزة/وحدات التحكم القائمة (PLCs)؛ وإذا كان لا بد من توصيل عدة مستشعرات على التوازي، فاختر نموذجًا رقميًا يدعم إعداد العنوان.

4) تأكيد المتطلبات الإضافية

• متطلبات الشهادات: تتطلب السيناريوهات المقاومة للانفجار شهادة Ex ia IIC T6؛ ويتطلب قطاع الأغذية شهادة FDA/GMP؛ وتتطلب سيناريوهات القياس شهادة CMC (شهادة اعتماد نوع أداة القياس).

• وظائف خاصة: بالنسبة للوزن الديناميكي، اختر نموذجًا بزمن استجابة ≤ 5 مللي ثانية؛ وللمراقبة عن بُعد، اختر نموذجًا ذكيًا يدعم الإرسال اللاسلكي (LoRa/NB-IoT).

ملخص

تتميز خلايا الحمل العمودية بـ"الصلابة العالية، والمقاومة للتداخل، والنطاق الواسع" باعتبارها مزايا أساسية، وتُعالج بشكل أساسي قضايا مثل القياس الدقيق، والتكيف مع البيئات القاسية، وتوافق النظام في سيناريوهات الأحمال المتوسطة والثقيلة. يركز تجربة المستخدم على سهولة التركيب، وسهولة الصيانة، واستقرار البيانات. عند اختيار خلية حمل، يجب أولاً تحديد المتطلبات الأساسية الثلاثة وهي المدى، والدقة، والبيئة، ثم اتخاذ القرار بالجمع بين طريقة التركيب وتوافق النظام؛ أثناء الاستخدام، يجب اتباع مبادئ تركيب القوة المحورية والمعايرة الدورية بدقة لضمان الموثوقية على المدى الطويل. وهي مناسبة لمجالات مثل القياس الصناعي، والتكامل الميكانيكي، وتصنيع أجهزة الوزن، وتعتبر نوع الحساس المفضل في سيناريوهات وزن الأحمال المتوسطة والثقيلة.

عرض التفاصيل

المواصفات