خلية حمل عمودية CZL110

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 مرن أسطواني (قطر اختياري من 10 إلى 100 مم)، تصميم عالي الصلابة (تردد طبيعي مرتفع)، قدرة قوية على مقاومة الأحمال غير المركزية/القوى الجانبية (عادة ما يتحمل قوى جانبية بنسبة ±5٪ - ±10٪ من الحمولة المصنفة)، توزيع جيد للقوة.
• أداء الدقة: درجة دقة عالية (شائعة C3، C6، وبعض الطرازات المتطورة تصل إلى C1)، خطأ عدم الخطية ≤ ±0.01%FS، خطأ التكرار ≤ ±0.005%FS، انحراف صفر صغير (≤ ±0.002%FS/℃).
• المواد والحماية: يمكن اختيار مادة الإيلاستومر من الفولاذ السبائكي (نموذج اقتصادي، مقاومة الخضوع ≥800 ميجا باسكال) أو الفولاذ المقاوم للصدأ (304/316L، مقاوم للتآكل)، مع إمكانية اختيار درجة الحماية IP67/IP68، مناسب للبيئات الرطبة والغبارية والضعيفة التآكل. • توافق التركيب: كلا الطرفين مزودان بخيوط (M12 - M60) أو وصلات شفافة، وتحتل مساحة تركيب صغيرة، مناسبة لسيناريوهات القوى الرأسية/المحورية، ويمكن توصيل أجهزة استشعار متعددة بشكل متوازٍ لتكوين ميزان (يدعم 4 - 8 أجهزة استشعار تعمل بشكل متزامن).

الوظيفة الأساسية

• قياس القوة/الوزن: يدعم الوزن الثابت/الديناميكي (زمن الاستجابة الديناميكية ≤ 5 مللي ثانية)، وبمدى واسع (1 طن - 500 طن، ويمكن لبعض النماذج 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).
• الميزات الإضافية: تدمج بعض النماذج تعويض درجة الحرارة (مدى التعويض من -20°م إلى 80°م)، وحماية من الحمل الزائد (150% - 200% من الحمولة المقدرة)، 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

• دقة قياس غير كافية: لحل مشكلات الأداء الضعيف في مقاومة الأحمال غير المركزية والتقلبات الكبيرة في البيانات في أجهزة الاستشعار التقليدية، يتم اعتماد هيكل عالي الصلابة وتقنية لصق دقيق لأجهزة قياس الانفعال لضمان أن يكون خطأ القياس في ظروف الأحمال غير المركزية ≤±0.02%FS.

• قابلية تكيف ضعيفة مع البيئات القاسية: تصميم من الفولاذ المقاوم للصدأ + حماية IP68 يحل مشكلات تلف المستشعر والانحراف الإشارة في السيناريوهات ذات الرطوبة والغبار والتآكل الحمضي-القاعدي (مثل الصوامع الكيميائية ومعدات الوزن الخارجية).

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

• الاستقرار في قياس الأحمال 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، مما يحل مشكلة الربط مع أنظمة تحكم مختلفة (مثل وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة من سيمنز ولوحة اللمس كونلون تونغتاي) دون الحاجة إلى محولات إشارة إضافية.

3. تجربة المستخدم

• سهولة التركيب: تسمح واجهات التوصيل القياسية ذات الخيوط/الشفاه، مزودة بمفاتيح تركيب وأدلة تحديد المواقع، لشخص واحد بإجراء التركيب؛ كما تُترك فتحات ضبط أفقية في القاعدة 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 بمواد مقاومة للرطوبة، مما يؤدي إلى معدل فشل منخفض (معدل الفشل السنوي المتوسط ≤ 0.5٪)؛ ويمكن استبدال الأجزاء المعرضة للتلف (مثل كتل الطرفيات) بشكل منفرد.

• إرسال البيانات: استجابة سريعة للإشارات، دون تأخر في البيانات في حالات الوزن الديناميكي؛ تحتوي النماذج الرقمية على وظائف تشخيص أعطال مدمجة (مثل إنذار بالحمل الزائد، أو إشعار بعدم انتظام الأسلاك)، مما يسهل الكشف عن الأعطال وإصلاحها 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. حالات 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/ميزان السكك الحديدية: وزن البضائع على الطرق والسكك الحديدية، بسعة مستشعر واحد تتراوح بين 50-200 طن، وتُستخدم عدة مستشعرات متصلة على التوازي لتكوين منصة الوزن (مثلاً، يستخدم ميزان شاحنات بسعة 100 طن عادةً 4 مستشعرات بسعة 25 طن لكل منها).

• وزن المفاعل: مراقبة الوزن في الوقت الفعلي للمفاعلات في الصناعات الدوائية والكيميائية، بالتعاون مع نظام التحكم لتحقيق تحكم دقيق في تغذية المواد (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/جهاز الاختبار: قياس ضغط/قوة الشد في اختبارات ميكانيكا المواد، ويُشترط دقة عالية (الفئة C1) واستجابة ديناميكية عالية (≤3 مللي ثانية).

• المعدات الإنشائية: وزن المكونات في محطات خلط الخرسانة وحماية الرافعات البرجية من الحمل الزائد، مناسبة للبيئات الخارجية الرطبة والاهتزازية (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).

• أجهزة وزن مخصصة: مثل الموازين الإلكترونية المقاومة للانفجار والموازين الصناعية المقاومة للتآكل، تستخدم مواد من الفولاذ المقاوم للصدأ وأجهزة استشعار معتمدة ضد الانفجار لتلبية احتياجات الصناعات الخاصة.

4) سيناريوهات خاصة أخرى

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

• صناعة التعدين/المعادن: نماذج مخصصة للبيئات شديدة الحرارة (≤120℃)، تُستخدم لوزن قِصَف الخام ورصد وزن أفران الصهر (وتتطلب وظيفة تعويض الحرارة العالية).

5) تعليمات الاستخدام (دليل عملي)

1) عملية التركيب

• التحضير: تنظيف سطح التركيب (يجب أن يكون مستوٍ، خالٍ من الزيوت، مع خطأ استواء ≤0.1 مم/م)، والتحقق من مظهر جهاز الاستشعار (لا تشوه، وطرفي التوصيل سليمين).

• التموضع والتثبيت: قم بتركيب المستشعر بشكل عمودي عند نقطة تحمل القوة لضمان نقل الحمولة بشكل محوري (تجنب القوى الجانبية)؛ واستخدم مفتاح عزم الدوران لشده وفق العزم المحدد (يُوصى بـ 20-50 نيوتن·متر للمستشعرات الفولاذية السبائكية، و15-30 نيوتن·متر للمستشعرات الفولاذية المقاومة للصدأ).

• مواصفات التوصيلات: بالنسبة للإشارات التناظرية (الأحمر - مصدر طاقة موجب، الأسود - مصدر طاقة سالب، الأخضر - إشارة موجبة، الأبيض - إشارة سالبة)، قم بتوصيل الإشارات الرقمية وفقًا لبروتوكول Modbus؛ وابقِ التوصيلات بعيدًا عن الخطوط عالية الجهد (≥10 سم) لتفادي التداخل الكهرومغناطيسي.

• معالجة الحماية: في حال التركيب في الخارج، أضف غطاءً ضد المطر، وختم وصلة التوصيل باستخدام موصل مقاوم للماء؛ وقم بتطبيق طبقة واقية من التآكل على سطح المستشعر في البيئات المسببة للتآكل.

2) المعايرة والتشغيل

• 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 (من المستحسن أن تكون 50٪ و100٪ من الحمولة المصنفة)، وسجّل قيمة العرض على العداد، وقم بتصحيح الخطأ من خلال العداد أو البرنامج (يجب أن يكون الخطأ ≤ الخطأ المسموح به المقابل لفئة الدقة).

• تصحيح ديناميكي: في سيناريو وزن ديناميكي، اختبر زمن استجابة المستشعر، وقم بتعديل 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 الأعطال: إذا حدث انحراف في البيانات، فتحقق من جهد مصدر الطاقة (يجب أن يكون مستقرًا عند 12-24 فولت تيار مستمر)؛ وإذا لم يكن هناك إخراج للإشارة، فتحقق مما إذا كانت التوصيلات صحيحة أو ما إذا كان المستشعر مفرط التحميل أو تالفًا.

6. طريقة الاختيار (مطابقة المتطلبات بدقة)

1) تحديد المعاملات 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 قابلية التكيف 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 شديدة الغبار، ≥IP68.

3) التركيب والتوافق مع النظام

• طريقة التثبيت: في حالة المساحات المحدودة، اختر وصلة ملولبة؛ وفي حالة الأحمال الثقيلة، اختر وصلة شفطية (فلانش)؛ وإذا كان هناك خطر من حمل غير مركزي، فاختر نموذجًا مزودًا 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: في البيئات القابلة للانفجار، يُطلب شهادة Ex ia IIC T6؛ وفي الصناعة الغذائية، يُطلب شهادة FDA/GMP؛ وفي مجالات القياس، يُطلب شهادة CMC (شهادة اعتماد نوع جهاز القياس).

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

ملخص

تتميز خلايا الحمل العمودية بكونها «عالية الصلابة، ومقاومة للتداخل، وذات نطاق واسع» كمزايا أساسية، وتُستخدم بشكل رئيسي في حل المشكلات مثل الوزن الدقيق، والتكيف مع البيئات القاسية، وتوافق النظام في سيناريوهات الأحمال المتوسطة والثقيلة. يركز تجربة المستخدم على سهولة التركيب، وسهولة الصيانة، واستقرار البيانات. عند الاختيار، يجب أولاً توضيح المتطلبات الأساسية الثلاثة وهي المدى، والدقة، والبيئة، ثم اتخاذ القرار بناءً على 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 أدوات الوزن، وغيرها، وتشكل النوع المفضل من أجهزة الاستشعار لسيناريوهات الوزن ذات الأحمال المتوسطة والثقيلة.

عرض التفاصيل

المواصفات