خلية تحميل من النوع العمودي CZL425

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. ميزات المنتج ووظائفه

الميزات الأساسية

• التصميم الإنشائي: هيكل أسطواني مرن (القطر من 10 إلى 100 مم حسب الطلب)، تصميم عالي الصلابة (تردد طبيعي مرتفع)، قدرة قوية على تحمل الأحمال غير المركزية/القوى الجانبية (عادة ما يتحمل قوى جانبية بنسبة ±5٪ - ±10٪ من الحمولة المقدرة)، وتوحيد جيد للقوة.

• الأداء الدقيق: درجة دقة عالية (شائعة C3، C6، وبعض الموديلات المتطورة تصل إلى C1)، خطأ غير خطي ≤ ±0.01%FS، خطأ تكرار ≤ ±0.005%FS، وانحراف صفر صغير (≤ ±0.002%FS/℃).

• المواد والحماية: يمكن اختيار مادة الهيكل المرن من الفولاذ السبائكي (نسخة اقتصادية، مقاومة الخضوع ≥ 800 ميجا باسكال) أو الفولاذ المقاوم للصدأ (304/316L، مقاوم للتآكل)، مع درجة حماية IP67/IP68 حسب الطلب، مناسبة للبيئات الرطبة والغبارية وبعض البيئات شديدة التآكل قليلاً.

• توافق التركيب: كلا الطرفين مزودان بخيوط (M12 - M60) أو متصلان بشفة، مع مساحة تركيب مدمجة، مناسبة لسيناريوهات القوة الرأسية/المحورية، ويمكن توصيل وحدات متعددة بشكل متوازٍ لتكوين مقياس (يدعم 4 - 8 أجهزة استشعار تعمل 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: تدمج بعض الموديلات تعويض درجة الحرارة (مدى التعويض من -20℃ إلى 80℃)، وحماية من التحميل الزائد (150% - 200% من الحمولة المصنفة)، وشهادة مقاومة الانفجار (Ex ia IIC T6)، وتصميم حماية من الصواعق.

• موثوقية على المدى الطويل: عمر طويل في تحمل التعب (≥ 10⁶ دورة تحميل)، واستقرار جيد للصفر، وانحراف سنوي ≤ ±0.01%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: تحل مشكلات تلف المستشعر وانحراف الإشارة في البيئات التي تحتوي على الرطوبة، والغبار، والتآكل الحمضي-القاعدي (مثل الصهاريج الكيميائية ومعدات الوزن الخارجية) من خلال استخدام مادة الفولاذ المقاوم للصدأ وتصميم حماية IP68.

• القيود المتعلقة بالتركيب والمساحة: يحل الهيكل الأسطواني المدمج وطرق الربط 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 صعوبات الربط مع أنظمة تحكم مختلفة (مثل Siemens PLC ولوحة اللمس Kunlun Tongtai) دون الحاجة إلى محولات إشارة إضافية.

3. تجربة المستخدم

• سهولة التركيب: واجهات خرطوشة/شفة قياسية، مع مفاتيح تركيب داعمة ودبابيس تحديد الموقع، تسمح لشخص واحد بإتمام عملية التركيب؛ وتُترك فتحات ضبط أفقية في الأسفل لتسهيل معايرة اتجاه القوة.

• التشغيل والمعايرة: تُعد المعايرة صفرية بسيطة (تصفير بنقرة واحدة عبر الجهاز)، وتدعم معايرة الأوزان القياسية (مدة عملية المعايرة ≤10 دقائق)، وبعض النماذج الرقمية يمكن معايرتها عن بُعد عبر البرنامج.

• تكلفة الصيانة المنخفضة: يُلغي تصميم الهيكل المغلق الحاجة إلى الصيانة المتكررة؛ أحزمة القياس مطليّة بطبقة واقية من الرطوبة، مما يؤدي إلى معدل فشل منخفض (معدل الفشل السنوي المتوسط ≤0.5%)؛ يمكن استبدال الأجزاء القابلة للتبديل بسهولة (مثل كتل الطرفيات) بشكل منفصل.

• إرسال البيانات: استجابة سريعة للإشارات، ولا يوجد تأخر في البيانات في حالات الوزن الديناميكي؛ تأتي النماذج الرقمية مزودة بوظائف تشخيص الأعطال المدمجة (مثل إنذار الحمل الزائد وتنبيه الأسلاك غير الطبيعية) مما يسهل حل المشكلات 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 صوامع المساحيق/السوائل في صناعتي الكيماويات ومواد البناء، مع دعم التحكم في المستوى وإدارة المخزون (عادةً باستخدام 4 أجهزة استشعار مثبتة 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 الرافعات/الرافعات العلوية من الحمل الزائد: مراقبة قدرة الرفع للرافعات في الموانئ والمصانع، وتفعيل إنذار عند تجاوز الحمولة القيمة المقدرة (تتطلب طرزًا مقاومة للاهتزاز واستجابة سريعة).

• المكبس/آلة الاختبار: قياس ضغط/قوة الشد في اختبارات ميكانيكا المواد، ويُطلب دقة عالية (المستوى 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 هيدروليكية من الفولاذ المقاوم للصدأ (مادة 316L، سطح مصقول)، تُستخدم لوزن المواد الخام وقياس المنتجات النهائية، ومطابقة لمعايير GMP.

• صناعة التعدين/الصهر: نماذج مخصصة للبيئات ذات درجات الحرارة العالية (≤120℃)، تُستخدم لوزن قِلال خامات التعدين ومراقبة وزن الأفران الصهرية (تتطلب وظيفة تعويض الحرارة العالية).

5. تعليمات الاستخدام (دليل عملي)

1) عملية التركيب

• التحضير: نظّف سطح التركيب (تأكد من أنه مستوٍ، خالٍ من البقع الزيتية، وأن خطأ الاستواء ≤0.1 مم/م)، وافحص مظهر المستشعر (لا تشوهات، وكتل التوصيل سليمة).

• التموضع والتثبيت: قم بتركيب المستشعر عموديًا عند نقطة تحمل القوة لضمان انتقال الحمل بشكل محوري (تجنب القوى الجانبية)؛ واستخدم مفتاح عزم الدوران لشده وفق العزم المحدد (من 20 إلى 50 نيوتن·م للمستشعرات المصنوعة من سبائك الصلب، و15 إلى 30 نيوتن·م للصلب المقاوم للصدأ).

• مواصفات التوصيلات: بالنسبة للإشارات التناظرية (الأحمر - مصدر الطاقة +، الأسود - مصدر الطاقة -، الأخضر - الإشارة +، الأبيض - الإشارة -)، قم بتوصيل الإشارات الرقمية وفق بروتوكول Modbus؛ وابقِ الكابلات بعيدًا عن الخطوط عالية القدرة (≥10 سم) لتجنب 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 (يُوصى بأن تكون 50٪ و100٪ من الحمولة المصنفة)، وسجّل قيمة العرض على العداد، ثم قم بتصحيح الخطأ من خلال العداد أو البرنامج (يجب أن يكون الخطأ ≤ الخطأ المسموح به المقابل لفئة الدقة).

• تصحيح الديناميكية: في سيناريو وزن ديناميكي، اختبر زمن استجابة المستشعر، وقم بتعديل معلمات تصفية العداد (عادةً ما تكون تردد التصفية بين 5-10 هرتز) لتفادي 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 الطراز وفقًا لنحو 1.2 - 1.5 ضعف الحمولة القصوى الفعلية (مثلاً، بالنسبة لحمولة قصوى مقدارها 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: الإشارة التناظرية (4 - 20 مللي أمبير) مناسبة للأجهزة التقليدية، والإشارة الرقمية (RS485) مناسبة لأنظمة التحكم الذكية، وتدعم المراقبة عن بُعد.

2) الاختيار بناءً على قابلية التكيف مع البيئة

• درجة الحرارة: للظروف العادية (-20°م - 60°م)، اختر الطراز العادي؛ للظروف عالية الحرارة (60°م - 120°م)، اختر الطراز المُعوَّض ضد الحرارة العالية؛ للظروف منخفضة الحرارة (-40°م - -20°م)، اختر الطراز المقاوم للبرودة.

• الوسط: للبيئات الجافة، اختر الفولاذ السبائكي؛ للبيئات الرطبة/ال corrosive، اختر الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316L؛ للبيئات شديدة التآكل (مثلاً المحاليل الحمضية والقاعدية)، اختر مادة الهستيلوي.

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

3) التركيب والتوافق مع النظام

• طريقة التركيب: في حالة المساحات المحدودة، اختر الاتصال الخيطي؛ وفي حالة الأحمال الكبيرة، اختر الاتصال بالشفة؛ وإذا كان هناك خطر من تحميل 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 المقاومة للانفجار، يُطلب شهادة Ex ia IIC T6؛ وفي قطاع الأغذية، يُطلب شهادة FDA/GMP؛ وفي تطبيقات القياس، يُطلب شهادة CMC (شهادة اعتماد نوع أداة 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 بمزايا أساسية تتمثل في "الصلابة العالية، والمقاومة للتداخل، والنطاق الواسع"، والتي تعالج بشكل أساسي قضايا مثل القياس الدقيق، والتكيف مع البيئات القاسية، وتوافق النظام في سيناريوهات الأحمال المتوسطة والثقيلة. ويتمحور تجربة المستخدم حول سهولة التركيب، وسهولة الصيانة، واستقرار البيانات. عند اختيار خلية حمل، يجب أولاً تحديد المتطلبات الأساسية الثلاثة وهي المدى، والدقة، والبيئة، ثم اتخاذ القرار بالاشتراك مع طريقة التركيب وتوافق النظام؛ أثناء الاستخدام، من الضروري الالتزام بدقة بمبادئ تركيب القوة المحورية والمعايرة الدورية لضمان الموثوقية الطويلة الأمد. وهي مناسبة لمجالات مثل القياس الصناعي، والتكامل الميكانيكي، وتصنيع أجهزة الوزن، وتشكل النوع المفضل من أجهزة الاستشعار لسيناريوهات وزن الأحمال المتوسطة والثقيلة.

عرض التفاصيل

المواصفات