مستشعر وزن الشعاع المتوازي CZL602A

مقدمة المنتج

شعاع متوازي خلايا الحمل هي عناصر كشف حساسة للقوة تعتمد على مبدأ مقاومة الانفعال، وتتكون من هيكل مرن على شكل شعاع متوازي مزدوج أو شعاع متوازي أحادي كمكون أساسي. وعند تعرّضها لقوة، يؤدي انحراف الشعاع إلى تشغيل أحزمة القياس لإنتاج تغيرات في المقاومة، والتي تُحوَّل بعد ذلك إلى إشارات كهربائية قياسية. وتجمع هذه العناصر بين مزايا مثل الدقة العالية تحت الأحمال الخفيفة، والقدرة على مقاومة الأحمال غير المركزية في المستوى، وسهولة التركيب، وتُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الوزن ذات المدى الصغير، والقياسات القوية المستوية، والقياسات المدمجة. ويقدم التالي وصفًا مفصلًا من الأبعاد الأساسية لتلبية احتياجات المنتج الاختيار، والتقييم التقني، وإعداد الحلول:

1. الميزات والوظائف الخاصة بالمنتج

الميزات الأساسية

• تصميم الهيكل: يعتمد هيكل شعاعي متوازي متكامل (سماكة الشعاع 2-15 مم، الطول 20-150 مم)، مع توزيع منتظم للإجهاد يتركز في الجزء الأوسط من الشعاع، ويدعم قوى متعددة الزوايا في المستوى، وقدرة استثنائية على تحمل الأحمال غير المركزية (يمكنه تحمل أحمال غير مركزية في المستوى بنسبة ±20٪ إلى ±30٪ من الحمولة المقدرة)، ولا توجد نقاط عمياء واضحة للإجهاد.

• أداء الدقة: تغطي مستويات الدقة C1-C3، مع وصول النماذج الشائعة إلى مستوى C2. خطأ عدم الخطية ≤±0.01%FS، خطأ التكرار ≤±0.005%FS، انجراف الصفر ≤±0.002%FS/℃، وأداء دقة أفضل من أجهزة الاستشعار المماثلة في السيناريوهات ذات المدى الصغير (من 0.1 كجم إلى 500 كجم).

• المواد والحماية : تُستخدم المطاطيات عادةً سبائك الألومنيوم (في التطبيقات الخفيفة الوزن)، أو الفولاذ السبائكي (في التطبيقات الصناعية العامة)، أو الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316L (في البيئات المسببة للتآكل)، وتُعالج الأسطح بالأنودة أو الطلاء النيكوتي أو التمرير؛ ومستويات الحماية تكون عادةً IP65/IP67، ويمكن للنماذج الغذائية الوصول إلى مستوى IP68، مما يجعلها مناسبة لمختلف البيئات المعقدة.

• التوافقية في التركيب: تُوفَّر فتحات تثبيت قياسية (فتحات ملولبة أو فتحات عادية) في القاع، وتدعم التثبيت بالبراغي أو باستخدام لاصق. يمكن تركيب بعض النماذج المصغرة بطريقة مدمجة، مما يجعلها مناسبة للمساحات الضيقة الخاصة بأجهزة الوزن المكتبية والمعدات الآلية، ويمكن لوحدة واحدة تلبية متطلبات الوزن المستوية.

الوظائف الأساسية

• قياس القوة للحمولات الخفيفة: تركز على الوزن الثابت/شبه الديناميكي ذي الأحمال الخفيفة (وقت الاستجابة ≤4 مللي ثانية)، وبمدى يغطي من 0.1 كجم إلى 500 كجم، وتتركز التطبيقات الشائعة ضمن المدى من 1 كجم إلى 200 كجم. ويمكن للنماذج المصغرة تحقيق قياس مدى ضئيل جدًا بقيمة 0.01 كجم.

• أنواع متعددة لإخراج الإشارة: يوفر إشارات تناظرية (4-20 مللي أمبير، 0-3 فولت، 0-5 فولت) وإشارات رقمية (RS485/Modbus RTU، I2C). وتدمج النماذج الذكية المصغرة وحدات تنظيم الإشارة ويمكن توصيلها مباشرة بالحاسوب الدقيق الواحد والوحدات الخاصة بالإنترنت للأشياء.

•وظيفة حماية السلامة: يتكامل مع تعويض مدى حراري واسع (-10℃~70℃)، ويحتوي على حماية من التحميل الزائد (150%-200% من الحمولة المقدرة، عادةً 150% للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم)، وبعض النماذج تحتوي على هياكل واقية من الصدمات.

• الاستقرار طويل الأمد: عمر التعب ≥10⁷ دورة تحميل، مع انحراف سنوي ≤±0.01% من المدى الكامل تحت الحمولة المقدرة، وهو مناسب لسيناريوهات التشغيل المستمر طويلة الأمد مثل السوبرماركت والمختبرات.

2. المشاكل الأساسية التي تم حلها

• دقة غير كافية في حالات الحمولة الخفيفة: استهدافًا لمشكلة الخطأ الكبير في أجهزة الاستشعار التقليدية في السيناريوهات ذات المدى الصغير أقل من 10 كجم، تم تقليل خطأ القياس إلى حدود ±0.005% من المدى الكامل من خلال تحسين تصميم إجهاد العارضة، مما يحل مشكلات الوزن الدقيقة في قياس المواد الغذائية والأدوية وغيرها من المتطلبات عالية الدقة.

• قياس غير دقيق للحمل المركزي المستوي: يمكن للتوزيع الموحّد للاجهاد في هيكل العارضة المتوازية أن يعوّض بشكل فعّال تأثير الحمل غير المتمركز الناتج عن انحراف الجسم المراد وزنه، وبالتالي يحل مشكلة الدقة الناتجة عن مواقع وضع المواد غير الثابتة في أجهزة الوزن المكتبية ومعدات الفرز.

•صعوبات في تركيب المعدات المدمجة: يحل الهيكل المدمج وطريقة التركيب المرنة متطلبات التركيب المضمنة للمعدات الأوتوماتيكية والأجهزة الذكية المنزلية، دون الحاجة إلى تعديل الهيكل الرئيسي للمعدات، مما يقلل من تكاليف الدمج.

• محدودية التكيف مع بيئات متعددة: من خلال ترقيات في المواد ومستوى الحماية، يتم حل مشكلات تلف المستشعرات وانحراف الإشارات في سيناريوهات مثل الرطوبة (مثل الوزن في تربية الأحياء المائية)، والتآكل (مثل وزن الكواشف الكيميائية)، والغبار (مثل معالجة الدقيق).

• ضغط التكلفة على المعدات الصغيرة: يمكن لمستشعر واحد أن يستوفي متطلبات الوزن المستوية، مما يلغي الحاجة إلى استخدام عدة مستشعرات بشكل تجميعي. وفي الوقت نفسه، فإن مادة سبائك الألومنيوم تقلل من وزن المنتج وتكلفته، ما يحل مشكلة التحكم في التكلفة للأدوات الصغيرة الخاصة بالوزن والإلكترونيات الاستهلاكية.

3. تجربة المستخدم

• تركيب مبسط للغاية: تُلغي الثقوب القياسية للتثبيت والأسطح المرجعية للتحديد الحاجة إلى أدوات معايرة احترافية. ويمكن إنجاز التثبيت باستخدام مفك براغي عادي، مع متطلبات منخفضة بالنسبة للمستوى (≤0,1 مم/م)، ويمكن لشخص واحد إتمام عملية الضبط خلال 10 دقائق.

• عائق تشغيلي منخفض: يدعم ضبط الصفر بنقرة واحدة والمعايرة بنقطة واحدة لأجهزة قياس الوزن (ويتطلب فقط وزناً قياسياً بنسبة 100٪ من الحمولة المقدرة). يمكن معايرة النماذج الرقمية بسرعة من خلال برنامج الحاسوب، ويمكن للأشخاص غير المتخصصين تشغيلها بسهولة.

•تكلفة صيانة منخفضة للغاية: إن البنية المغلقة بالكامل تقلل من دخول الغبار والرطوبة، حيث لا يتجاوز معدل الفشل السنوي المتوسط 0,2%. كما أن نموذج سبائك الألومنيوم خفيف الوزن (الحد الأدنى 5 غرام فقط)، وسهل الاستبدال، ولا يتطلب فك هياكل كبيرة أثناء الصيانة.

• تغذية راجعة دقيقة للبيانات: تقلب بيانات القياس الساكن ≤±0.003% من المدى الكامل، ولا يوجد تأخر في السيناريوهات شبه الديناميكية. تأتي النماذج الرقمية بوظيفة تعويض الانحراف الصفري، مما يلغي الحاجة إلى المعايرة المتكررة، ويتميز بأداء مستقر للبيانات.

•قابلية تكامل جيدة: النموذج المصغر صغير الحجم (الحد الأدنى للحجم 20 مم × 10 مم × 5 مم)، ويمكن دمجه داخل الأجهزة الذكية دون التأثير على تصميم مظهر الجهاز. ومخرجات الإشارة متوافقة مع وحدات التحكم الصغيرة الشائعة، وتدعم الاتصال والتشغيل الفوري (Plug and Play).

4. حالات الاستخدام النموذجية

1) أجهزة وزن المعدات الخفيفة المدنية والتجارية

• موازين السوبرماركت/الموازين الإلكترونية المنصاتية: الوحدة الاستشعارية الأساسية لموازين التسعير بسعة 3-30 كجم، بتصميم خفيف الوزن من مادة سبائك الألومنيوم. وتضمن خاصية مقاومة الأحمال غير المركزية دقة وزن متسقة عند مختلف مواقع التوضع، مع خطأ لا يتجاوز ±1 جم.

• موازين إلكترونية للشحن السريع: معدات وزن تتراوح بين 1-50 كجم للشحن السريع، مصنوعة من مواد الفولاذ المقاوم للصدأ لمقاومة التلوث وسهولة التنظيف. مستوى الحماية IP67 مناسب للبيئات الرطبة والغبارية في منافذ الشحن السريع، وتدعم الوزن السريع والمستمر.

• موازين المطبخ/موازين الخبز: موازين مطبخ عالية الدقة من 0.01 إلى 5 كجم، مع أجهزة استشعار شعاعية متوازية دقيقة تحقق دقة على مستوى الملليغرام. إخراج الإشارة الرقمية متوافق مع شاشات العرض عالية الوضوح، ويُلبّي متطلبات تحديد نسب المكونات بدقة.

2) معدات الأتمتة الصناعية

• معدات الفرز الآلي: فوازِّر الوزن في صناعات الأغذية والأدوات، يتم تركيبها أسفل حزام النقل للفرز، وتقوم باكتشاف وزن المنتج في الوقت الفعلي والربط مع آلية الفرز، وبدقة فرز تصل إلى ±0.1 غم.

• كشف المواد في خطوط التجميع: كشف نقص المواد في خطوط تجميع المكونات الإلكترونية، وتحديد ما إذا كانت هناك مواد مفقودة من خلال الوزن (مثل تجميع بطاريات الهواتف المحمولة)، مع زمن استجابة ≤4 مللي ثانية، وهو ما يتناسب مع خطوط الأنابيب عالية السرعة.

• التحكم الكمي في آلات التعبئة: وزن كمي لآلات تعبئة الجسيمات/المساحيق الصغيرة، مع نماذج دقة من الفئة C2 تضمن خطأ وزن كل كيس ≤ ±0.2%، وتفي بالمعايير القياسية.

3) صناعات الأغذية والأدوية

• وزن المكونات الصيدلانية: وزن المواد الخام بجرعات صغيرة (0.1 - 10 كجم) في الصناعة الصيدلانية، مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L + معتمد وفقًا لمعايير GMP، مع سطح مصقول خالٍ من الزوايا الميتة لتسهيل التعقيم والتطهير، ودقة لا تزيد عن ±0.01% من المدى الكامل.

• وزن المنتجات المائية/اللحوم: معدات التقطيع والوزن في المسالخ وأسواق المنتجات المائية، بتصميم مقاوم للماء والتآكل (IP68)، يمكن غسلها مباشرة، مناسبة للبيئات الرطبة والغنية بالماء.

4) معدات الأبحاث العلمية والتجارب

• الوزن في التجارب البيولوجية: وزن الكواشف والعينات في المختبرات، حيث يمكن للنماذج ذات المدى الصغير جدًا (0.01 - 1 كجم) تلبية متطلبات الدقة العالية في زراعة الميكروبات وتقدير نسب الكواشف الكيميائية.

• قياس القوة في المعدات الطبية: قياس القوة/الوزن في معدات إعادة التأهيل (مثل جهاز قياس قوة القبضة) والميزان الطبي (ميزان الأطفال)، بتصميم خفيف من سبائك الألومنيوم لتحسين قابلية حمل المعدات، ودقة تصل إلى ±0.005%FS. 5. الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء

• الأجهزة المنزلية الذكية: اكتشاف وزن الغسيل في الغسالات ووزن صناديق حبوب القهوة في ماكينات القهوة، مع مستشعرات مدمجة صغيرة تمكن من التحكم الذكي بالمعدات وتحسين تجربة المستخدم.

• نقاط نهاية إنترنت الأشياء: مراقبة الوزن في الرفوف الذكية وصناديق القمامة الذكية، مع نماذج رقمية منخفضة الطاقة تدعم الإرسال اللاسلكي NB-IoT، ومُعدَّة للتكيف مع سيناريوهات الإدارة عن بعد عبر إنترنت الأشياء.

5. طريقة الاستخدام (دليل عملي)

1) عملية التركيب

• التحضير: نظّف سطح التركيب (أزل بقع الزيت والشوائب)، وافحص مظهر المستشعر (لا تشوه في هيكل الشعاع ولا تلف في الكابل)، وحدّد براغي التثبيت المناسبة وفقًا للمدى (تجنب استخدام براغي عالية القوة للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم).

• التموضع والتثبيت: قم بتركيب المستشعر أفقيًا على السطح الحامل، مع التأكد من أن الحمل يؤثر عموديًا فوق هيكل الشعاع (تجنب الصدمات الجانبية)؛ واستخدم مفتاح عزم لشد البراغي (5 - 10 نيوتن.م للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم، و10 - 20 نيوتن.م للسبيكة الفولاذية)، لمنع الإفراط في الشد مما قد يتسبب في تلف هيكل الشعاع.

• مواصفات التوصيلات: بالنسبة للإشارات التناظرية، اتبع التوصيلات التالية "الأحمر - مصدر طاقة +، الأسود - مصدر طاقة -، الأخضر - إشارة +، الأبيض - إشارة -"؛ وبالنسبة للإشارات الرقمية، قم بالتوصيل وفقًا لتعريف الدبابيس؛ وتجنب سحب الكابل أثناء التوصيل للنماذج المصغرة، ويُوصى بترك طول إضافي قدره 5 سم.

• المعالجة الواقية: في البيئة الرطبة، قم بعزل موصل الكابل بشريط مقاوم للماء؛ وفي صناعة الأغذية، نظف سطح المستشعر فور الاستخدام لتجنب التآكل الناتج عن المواد المتبقية.

2) المعايرة والضبط

• معايرة الصفر: شغّل الطاقة وسخّن الجهاز لمدة 10 دقائق، ثم نفّذ أمر "معايرة الصفر"، وتأكد من أن خرج الصفر ضمن ±0.001%FS، وإذا كان الانحراف كبيرًا جدًا، فتحقق مما إذا كانت سطح التركيب مستوٍ.

• معايرة الحمل: ضع وزنًا قياسيًا يعادل 100٪ من الحد الأقصى للحمل المقنن (استخدم أوزانًا قياسية في التطبيقات ذات المدى الصغير)، وسجّل قيمة إشارة الخرج، وصحّح الخطأ من خلال العداد أو البرنامج، وتأكد من أن الخطأ ≤ القيمة المسموح بها للمستوى الدقة المقابل (المستوى C2 ≤ ±0.01%FS).

• اختبار الحمل غير المركزي: ضع نفس الوزن في مواضع مختلفة على سطح الاستشعار المحمل، وراقب تجانس القراءات، ويجب أن يكون الانحراف ≤ ±0.02%FS، وإلا يجب تعديل استواء التركيب.

3) الصيانة الدورية

• الفحص المنتظم: نظّف سطح المستشعر أسبوعيًا، وتفقّد وجود أسلاك فضفاضة شهريًا؛ قم بمعايرة موازين الوزن التجارية كل ثلاثة أشهر، ومعايرة المعدات المخبرية شهريًا.

• معالجة الأخطاء: عند حدوث انحراف في البيانات، قم أولاً بالتحقق من جهد مصدر الطاقة (يجب أن يكون مستقرًا بين 5-24 فولت تيار مستمر، وعادةً ما يكون 5 فولت للنماذج الصغيرة)؛ وعند وجود قراءة غير طبيعية، افحص وجود حمل زائد (حيث تكون النماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم عرضة للتشوه الدائم عند التحميل الزائد)، واستبدل المستشعر عند الضرورة.

6. طريقة الاختيار (مطابقة المتطلبات بدقة)

1) تحديد المعاملات الأساسية

• اختيار النطاق: اختر نموذجًا بنطاق يتراوح بين 1.2 إلى 1.4 مرة من أقصى وزن فعلي (على سبيل المثال، بالنسبة لأقصى وزن 10 كجم، يمكن اختيار مستشعر بسعة 12-14 كجم)، وتجنب النطاق الكبير جدًا في حالات الأحمال الخفيفة لمنع انخفاض الدقة.

• فئة الدقة: اختر الفئة C1 (الخطأ ≤ ±0.005%FS) للتطبيقات المخبرية أو الطبية، والفئة C2 (الخطأ ≤ ±0.01%FS) لمقاييس الصناعة، والفئة C3 (الخطأ ≤ ±0.02%FS) للموازين المدنية.

• نوع الإشارة: اختر إشارة تناظرية (0-5V) للموازين المدنية، وإشارة رقمية (I2C/RS485) للأجهزة الذكية، والطرز المزودة بوحدات لاسلكية لسيناريوهات إنترنت الأشياء (IoT).

2) الاختيار بناءً على القابلية للتكيف مع البيئة

• درجة الحرارة: اختر النماذج العادية للسيناريوهات العادية (-10°م ~ 60°م)، والنماذج المقاومة للبرودة لسيناريوهات التبريد منخفضة الحرارة (-20°م ~ 0°م)، والنماذج ذات التعويض عالي الحرارة لسيناريوهات الحرارة العالية (60°م ~ 80°م).

• الوسيط: اختر سبيكة الألومنيوم للبيئات الجافة، والفولاذ المقاوم للصدأ 304 للصناعات الرطبة/الغذائية، والفولاذ المقاوم للصدأ 316L للبيئات ذات التآكل الكيميائي.

• فئة الحماية: ≥IP65 للبيئات الجافة داخل المباني، ≥IP67 للبيئات الرطبة أو التي تتعرض للغسل، و≥IP68 للبيئات تحت الماء أو شديدة التآكل.

3) التركيب والتوافق مع النظام

• طريقة التركيب: اختر التثبيت بالبراغي لأجهزة الميزان المكتبية، والتركيب المدمج للأجهزة الذكية؛ وفضّل النماذج الصغيرة ذات الطول ≤30 مم في الحالات المحدودة المساحة.

• التوافق: تأكد من تطابق جهد مصدر طاقة المستشعر ونوع الإشارة مع وحدة التحكم، وتحقق من تعريفات الدبابيس في النماذج الصغيرة لتجنب أخطاء التوصيل التي قد تتسبب في تلف الوحدة.

4) تأكيد المتطلبات الإضافية

• متطلبات الشهادات: تتطلب الصناعات الغذائية والدوائية شهادة FDA/GMP، وتحتاج سيناريوهات القياس إلى شهادة CMC، بينما تتطلب المنتجات المصدرة شهادة OIML.

• وظائف خاصة: اختر النماذج ذات زمن الاستجابة ≤3 مللي ثانية للفرز عالي السرعة، والنماذج المزودة بتقنية إنترنت الأشياء والتي تتمتع بتيار انتظار ≤10 مايكرو أمبير للسيناريوهات منخفضة الطاقة، والنماذج المتكاملة الخالية من الخيوط والزوايا الميتة للسيناريوهات الصحية.

ملخص

تتميز خلية الحمل ذات الشعاع المتوازي بمزايا أساسية تتمثل في "الدقة العالية في الأحمال الخفيفة، مقاومة الانحراف عن المركز في الأحمال المستوية، والدمج السهل"، وتحل بشكل رئيسي مشكلات مثل الوزن الدقيق ذا المدى الصغير، وانحراف موضع المادة عن المركز، والتثبيت المدمج للمعدات. ويركز تجربة المستخدم على التشغيل البسيط، والصيانة الخالية من القلق، والتكلفة القابلة للتحكم. عند اختيار النموذج، يجب أولاً توضيح المتطلبات الأساسية الأربعة وهي المدى، والدقة، ومساحة التثبيت، والبيئة، ثم اتخاذ القرار بناءً على التوافق مع النظام والوظائف الإضافية؛ أثناء الاستخدام، يجب تجنب تجاوز الحد الأقصى للحمل والصدمات الجانبية، واتباع مواصفات المعايرة الدورية بدقة لضمان التشغيل المستقر على المدى الطويل. وهي مناسبة لميزان الوزن ذي الأحمال الخفيفة، والمعدات الأوتوماتيكية، وصناعات الأغذية والأدوية، وغيرها، وتشكّل الحل الأمثل للاستشعار في سيناريوهات الوزن ذات المدى الصغير والأسطح المستوية.

عرض التفاصيل

المواصفات