مستشعر وزن بع beam متوازي CZL619EA

مقدمة المنتج

شعاع متوازي خلايا الحمل هي عناصر كشف حساسة للقوة تعتمد على مبدأ المقاومة الانفعال، وتستخدم هيكلًا مرنًا مكوَّنًا من شعاع متوازٍ مزدوج أو شعاع متوازٍ واحد كبنية أساسية. وعند تعرُّضها لقوة، فإن التشوه الانحنائي للشعاع يؤدي إلى حركة مقاومة في جهاز قياس الانفعال، ثم يتم تحويل هذا التغير إلى إشارة كهربائية قياسية. وتجمع هذه العناصر بين مزايا مثل الدقة العالية تحت الأحمال الخفيفة، والقدرة على مقاومة الانحراف المركزي في الأحمال المستوية، وسهولة التركيب، وتُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الوزن ذات المدى الصغير، والقياسات المستوية للقوة، والقياسات المدمجة. ويُقدَّم فيما يلي شرح تفصيلي من الأبعاد الأساسية لتلبية احتياجات المنتج الاختيار، والتقييم التقني، وإعداد الحلول:

1. الميزات والوظائف الخاصة بالمنتج

الميزات الأساسية

• تصميم الهيكل: يعتمد هيكلًا متكاملًا على شكل شعاع متوازي (بسمك شعاع يتراوح بين 2 - 15 مم، وطول يتراوح بين 20 - 150 مم)، مع توزيع منتظم للإجهاد يتركز في الجزء الأوسط من الشعاع، ويدعم قوى متعددة الزوايا في المستوى، ويتميز بقدرة استثنائية على مقاومة الأحمال غير المركزية (يمكنه تحمل أحمال غير مركزية في المستوى بنسبة ±20٪ - ±30٪ من الحمولة المصنفة)، ولا توجد نقاط عمياء واضحة للإجهاد.

• أداء الدقة: تتراوح مستويات الدقة من C1 إلى C3، وتصل النماذج الشائعة إلى مستوى C2. خطأ عدم الخطية ≤ ±0.01%FS، وخطأ التكرار ≤ ±0.005%FS، وانحراف الصفر ≤ ±0.002%FS/℃، وأداء الدقة أفضل من أجهزة الاستشعار المماثلة في السيناريوهات ذات المدى الصغير من 0.1 كجم - 500 كجم.

•المواد والحماية: تُستخدم عادةً سبائك الألومنيوم (للتطبيقات خفيفة الوزن)، أو سبائك الصلب (للتطبيقات الصناعية العامة)، أو الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316L (للبيئات المسببة للتآكل) في صناعة المطاطيات، وتُعالج الأسطح باستخدام التمليح أو الطلاء النيكلي أو العلاج الكيميائي؛ ومستويات الحماية تكون عادةً IP65/IP67، ويمكن للنماذج المخصصة للأغذية الوصول إلى مستوى IP68، مما يجعلها مناسبة لمختلف البيئات المعقدة.

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

الوظائف الأساسية

• قياس القوة للحمولات الخفيفة: يركز على الوزن الثابت/شبه الديناميكي ذي الحمولة الخفيفة (زمن الاستجابة ≤ 4 مللي ثانية)، بمدى يغطي من 0.1 كجم إلى 500 كجم، وتتركز التطبيقات النموذجية في المدى من 1 كجم إلى 200 كجم. ويمكن للنماذج المصغرة تحقيق قياسات ذات مدى صغير 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). وتحتوي النماذج الذكية المصغرة على وحدات تكييف إشارة وممكن توصيلها مباشرة بوحدات المعالجة الدقيقة والوحدات الخاصة بالإنترنت للأشياء (IoT).

• وظيفة حماية السلامة: يحتوي على تعويض لدرجة الحرارة ضمن مدى واسع (-10 درجة مئوية ~ 70 درجة مئوية)، ويتميز بحماية من الحمل الزائد (150% - 200% من الحمولة المصنفة، وعادةً ما تكون 150% للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم)، وبعض النماذج تحتوي على هياكل عازلة ضد الصدمات.

• الاستقرار طويل الأمد: عمر التعب ≥ 10⁷ دورة من التحميل، مع انحراف سنوي ≤ ±0.01% من المدى الكامل (FS) تحت الحمولة المصنفة، وهو مناسب لسيناريوهات التشغيل المستمر طويلة الأمد مثل السوبر ماركت والمختبرات.

2. المشاكل الأساسية التي تم حلها

• دقة غير كافية في حالات الحمولة الخفيفة: معالجة مشكلة الخطأ المفرط في أجهزة الاستشعار التقليدية في السيناريوهات ذات المدى الصغير أقل من 10 كجم، من خلال تحسين تصميم إجهاد الشعاع، حيث تم التحكم في خطأ القياس ضمن ±0.005%FS، مما يحل المشكلات في وزن الأغذية، وحساب الأدوية ومتطلبات الدقة العالية الأخرى.

• 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 المضمن في المعدات الآلية 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 تلبية متطلبات الوزن المستوي، مما يلغي الحاجة إلى تركيبات متعددة. وفي الوقت نفسه، تقلل مواد سبائك الألومنيوم من وزن المنتج والتكلفة، ما يحل مشكلة التحكم في التكلفة للأجهزة الصغيرة والأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية.

3. تجربة المستخدم

• تركيب مبسط للغاية: تُلغي الثقوب القياسية للتركيب والأسطح المرجعية للتحديد الحاجة إلى أدوات معايرة احترافية. يمكن إتمام التركيب باستخدام مفك براغي عادي، مع متطلبات منخفضة بالنسبة للمستوى (≤0.1 مم/م)، ويمكن لشخص واحد إكمال عملية الضبط في غضون 10 دقائق.

• عائق تشغيلي منخفض: يدعم إجراء الصفر بنقرة واحدة والمعايرة بنقطة واحدة لأجهزة قياس الوزن (ويتطلب فقط وزنًا قياسيًا بنسبة 100٪ من الحمولة المقدرة). يمكن معايرة النماذج الرقمية بسرعة من خلال برنامج حاسوبي، مما يسمح لغير المتخصصين بالتشغيل بسهولة.

• تكلفة صيانة منخفضة للغاية: الهيكل المغلق بالكامل يقلل من دخول الغبار والرطوبة، ومعدل الفشل السنوي المتوسط ≤0.2%. نموذج سبائك الألومنيوم خفيف الوزن (الحد الأدنى 5 جرام فقط)، سهل الاستبدال، ولا يتطلب فك هياكل كبيرة أثناء الصيانة.

• تغذية راجعة دقيقة للبيانات: اهتزاز بيانات القياس الثابتة ≤±0.003%FS، ولا يوجد تأخر في السيناريوهات شبه الديناميكية. تأتي النماذج الرقمية بوظيفة تعويض الانحراف الصفري، مما يلغي الحاجة إلى المعايرة المتكررة ويضمن استقرارًا قويًا 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.

• الموازين الإلكترونية للشحن السريع: معدات وزن تتراوح بين 1-50 كجم، مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لتسهيل التنظيف ومنع التلوث. 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: آلات فرز الوزن في صناعتي الأغذية والأدوات، مثبتة أسفل حزام النقل للفرز، وتقوم بكشف وزن المنتج في الوقت الفعلي والارتباط بآلية الفرز، وبدقة فرز تصل إلى ±0.1 جم.

• كشف المواد على خطوط التجميع: اكتشاف نقص المواد على خطوط تجميع المكونات الإلكترونية، من خلال تحديد ما إذا كانت المواد مفقودة باستخدام الوزن (مثل تجميع بطاريات الهواتف المحمولة)، مع زمن استجابة ≤4 مللي ثانية وهو مناسب للأنابيب عالية السرعة.

• التحكم الكمي في آلات التعبئة: وزن كميات محددة لآلات تعبئة الجسيمات/المساحيق الصغيرة، حيث تضمن النماذج بدقة C2 أن خطأ الوزن لكل كيس ≤ ±0.2%، بما يتوافق مع المعايير القياسية.

3) صناعات الأغذية والأدوية

• وزن المكونات الصيدلانية: وزن المواد الخام بجرعات صغيرة (0.1 - 10 كجم) في الصناعة الدوائية، مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ومُعتمد وفقًا لمعايير GMP، مع سطح مصقول خالٍ من الزوايا الميتة لتسهيل التعقيم والتخلص من الجراثيم، ودقة قياس ≤ ±0.01%FS.

• 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 الكائنات الدقيقة وتقدير نسب الكواشف الكيميائية.

• قياس القوة في المعدات الطبية: قياس القوة/الوزن في أجهزة إعادة التأهيل (مثل جهاز قياس قبضة اليد) وأجهزة الميزان الطبية (مقاييس الأطفال)، بتصميم خفيف الوزن من سبائك الألومنيوم لتحسين قابلية حمل الجهاز، ودقة تصل إلى ±0.005%FS.

5) الإلكترونيات 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 (IoT): مراقبة الوزن في الرفوف الذكية وصناديق القمامة الذكية، مع نماذج رقمية منخفضة الطاقة تدعم نقل البيانات اللاسلكي عبر تقنية NB-IoT، مناسبة لسيناريوهات الإدارة عن بُعد 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 يعمل عموديًا فوق جسم العارضة (تجنب الصدمات الجانبية)؛ واستخدم مفتاح عزم للربط (5 - 10 نيوتن·م للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم، و10 - 20 نيوتن·م لسبائك الفولاذ)، لمنع الإفراط في الشد مما قد يتسبب في تلف جسم العارضة.

• مواصفات التوصيلات: بالنسبة للإشارات التناظرية، اتبع التوصيلات التالية "الأحمر - مصدر الطاقة +، الأسود - مصدر الطاقة -، الأخضر - الإشارة +، الأبيض - الإشارة -"؛ وبالنسبة للإشارات الرقمية، قم بالاتصال وفقًا لتعريف الدبابيس؛ وتجنب سحب الكابل أثناء التوصيل في النماذج الصغيرة، ويُوصى بترك طول إضافي قدره 5 سم.

• معالجة الحماية: في البيئة الرطبة، قم بختم موصل الكابل بشريط مقاوم للماء؛ وفي صناعة الأغذية، نظف سطح المستشعر في الوقت المناسب بعد 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 الحمل المقنن (استخدم أوزانًا قياسية في الحالات ذات المدى الصغير)، وسجّل قيمة إشارة الخرج، ثم صحّح الخطأ من خلال العداد أو البرنامج، وتأكد من أن الخطأ ≤ القيمة المسموح بها حسب مستوى الدقة المقابل (المستوى C2 ≤ ±0.01%FS).

• اختبار التحميل غير المركزي: ضع نفس الوزن في مواقع مختلفة على سطح الاستشعار الحامل للحمل، وراقب تجانس القراءات، ويجب أن يكون الانحراف ≤ ±0.02% FS، وإلا يجب تعديل مستوى التركيب.

3) الصيانة اليومية

• الفحص المنتظم: نظّف سطح المستشعر أسبوعيًا، وافحص الأسلاك بخصوص أي ترخٍ شهريًا؛ قم بمعايرة ميزان السوبرماركت كل ثلاثة أشهر، ومعايرة معدات المختبر شهريًا.

• معالجة الأعطال: عند حدوث انحراف في البيانات، تحقق أولاً من جهد مصدر التغذية (يجب أن يكون مستقرًا بين 5-24 فولت تيار مستمر، وعادةً ما يكون 5 فولت للنماذج المصغرة)؛ وتحقق من وجود حمل زائد عند ظهور قراءة غير طبيعية (حيث قد تتعرض النماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم لتشوه دائم بسبب الحمل الزائد)، واستبدل المستشعر عند الضرورة.

6. طريقة الاختيار (مطابقة دقيقة للمتطلبات)

1) تحديد المعلمة الأساسية

• اختيار النطاق: اختر وفقًا لنسبة 1.2-1 من أقصى وزن فعلي (مثل أقصى وزن 10 كجم، يمكن اختيار مستشعر بسعة 12-14 كجم)، تجنبًا لانخفاض الدقة الناتج عن استخدام نطاق كبير جدًا في حالات الأحمال الخفيفة.

• مستوى الدقة: يُستخدم النوع C1 في المختبرات/التطبيقات الطبية (الخطأ ≤ ± 0.005% من القيمة القصوى)، ويُستخدم النوع C2 في القياسات الصناعية (الخطأ ≤ ± 0.01% من القيمة القصوى)، ويُستخدم النوع C3 في أدوات الوزن المدنية (الخطأ ≤ ± 0.02% من القيمة القصوى).

• نوع الإشارة: تستخدم أدوات الوزن المدنية الإشارة التناظرية (0-5 فولت)، بينما تستخدم الأجهزة الذكية الإشارة الرقمية (I2C/RS485)، وتستخدم سيناريوهات الإنترنت للأشياء (IoT) نماذج مزودة بوحدات لاسلكية.

2)اختيار القدرة على التكيف مع الظروف البيئية

• درجة الحرارة: للظروف العادية (-10 ℃ ~ 60 ℃)، اختر الطراز العادي؛ وللظروف منخفضة الحرارة مثل التبريد (-20 ℃ ~ 0 ℃)، اختر الطراز المقاوم للبرودة؛ أما في الظروف عالية الحرارة (60 ℃ ~ 80 ℃)، فاختر الطراز ذا التعويض الحراري العالي.

• الوسط: للبيئات الجافة، اختر سبائك الألومنيوم؛ للصناعات الرطبة/الغذائية، اختر الفولاذ المقاوم للصدأ 304؛ للبيئات الكيميائية المسببة للتآكل، اختر الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.

• مستوى الحماية: للبيئات الداخلية الجافة، ≥ IP65؛ للبيئات الرطبة/المعرضة للغسيل، ≥ IP67؛ للبيئات تحت الماء أو شديدة التآكل، ≥ IP68.

3) التركيب والتوافق مع النظام

•طريقة التركيب: بالنسبة للموازين المكتبية، اختر التثبيت بالبراغي؛ وبالنسبة للأجهزة الذكية، اختر التركيب المدمج؛ وبالنسبة للحالات التي تكون فيها المساحة محدودة، يجب إعطاء الأولوية للنماذج الصغيرة بطول ≤ 30 مم.

• التوافقية: تأكد من أن جهد مصدر الطاقة ونوع إشارة المستشعر متوافقان مع وحدة التحكم. بالنسبة للنماذج الصغيرة، تحقق من تعريف الدبابيس لتجنب أخطاء التوصيل وحرق الوحدة.

4) تأكيد المتطلبات الإضافية

• متطلبات الشهادة: يُطلب شهادة FDA/GMP لصناعة الأغذية والأدوية، وتشترط شهادة CMC لسيناريوهات القياس، وتشترط شهادة OIML للمنتجات المصدرة.

• وظائف خاصة: لفرز عالي السرعة، اختر نموذجًا بزمن استجابة ≤ 3 مللي ثانية؛ ولسيناريوهات استهلاك الطاقة المنخفضة، اختر نموذج إنترنت الأشياء بتيار سكون ≤ 10 مايكرو أمبير؛ وللسيناريوهات الصحية، اختر نموذجًا متكاملًا بدون خيوط أو زوايا ميتة.

ملخص

يتمتع مستشعر الوزن ذو الحزمة المتوازية بمزايا أساسية هي "دقة عالية في الأحمال الخفيفة، مقاومة ممتازة للحمل غير المتمركز، وسهولة في التكامل". والحل الأساسي يكمن في معالجة مشكلات مثل القياس الدقيق لنطاقات صغيرة، الأحمال المنحرفة عن المركز، والتثبيت المدمج للمعدات. ويتمحور تجربة المستخدم حول التشغيل البسيط، وصيانة خالية من القلق، وتكلفة قابلة للتحكم. عند الاختيار، يجب إعطاء الأولوية لأربع متطلبات أساسية: المدى، الدقة، مساحة التركيب، والبيئة، إلى جانب أخذ قرارات تتعلق بتوافق النظام والوظائف الإضافية. أثناء الاستخدام، يجب تجنب الحمل الزائد والصدمات الجانبية، واتباع مواصفات المعايرة الدورية بدقة لضمان تشغيل مستقر على المدى الطويل. وهو مناسب لأجهزة قياس الوزن ذات الأحمال الخفيفة، والمعدات الأوتوماتيكية، وقطاعات الأغذية والأدوية وغيرها، ويُعد الحل الأمثل للاستشعار في سيناريوهات القياس الصغيرة والمسطحة.

عرض التفاصيل

المواصفات