مستشعر وزن ذو شعاع متوازي CZL629

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 هيكل شعاعي متوازي متكامل (بسمك شعاع يتراوح بين 2-15 مم، وطول يتراوح بين 20-150 مم)، مع توزيع موحد للإجهاد يتركز في الجزء الأوسط من الشعاع، ويُدعم قوى بزوايا متعددة في المستوى، ويتميز بقدرة استثنائية على تحمل الأحمال غير المركزية (يمكنه تحمل أحمال غير مركزية في المستوى بنسبة ±20٪ إلى ±30٪ من الحمولة المصنفة)، دون وجود مناطق عمياء إجهاد واضحة.

• 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: تستخدم المطاطات الشائعة سبائك الألومنيوم (للسيناريوهات الخفيفة الوزن)، أو الفولاذ السبائكي (للسيناريوهات الصناعية العامة)، أو الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316L (للسيناريوهات المعرضة للتآكل)، مع معالجة السطح بالأنودة أو الطلاء النيكوتي أو التمرير؛ ومستوى الحماية يكون عادةً IP65/IP67، ويمكن للنماذج الغذائية الوصول إلى IP68، مما يجعلها مناسبة لمختلف البيئات المعقدة.

• التوافقية في التركيب: تُوفَّر فتحات تثبيت قياسية (فتحات مترسخة أو فتحات ناعمة) في القاعدة، لدعم التثبيت بالبراغي أو باستخدام اللصق. يمكن تثبيت بعض النماذج المصغرة بطريقة مدمجة، وهي مناسبة لمساحات التركيب الضيقة لأجهزة قياس الوزن المكتبية والمعدات الآلية، ويمكن لوحدة واحدة تلبية متطلبات الوزن المستوية.

الوظائف الأساسية

• قياس القوة للحمولات الخفيفة: تركز على قياس الأحمال الخفيفة الثابتة/شبه الديناميكية (وقت الاستجابة ≤4 مللي ثانية)، بمدى يشمل من 0.1 كجم إلى 500 كجم، وتتركز التطبيقات النموذجية في المدى من 1 كجم إلى 200 كجم. ويمكن للنماذج المصغرة تحقيق قياس 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). 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: استهداف مشكلة الخطأ الكبير في أجهزة الاستشعار التقليدية في السيناريوهات ذات المدى الصغير أقل من 10 كجم، ومن خلال تصميم مُحسَّن لإجهاد العارضة، تم التحكم في خطأ القياس ضمن ±0.005% من المدى الكامل، مما يحل مشكلات الوزن الغذائي وحساب الأدوية والمتطلبات عالية الدقة 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 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 ترقية المواد ومستوى الحماية، تم حل مشاكل مثل تلف المستشعرات وانحراف الإشارات في سيناريوهات الرطوبة (مثل وزن 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 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 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: يقلل الهيكل المغلق بالكامل من دخول الغبار والرطوبة، ومعدل الفشل السنوي المتوسط ≤0.2٪؛ ونموذج سبائك الألومنيوم خفيف الوزن (الحد الأدنى 5 جرام فقط)، وسهل الاستبدال، ولا يتطلب تفكيك هياكل كبيرة أثناء الصيانة.

•تغذية راجعة دقيقة للبيانات: تقلب 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، مع ثبات قوي 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؛ كما أن إخراج الإشارة متوافق مع وحدات التحكم الصغيرة الشائعة، ويُستخدم بنظام التوصيل والتشغيل.

4. حالات الاستخدام النموذجية

1) أجهزة قياس الوزن الخفيف للمجال المدني والتجاري

• 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 للشحن السريع بسعة 1-50 كجم، مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لسهولة التنظيف ومنع الاتساخ، وبمستوى حماية IP67 مناسب للبيئات الرطبة والغبارية في منافذ الشحن، وتدعم الوزن السريع والمستمر.

• موازين المطبخ/موازين الخبز: موازين مطبخ دقيقة عالية تتراوح سعتها بين 0.01-5 كجم، ومزودة بأجهزة استشعار شعاعية متوازية دقيقة تحقق دقة على مستوى الملليغرام. يدعم إخراج الإشارة الرقمية العروض عالية الدقة، ويستوفي متطلبات قياس مقادير 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 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 مكونات الأدوية: وزن المواد الخام ذات الجرعات الصغيرة (0.1 - 10 كجم) في الصناعة الدوائية، مع استخدام مادة الفولاذ المقاوم للصدأ 316L وشهادة GMP، وسطح مصقول خالي من الزوايا الميتة ليسهل التعقيم والتطهير، وبدقة ≤ ±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) المعدات العلمية والأبحاث التجريبية

• 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 معدات التأهيل (مثل جهاز قياس قوة القبضة) والميزان الطبي (ميزان الأطفال)، بتصميم من سبائك الألومنيوم خفيفة الوزن لتحسين قابلية حمل المعدات، وبدقة تصل إلى ±0.005% من المدى الكامل.

5) الإلكترونيات الاستهلاكية الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء

• الأجهزة المنزلية الذكية: اكتشاف وزن الغسيل في غسالات الملابس ووزن حاويات حبوب القهوة في ماكينات القهوة، مع أجهزة استشعار مدمجة صغيرة تمكّن التحكم الذكي بالمعدات وتعزز تجربة المستخدم.

• نقاط نهاية إنترنت الأشياء: مراقبة الوزن في الرفوف الذكية وصناديق القمامة الذكية، مع نماذج رقمية منخفضة الطاقة تدعم نقل البيانات اللاسلكية عبر تقنية NB-IoT، مناسبة لسيناريوهات الإدارة عن بُعد عبر إنترنت الأشياء.

5) تعليمات الاستخدام (دليل عملي)

1) عملية التركيب

• الاستعداد: نظّف سطح التركيب (أزل البقع الزيتية والتفل، وقم بإزالة الحواف الخشنة)، تحقق من مظهر المستشعر (لا تشوه في هيكل الشعاع ولا تلف في الكابل)، اختر البراغي المناسبة للتركيب وفقًا للمدى (تجنب استخدام براغي عالية القوة للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم).

• التموضع والتثبيت: قم بتركيب المستشعر أفقيًا على السطح الداعم، وتأكد من أن الحمل يؤثر عموديًا فوق هيكل الشعاع (تجنب الصدمات الجانبية)؛ استخدم مفتاح عزم لربط البراغي (5 - 10 نيوتن.م للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم، و10 - 20 نيوتن.م للنماذج المصنوعة من سبائك الفولاذ)، وتجنب الإفراط في الشد حتى لا يتضرر هيكل الشعاع.

• مواصفات التوصيلات: بالنسبة للإشارات التناظرية، اتبع التوصيلات التالية "الأحمر - مصدر الطاقة +، الأسود - مصدر الطاقة -، الأخضر - الإشارة +، الأبيض - الإشارة -"، وبالنسبة للإشارات الرقمية، قم بالتوصيل وفقًا لتعريف دبابيس الاتصال؛ تجنب شد الكابل أثناء التوصيل للنماذج المصغرة، ويُوصى بالاحتفاظ بطول إضافي مقداره 5 سم.

• معالجة الحماية: في البيئة الرطبة، قم بسد فتحة الكابل بشريط مقاوم للماء، ونظف سطح المستشعر فور الاستخدام في صناعة الأغذية لتجنب التآكل الناتج عن المواد المتبقية.

2) المعايرة والتشغيل

• 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 من أن السطح المثبت عليه مستوٍ.

• معايرة الحمل: ضع وزنًا قياسيًا يعادل 100٪ من الحمولة المقدرة (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 للمستوى الدقة المقابل (المستوى C2 ≤ ±0.01%FS).

• اختبار الحمل غير المتمركز: ضع نفس الوزن في مواضع مختلفة على سطح الاستشعار الحامل للحمل، وراقب اتساق القراءات، حيث يجب أن لا يتجاوز الانحراف ±0.02% من المدى الكامل (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 البيئة

• 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: للموازين المكتبية، اختر التثبيت بالبراغي؛ للأجهزة الذكية، اختر التركيب المدمج؛ للحالات محدودة المساحة، أولِّ أولوية 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 الشهادات: يُطلب الحصول على شهادة FDA/GMP في صناعة الأغذية والمستحضرات الصيدلانية، وشهادة CMC في حالات القياس، وشهادة OIML للمنتجات المصدرة.

• وظائف خاصة: لفرز عالي السرعة، اختر نموذجًا زمن استجابته ≤ 3 مللي ثانية؛ ولحالات انخفاض استهلاك الطاقة، اختر نموذج إنترنت الأشياء ذو تيار سكوني ≤ 10 مايكرو أمبير؛ وللظروف التي تتطلب النظافة، اختر نموذجًا متكاملًا دون 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