مستشعر وزن ذو شعاع متوازي CZL630

مقدمة المنتج

شعاع متوازي خلايا الحمل هي عناصر كشف حساسة للقوة تعتمد على مبدأ مقاومة الانفعال، وتستخدم هيكلًا مرنًا مكوّنًا من شعاع متوازٍ مزدوج أو شعاع متوازٍ أحادي كبنية أساسية. وعند تعرّضها لقوة، يؤدي انحناء الشعاع إلى تشويه في مقاومة جهاز القياس، ما يُولّد تغيرات في المقاومة يتم تحويلها لاحقًا 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. ويتم عرض التفاصيل التالية بدءًا من الأبعاد الأساسية لتلبية احتياجات المنتج الاختيار، والتقييم التقني، وإعداد الحلول:

1. الميزات والوظائف الخاصة بالمنتج

الميزات الأساسية

• التصميم الإنشائي: 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.

• الأداء الدقيق: تتراوح مستويات الدقة من C1 إلى C3، مع وصول النماذج الشائعة إلى مستوى C2. خطأ عدم الخطية ≤±0.01%FS، خطأ التكرار ≤±0.005%FS، انحراف الصفر ≤±0.002%FS/°م، وأداء دقة أفضل من المستشعرات المماثلة في السيناريوهات ذات المدى الصغير (من 0.1 كجم إلى 500 كجم).

• المواد والحماية: تُستخدم عادةً سبائك الألومنيوم (في التطبيقات الخفيفة الوزن)، أو الفولاذ السبائكي (في التطبيقات الصناعية العامة)، أو الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316L (في البيئات المسببة للتآكل) كمواد للمطاطيات، مع علاجات سطحية مثل الأكسدة الكهربائية أو الطلاء بالنيكل أو التمرير؛ ومستويات الحماية تكون عادةً IP65/IP67، ويمكن للنماذج الغذائية الوصول إلى IP68، مما يجعلها مناسبة لمختلف البيئات المعقدة.

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

الوظائف الأساسية

• قياس القوى الصغيرة: تركز على الوزن الثابت/شبه الديناميكي للأحمال الخفيفة (زمن الاستجابة ≤4 مللي ثانية)، وتمتد نطاقاتها من 0.1 كجم إلى 500 كجم، وتتركز التطبيقات النموذجية في النطاق من 1 كجم إلى 200 كجم. ويمكن للنماذج الصغيرة تحقيق قياسات بنطاقات فائقة الصغر تصل إلى 0.01 كجم.

• أنواع متعددة لإخراج الإشارة: توفر إشارات تناظرية (4-20 مللي أمبير، 0-3 فولت، 0-5 فولت) وإشارات رقمية (RS485/Modbus RTU، I2C). وتحتوي النماذج الذكية الصغيرة على وحدات تنظيم إشارة مدمجة، ويمكن توصيلها مباشرة بدوائر الميكروكونترولر ووحدات الإنترنت للأشياء (IoT).

• 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 على المدى الطويل: 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 الأحمال 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 على السطح 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.

• ضعف 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).

• الضغط على التكلفة في المعدات الصغيرة: يمكن لمستشعر واحد تلبية متطلبات الوزن المستوي، مما يلغي الحاجة إلى تجميعات متعددة. وفي الوقت نفسه، يقلل مادة سبائك الألومنيوم من وزن المنتج وتكلفته، ويحل مشكلة التحكم في التكلفة للأجهزة الصغيرة لقياس الوزن والإلكترونيات الاستهلاكية.

3. تجربة المستخدم

• تركيب مبسط للغاية: فتحات تثبيت قياسية وأسطح مرجعية للتحديد، ولا حاجة إلى أدوات معايرة احترافية، ويمكن إتمام التركيب باستخدام مفك براغي عادي، مع متطلبات منخفضة للمسطحية (≤0.1 مم/م)، ويمكن لشخص واحد إتمام عملية الضبط في غضون 10 دقائق.

• عتبة تشغيل منخفضة: يدعم الصفر بنقرة واحدة ومعايرة نقطة واحدة لأجهزة قياس الوزن (ويتطلب فقط وزنًا قياسيًا بنسبة 100٪ من الحمولة المقدرة)، ويمكن معايرة النماذج الرقمية بسرعة من خلال برنامج حاسوبي، ويمكن للمستخدمين غير المحترفين أيضًا التشغيل 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 جم فقط)، ويسهل استبداله ولا يتطلب تفكيك هياكل كبيرة أثناء الصيانة.

• تغذية راجعة دقيقة للبيانات: تقلب بيانات القياس الثابتة ≤±0.003٪ من المدى الكامل، ولا يوجد تأخر في السيناريوهات شبه الديناميكية؛ تأتي النماذج الرقمية بوظيفة تعويض الانحراف الصفري، ولا تحتاج إلى معايرة متكررة، وتتميز باستقرار 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. سيناريوهات الاستخدام النموذجية

1) أجهزة وزن المعدات الخفيفة المدنية والتجارية

• موازين تسعير السوبرماركت/موازين منصات إلكترونية: وحدة الاستشعار الأساسية لموازين التسعير من 3-30 كجم، والتصميم الخفيف لمادة سبائك الألومنيوم، وخصائص مقاومة الأحمال غير المركزية تضمن دقة وزن متسقة عند مواقع وضع مختلفة، مع خطأ ≤±1 جم.

• موازين إلكترونية للشحن السريع: معدات وزن تتراوح بين 1-50 كجم، مصنوعة من مادة الفولاذ المقاوم للصدأ التي تمنع التلوث ويسهل تنظيفها، ومستوى الحماية IP67 مناسب للبيئات الرطبة والغبارية في منافذ الشحن السريع، وتدعم الوزن السريع والمستمر.

• موازين المطبخ/موازين الخبز: موازين مطبخ دقيقة تتراوح من 0.01-5 كجم، تستخدم مستشعرات شعاعية متوازية دقيقة تحقق دقة على مستوى الملليغرام، ومخرج إشارة رقمي متوافق مع شاشات العرض عالية الوضوح، لتلبية متطلبات قياس المكونات بدقة.

2) معدات الأتمتة الصناعية

• معدات الفرز الآلي: فرز الوزن في صناعات الأغذية والأدوات، يتم تركيبها أسفل سيور النقل الخاصة بالفرز، وتقوم بكشف وزن المنتج في الوقت الفعلي والربط مع آلية الفرز، وبدقة فرز تصل إلى ±0.1 غرام.

• كشف المواد في خط التجميع: كشف نقص المواد في خطوط تجميع المكونات الإلكترونية، ويحدد ما إذا كانت المواد مفقودة من خلال الوزن (مثل تجميع بطاريات الهواتف المحمولة)، مع زمن استجابة ≤4 مللي ثانية، وهو معد ليناسب خطوط الأنابيب 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، مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ومعتمد وفقًا لمعايير GMP، ذو سطح مصقول خالٍ من الزوايا الميتة مما يسهل التعقيم والتخلص من الجراثيم، 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) 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 معدات إعادة التأهيل (مثل جهاز قياس قبضة اليد) والميزان الطبي (ميزان الأطفال)، بتصميم من سبائك الألومنيوم الخفيفة لتحسين قابلية حمل الجهاز، وبدقة تصل إلى ±0.005% من المدى الكامل. 5. الإلكترونيات الاستهلاكية الذكية وأجهزة الإنترنت من 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) تعليمات 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، التزم بالتوصيل حسب "الأحمر - مصدر الطاقة +، الأسود - مصدر الطاقة -، الأخضر - الإشارة +، الأبيض - الإشارة -"؛ وبالنسبة للإشارات الرقمية، قم بالاتصال وفقًا لتعريف الدبابيس؛ وعند توصيل النماذج الصغيرة، تجنب سحب الكابل، ويُوصى بإبقاء طول إضافي بمقدار 5 سم.

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

2) المعايرة والاختبار

• المعايرة الصفرية: شغّل الطاقة وسخّن الجهاز لمدة 10 دقائق، ثم نفّذ أمر "المعايرة الصفرية"، وتأكد من أن الخرج الصفري ضمن ±0.001%FS، وإذا كان الانحراف كبيرًا جدًا، فتحقق من أن السطح المثبت عليه مستوٍ.

• معايرة التحميل: ضع وزنًا قياسيًا يعادل 100٪ من الحمولة المقدرة (استخدم أوزانًا قياسية في السيناريوهات ذات المدى الصغير)، وسجّل قيمة إشارة الخرج، وصحّح الخطأ من خلال العداد أو البرنامج، وتأكد من أن الخطأ ≤ القيمة المسموحة للمستوى 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: للموازين المكتبية، اختر التثبيت بالبراغي؛ للأجهزة الذكية، اختر التركيب المدمج؛ للحالات محدودة المساحة، أولِّ أولوية للنماذج الصغيرة بطول ≤ 30 مم.

• التوافق: تأكد من أن جهد مصدر الطاقة ونوع الإشارة الخاص بالمستشعر متوافقان مع وحدة التحكم. بالنسبة للنماذج المصغرة، تحقق من تعريف الدبابيس لتجنب أخطاء التوصيل واحتراق 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

يتميز مستشعر الوزن ذو الشعاع الموازي بمزايا أساسية رئيسية تتمثل في "دقة عالية في الأحمال الخفيفة، مقاومة جيدة للحمل غير المتمركز، وسهولة في الدمج". والحل الأساسي يكمن في معالجة مشكلات مثل القياس الدقيق في النطاقات الصغيرة، وانحراف المواد عن المركز، والتثبيت المدمج للمعدات. ويركز تجربة المستخدم على التشغيل البسيط، وصيانة خالية من القلق، وتكلفة قابلة للتحكم. عند الاختيار، يجب إعطاء الأولوية لأربع متطلبات أساسية وهي المدى، والدقة، ومساحة التثبيت، والبيئة، ثم دمجها مع قرارات التوافق مع النظام والوظائف الإضافية. أثناء الاستخدام، يجب تجنب تجاوز السعة والتأثيرات الجانبية، واتباع مواصفات المعايرة الدورية بدقة لضمان تشغيل مستقر على المدى الطويل. وهو مناسب لأجهزة قياس الوزن ذات الحمولة الخفيفة، والمعدات الأوتوماتيكية، والصناعات الغذائية والدوائية وغيرها من المجالات، ويُعد الحل الاستشعاري الأمثل لحالات القياس الصغيرة والمسطحة.

عرض التفاصيل

المواصفات