مطاط مستشعر CZL201

مقدمة المنتج

خلية الحمل من النوع المحوري هي عنصر كشف حساس للقوة يستند إلى مبدأ مقاومة الانفعال، وتتكون هيكليًا من مطاطي على شكل محور كمكون أساسي. عند تعرّضه لقوة معينة، يؤدي تشوه المطاطي إلى تحفيز مقاومة الانفعال لتوليد تغيّر في المقاومة الكهربائية، والذي يُحوَّل بعدها إلى إشارة كهربائية يمكن قياسها. وتجمع هذه الخلية بين مزايا مثل البنية المدمجة والقدرة الاستثنائية على مقاومة الأحمال غير المركزية، وتُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الوزن التي تتراوح أحمالها بين المتوسطة والمنخفضة والمساحات المحدودة. ويُقدَّم فيما يلي شرح تفصيلي من الأبعاد الأساسية لتلبية الاحتياجات المنتج الاختيار، والتقييم التقني، وإعداد الحلول:

1. الميزات والوظائف الخاصة بالمنتج

الميزات الأساسية

• التصميم الإنشائي: يعتمد هيكلًا متكاملًا من النوع ذو الحواف (يتصل الضفيرة بالمحور بواسطة أعواد، بارتفاع يتراوح عادةً بين 20 و80 مم)، ويتميز بتوزيع موحد للصلابة، ومقاومة ممتازة للحمل غير المركزي/القوة الجانبية (قادر على تحمل قوة حمل غير مركزي تصل إلى ±15% - ±20% من الحمل الاسمي)، ويفكك بشكل فعّال تأثير الأحمال غير المحورية، واستقرار عالي في تحمل القوى.

• الأداء الدقيق: تغطي مستويات الدقة C2 - C6، مع وصول النماذج الشائعة إلى مستوى C3. خطأ عدم الخطية ≤ ±0.02% من المدى الكامل، وخطأ التكرار ≤ ±0.01% من المدى الكامل، والانحراف الصفري يتم التحكم فيه ضمن ≤ ±0.003% من المدى الكامل/درجة مئوية، مع الحفاظ جيدًا على الدقة في سيناريوهات الأحمال المتقطعة الديناميكية.

• المواد والحماية: غالبًا ما يستخدم المطاط الصناعي فولاذًا سبائكيًا (مقاومة الخضوع ≥ 900 ميجا باسكال) أو فولاذ مقاوم للصدأ من نوع 304/316L، مع إجراء عملية عزل السطح أو تغليفه بالنيكل لتعزيز مقاومة التآكل؛ ومستوى الحماية يكون عادةً IP66/IP67، ويمكن للنماذج المخصصة الخاصة الوصول إلى IP68، وهو مناسب للبيئات الصناعية الرطبة والمغبرة.

• توافق التركيب: تستخدم الأسطح العلوية والسفلية تثبيتًا ببراغي أو اتصالًا بالشفة، مع دعم بعض الموديلات التكيف باستخدام الخيوط، وارتفاع تركيب منخفض (أدنى حد يصل إلى 18 مم)، ومناسب للمساحات الضيقة التي تتعرض بشكل رئيسي لقوى عمودية، ويمكن استخدامه بشكل مستقل أو في توليفات متعددة.

الوظائف الأساسية

• كشف قيمة الوزن/القوة: يدعم الوزن الثابت والوزن شبه الديناميكي (زمن الاستجابة ≤ 8 مللي ثانية)، مع نطاق قياس يتراوح بين 0.1 طن - 200 طن، وتتركز التطبيقات النموذجية في المدى من 1 طن - 50 طن. يمكن لبعض الموديلات المخصصة تلبية متطلبات خاصة تتجاوز 200 طن.

• إخراج الإشارة: يوفر إشارات تناظرية قياسية (4 - 20 مللي أمبير، 0 - 5 فولت، 0 - 10 فولت) وإشارات رقمية (RS485/Modbus RTU)، مع دعم بعض الموديلات الذكية لبروتوكول CANopen، مما يتيح الاتصال المباشر بوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) وأنظمة التحكم الموزعة (DCS) وأنظمة إدارة الوزن.

• وظائف إضافية: يُدمج تعويض درجة الحرارة ضمن نطاق واسع لدرجة الحرارة (-30°م - 80°م)، ويحتوي على حماية من الحمل الزائد (150% - 250% من الحِمل المصنّف)، وتكون النماذج المقاومة للانفجار معتمدة بشهادة Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga، وبعض النماذج تحتوي على تصميم مضمن مقاوم لسحب الكابل.

• موثوقية على المدى الطويل: عمر التعب ≥ 10⁷ دورة تحميل، واستقرار ممتاز في التشغيل المستمر تحت الحمولة المقدرة، والانحراف السنوي ≤ ±0.015% من المدى الكامل (FS)، ومناسب للتشغيل المستمر الطويل الأمد في السيناريوهات الصناعية.

2. المشاكل الأساسية التي تم حلها

• قياس غير دقيق في ظروف الأحمال غير المركزية: لمعالجة مشكلة الخطأ الكبير في المستشعرات التقليدية عند تعرّضها لأحمال غير محورية، تم تحسين نقل القوة في الهيكل الشعاعي، ما أدى إلى التحكم في خطأ الحِمل غير المركزي ضمن ±0.03%FS، وبالتالي حل مشكلات الدقة في حالات مثل عدم انتظام الصوامع وتأثير المواد.

• صعوبة التركيب في المساحات الضيقة: بفضل خصائصه البنيوية "قصيرة وسميكة" (قطر 50 - 200 مم، ارتفاع 20 - 80 مم)، فإنه يحل مشكلات التكيّف مع التركيب في السيناريوهات التي تفتقر إلى المساحة مثل داخل المعدات، وأجهزة القياس الصغيرة، ووحدات الوزن المدمجة، دون الحاجة إلى مساحة إضافية زائدة.

• عُرضة للتلف عند التعرض للاهتزازات والصدمات : يتم توزيع الإجهاد في المطاط من النوع الشعاعي بشكل أكثر توازنًا، وتم تحسين مقاومته للصدمات بنسبة تزيد عن 30٪ مقارنة بأجهزة الاستشعار من النوع العمودي، مما يمنع بشكل فعال التشوه الدائم للجهاز في سيناريوهات مثل الاهتزازات الميكانيكية وسقوط المواد، وبالتالي يطيل عمره الافتراضي.

• عدم كفاية التكيف مع سيناريوهات متعددة: من خلال ترقية المواد (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L) وتعزيز الحماية (IP68)، يتم حل مشكلة تآكل أجهزة الاستشعار في البيئات الرطبة والقاتلة مثل معالجة الأغذية والخلط الكيميائي، في حين يلبي النموذج المضاد للانفجار متطلبات السلامة في السيناريوهات القابلة للاشتعال والانفجار.

• تعقيد دمج النظام والربط: يدعم أنواعًا متعددة من إخراج الإشارات والبروتوكولات الصناعية الشائعة، ويجتاز مشكلات التوافق مع وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) من علامات تجارية مختلفة (مثل ميتسوبيشي، شنايدر) وأجهزة القياس، ويقلل من الاستثمار في المعدات الوسيطة مثل محولات الإشارة.

3. تجربة المستخدم

• سهولة التركيب: تحتوي على فتحات تثبيت قياسية في الطرف النهائي وأسطح مرجعية للتحديد، مع واقيات تثبيت مخصصة وبراغي تثبيت، مما يسمح بإكمال التموضع الأفقي دون الحاجة إلى أدوات معايرة احترافية، ويمكن لشخص واحد إكمال تركيب وتشغيل مستشعر واحد خلال 30 دقيقة.

• التشغيل والمعايرة: يدعم عملية الصفر بنقرة واحدة ومعايرة نقطتين على الجهاز، ويُبسّط عملية المعايرة (ويتطلب فقط أوزانًا قياسية بنسبة 20٪ و100٪ من الحمولة المقدرة)، ويمكن للنموذج الرقمي تحقيق المعايرة عن بُعد وتكوين المعلمات من خلال برنامج الحاسوب المضيف، مما يقلل من عتبة التشغيل.

• تكلفة الصيانة المنخفضة: يقلل الهيكل المغلق بالكامل من دخول الغبار والرطوبة، ومعدل الفشل السنوي المتوسط ≤0.3٪؛ كما يستخدم كتلة الطرفية تصميمًا مقاومًا للانزلاق، ويحتوي واجهة الكابل على إغلاق مضاد للماء والغبار، مما يتطلب فقط تنظيفًا ربع سنوي وفحصًا دوريًا في الاستخدام اليومي، مع عبء صيانة منخفض.

• إرسال البيانات: تقلب بيانات الوزن الثابت ≤±0.005٪FS، دون تأخر واضح في السيناريوهات شبه الديناميكية؛ يحتوي النموذج الرقمي على وحدة تشخيص أعطال مدمجة يمكنها توفير تغذية راجعة فورية حول حالات الحمل الزائد، وانقطاع التوصيل، ودرجة الحرارة غير الطبيعية وغيرها، مما يسهل تحديد المشكلة بسرعة.

• تجربة التوافق: إنه متوافق مع أكثر من 95٪ من أجهزة التحكم في الوزن الموجودة في السوق، ويدعم توزيع الحِمل التلقائي عند استخدام مستشعرات متعددة بشكل متوازٍ، دون الحاجة إلى موازنات إضافية؛ يمكن توصيل النموذج الذكي مباشرة بمنصة الإنترنت الصناعية للأشياء لتحقيق مراقبة البيانات عن بُعد.

4. حالات الاستخدام النموذجية

1) تصنيع معدات الوزن الصناعية
• مقاييس المنصات الصغيرة والمتوسطة الحجم / مقاييس الأرضيات: وحدات استشعار أساسية لمقاييس المنصات والأرضيات بسعة 1-50 طن، ذات هيكل مدمج مناسب للتركيب الداخلي في معدات الوزن، وتمتاز بخصائص مقاومة للحمل غير المتمركز لضمان ثبات الدقة في مختلف مواقع الوزن (مثل مقاييس التسعير في السوبرماركت، ومقاييس الأرضيات المستخدمة في ورش العمل).
• معدات وزن مخصصة: تُستخدم في الموازين الإلكترونية المقاومة للانفجار والموازين الكيميائية المقاومة للتآكل، حيث يمكن للمواد من نوع 316L مع الشهادة المقاومة للانفجار تلبية متطلبات الصناعات الخاصة، ويمكن لهيكل الشعاع التكيف مع التصاميم الهيكلية المتنوعة لمعدات الوزن.

2) المعدات الهندسية وآلات البناء
• وزن الجرافات / المعدات الحفارة: يتم تركيبها في النظام الهيدروليكي للجرافة، حيث تقوم بقياس الوزن بشكل غير مباشر من خلال كشف الضغط الهيدروليكي، ويتميز الهيكل الشعاعي بقدرات قوية على مقاومة الاهتزاز والصدمات، كما يتكيف مع البيئة القاسية لتشغيل آلات البناء، وتصل دقته إلى ±0.5% من المدى الكامل (FS).
• مراقبة الضغط في الدعامات الهيدروليكية: مراقبة مقاومة العمل في الدعامات الهيدروليكية في مناجم الفحم، باستخدام أجهزة استشعار من النوع الشعاعي المضادة للانفجار وبمستوى حماية IP67، قادرة على العمل المستقر لفترات طويلة في البيئات الغبارية والرطبة، وتوفير دعم بيانات لسلامة الدعامات.

3) التحكم في العمليات الصناعية
• وزن خزانات/صوامع المواد الصغيرة والمتوسطة: وزن خزانات الخلط وصوامع التخزين المؤقتة في صناعتي الأدوية والأغذية، مع تركيب 4 أجهزة استشعار بشكل متماثل، وتمتاز بمقاومة الأحمال غير المركزية لحل مشكلة انحراف مركز الثقل للخزان، والعمل بالتعاون مع نظام التحكم لتحقيق التغذية الدقيقة.
• وزن آلات التعبئة والتغليف: وحدات وزن ديناميكية لآلات تعبئة الجسيمات وآلات تعبئة السوائل، بزمن استجابة ≤8 مللي ثانية لتلبية متطلبات التعبئة عالية السرعة، ودقة تُتحكم بها ضمن ±0.1% من المدى الكامل لضمان الامتثال للمعايير المترولوجية للتعبئة.

4) اختبار المواد ومعدات البحث العلمي
• آلات اختبار الشد/الضغط: قياس القيمة الثابتة للقوة في اختبارات ميكانيكا المواد، حيث تتيح دقة المستوى C2 تلبية متطلبات الاختبارات على مستوى البحث العلمي، وبنيكل هيكل شعاعي مُوزع التوتر بشكل متساوٍ، مما يضمن تكرارية ودقة بيانات الاختبار.
• معدات اختبار التعب: مراقبة الحمل في اختبار عمر التعب للمكونات، مع عدد دورات ≥10⁷ مرة وخصائص ميكانيكية مستقرة، يمكنها تلبية احتياجات تجارب الاختبار طويلة الأمد.

5) تطبيقات الصناعات الخاصة
• الصناعات الغذائية والصيدلانية: أجهزة استشعار من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L من الدرجة الصحية، مع علاج تلميع السطح (Ra ≤ 0.8μm)، وتتماشى مع معايير GMP، وتُستخدم في وزن المواد الخام، قياس المنتجات النهائية وغيرها من العمليات، مما يسهل التنظيف والتعقيم.
• التعدين والمعادن: أجهزة استشعار نصف قطرية مقاومة لدرجات الحرارة العالية (مدى تعويض درجة الحرارة -40°م ~ 120°م)، وتُستخدم في معدات فرز الخامات وفي وزن قوارب الأفران الانصهارية، ويمكنها التكيف مع متطلبات الاستخدام في البيئات الحارة والغبارية.

5. تعليمات الاستخدام (دليل عملي)

1) عملية التركيب

• التحضير: قم بتنظيف سطح التركيب (تأكد من أنه مستوٍ وخالٍ من الشوائب، مع خطأ استواء ≤0.05 مم/م)، وافحص مظهر المستشعر (يجب أن يكون المطاطي خالياً من التشوه والكابل سليماً)، وتحقق من توافق مواصفات برغي التركيب مع المستشعر.

• التموضع والتثبيت: ضع المستشعر بشكل عمودي على القاعدة المثبتة لضمان نقل الحمل بالاتجاه المحوري، واستخدم مفتاح عزم الدوران لشده وفق العزم المحدد (من 15 إلى 40 نيوتن·متر للمستشعرات المصنوعة من سبائك الصلب، ومن 10 إلى 30 نيوتن·متر للصلب المقاوم للصدأ)، وتجنب الشد الزائد لمنع تلف المطاطي.

• مواصفات الأسلاك: بالنسبة للإشارات التناظرية، اتبع مبدأ الأسلاك "الأحمر - الطاقة +، الأسود - الطاقة -، الأخضر - الإشارة +، الأبيض - الإشارة -"؛ بالنسبة للإشارات الرقمية، قم بتوصيل الدبابيس المقابلة وفقًا

• المعالجة الحماية: عند التثبيت في البيئات الخارجية أو الرطبة، استخدم صناديق التقاطع المقاومة للماء لإغلاق مفاصل الكابلات، ويمكن تثبيت أغطية الغبار على الأجزاء المكشوفة للمستشعر. في البيئات المآكل

2) المعايرة والتشغيل

• معايرة الصفر: قم بتشغيل الطاقة وتسخينها مسبقًا لمدة 20 دقيقة، وأعد أمر "معايرة الصفر" من خلال جهاز الوزن أو الكمبيوتر المضيف للتأكد من أن مخرج الصفر في حدود ± 0.002%FS، وإذا كان الانحراف كبيرًا جد

• معايرة الحمل: وضع أوزان قياسية تبلغ 20٪ و 100٪ من الحمل الاسمي في تسلسل، وتسجيل قيم إشارة الخروج من جهاز الاستشعار، وتصحيح الخطأ الخطي من خلال برنامج المعايرة، وضمان أن الخطأ في كل نقطة حمل ≤ القيمة المسموح

• التحليل الديناميكي: في سيناريو شبه ديناميكي، قم بتعديل معايير تصفية الأداة (تردد تصفية 8-15 هرتز) ، واختبار سرعة استجابة المستشعر واستقرار البيانات، وتجنب تقلبات الإشارة الناجمة عن تأ

3) الصيانة الروتينية

• الفحص الدوري: نظّف الغبار والزيت عن سطح المستشعر شهريًا، وافحص درجة إحكام طرفي التوصيلات؛ قم بمعايرة الصفر مرة كل ستة أشهر، وأنهِ معايرة المدى الكامل واختبار الأداء مرة واحدة سنويًا.

• معالجة الأعطال: إذا حدث انحراف في البيانات، فتحقق أولًا من جهد مصدر الطاقة (يجب أن يكون مستقرًا بين 10-30 فولت تيار مستمر) واستوائية سطح التركيب؛ وإذا كان الإشارة غير طبيعية، فتحقق مما إذا كانت الكابلات تالفة أو ما إذا كان جهاز قياس الانفعال مفرط الحمل وتالفًا، واستبدل المستشعر عند الضرورة.

6. طريقة الاختيار (مطابقة المتطلبات بدقة)

1) تحديد المعاملات الأساسية

• اختيار المدى: اختر نموذجًا بمدى يتراوح بين 1.3 إلى 1.6 ضعف الحمولة القصوى الفعلية (على سبيل المثال، بالنسبة لحمولة قصوى مقدارها 10 أطنان، يمكن اختيار مستشعر بسعة 13 - 16 طن)، مع ترك هامش كافٍ للتحميل الزائد لتجنب التلف الناتج عن الأحمال الصدمية.

• فئة الدقة: بالنسبة لقياسات الصناعة، اختر الفئة C3 (الخطأ ≤ ±0.02% من المدى الكامل)؛ وبالنسبة لاختبارات الأبحاث العلمية، اختر الفئة C2 (الخطأ ≤ ±0.01% من المدى الكامل)؛ وبالنسبة للمراقبة العامة، اختر الفئة C6 (الخطأ ≤ ±0.03% من المدى الكامل).

• نوع الإشارة: للأنظمة التقليدية للتحكم، اختر الإشارات التناظرية (4 - 20 مللي أمبير)؛ للأنظمة الذكية الخاصة بالإنترنت للأشياء، اختر الإشارات الرقمية (RS485)؛ لآلات البناء، اختر الموديلات المزودة ببروتوكول CANopen.

2) الاختيار بناءً على قابلية التكيف مع البيئة

• درجة الحرارة: للمشاهد العادية (-30°م ~ 60°م)، اختر الموديلات العادية؛ للمشاهد ذات درجات الحرارة العالية (60°م ~ 120°م)، اختر موديلات التعويض عن درجات الحرارة العالية؛ للمشاهد ذات درجات الحرارة المنخفضة (-50°م ~ -30°م)، اختر الموديلات المقاومة للبرودة.

• الوسط: بالنسبة للبيئات الجافة، اختر الفولاذ السبائكي؛ وبالنسبة للبيئات الرطبة أو شبه المسببة للتآكل، اختر الفولاذ المقاوم للصدأ 304؛ وبالنسبة للبيئات شديدة التآكل (مثل المحاليل الحمضية والقلوية)، اختر الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو مواد الهستيلوي.

• درجة الحماية: للبيئات الجافة داخل المباني، ≥IP66؛ للبيئات الخارجية/الرطبة، ≥IP67؛ للبيئات تحت الماء أو الغنية بالغبار، ≥IP68.

3) التركيب والتوافق مع النظام

• طريقة التركيب: للمساحات الضيقة، اختر وصلات البراغي الطرفية؛ للحالات ذات الأحمال الكبيرة، اختر وصلات الشفعة؛ إذا كان هناك حمل مركزي واضح، يُفضل الموديلات المُعززة ذات الخطأ في الحمل المركزي ≤ ±0,01%FS.

• التوافق: تأكد من أن إشارة المستشعر تتطابق مع بروتوكول الاتصال الخاص بالأداة/وحدة التحكم القائمة (PLC). عند استخدام عدة مستشعرات معًا، اختر النماذج الرقمية التي تدعم الترميز العنوني لتجنب تعارض الإشارات. 4) تأكيد المتطلبات الإضافية

• متطلبات الشهادات: تتطلب السيناريوهات المقاومة للانفجار شهادة بالدرجة المقاومة للانفجار المقابلة (مثل Ex d I لمناجم الفحم، Ex ia IIC T6 للصناعات الكيميائية)، وتحتاج الصناعة الغذائية إلى شهادة FDA/GMP، بينما تتطلب سيناريوهات القياس شهادة CMC.

• وظائف خاصة: للوزن الديناميكي، اختر الموديلات ذات زمن استجابة أقل من أو يساوي 5 مللي ثانية؛ للرصد عن بعد، اختر الموديلات الذكية المزودة بوحدات لاسلكية LoRa/NB-IoT؛ للمشاهد ذات درجات الحرارة العالية، اختر الموديلات الخاصة المزودة بشريحة تعويض الحرارة.

ملخص

يتمتع مستشعر الوزن من النوع الحدبي بالمزايا الأساسية المتمثلة في "مقاومة قوية للحمل غير المتماثل، وهيكل مدمج واستقرار عالٍ"، وهو ما يحل مشكلة القياس الدقيق تحت ظروف الأحمال المتوسطة والمنخفضة، والمساحة المحدودة، والأحمال غير المركزية. ويركز تجربة المستخدم على سهولة التركيب، وعدم الحاجة إلى صيانة، وموثوقية البيانات. عند الاختيار، يجب إعطاء الأولوية لأربع متطلبات أساسية هي: المدى، الدقة، مساحة التركيب، والبيئة، مع دمج اعتبارات التوافق مع النظام واتخاذ قرارات الوظائف الإضافية. أثناء الاستخدام، يجب الالتزام بدقة بمبدأ تركيب القوة المحورية وبمواصفات المعايرة الدورية لضمان التشغيل المستقر على المدى الطويل. وهو مناسب لمجالات موازين الصناعية، والمعدات الهندسية، والتحكم في العمليات وغيرها، ويُعدّ حلاً مثالياً لاستشعار الوزن في ظروف الأحمال المتوسطة والمنخفضة والسيناريوهات الخاصة بالتركيب.

عرض التفاصيل

المواصفات