Tenzometrický článek pro sloupy CZL425H

Úvod do produktu

Sloupec váhové buňky jsou součásti citlivé na sílu, které fungují na principu tenzometru. Při působení síly dochází k deformaci válcového pružného tělesa, čímž se generuje mechanické napětí, které je následně tenzometrem převedeno na elektrický signál. Mají vysokou tuhost, silnou odolnost proti rušení atd. a jsou široce využívány v aplikacích pro měření středních a vysokých zatížení. Následující detaily jsou uvedeny z hlediska klíčových parametrů, aby byly splněny potřeby produkt výběr, technické hodnocení a tvorbu řešení:

1. Vlastnosti a funkce výrobku

Hlavní vlastnosti

• Konstrukční návrh: Válcový elastomer (průměr 10–100 mm volitelný), konstrukce s vysokou tuhostí (vysoká vlastní frekvence), silná odolnost proti bočnímu zatížení / bočné síle (obvykle odolá bočním silám ±5 % až ±10 % jmenovitého zatížení) a dobrá rovnoměrnost síly.

• Přesnost výkonu: Vysoká třída přesnosti (běžně C3, C6, u některých vysoce výkonných modelů až C1), nelinearita ≤±0,01 %FS, chyba opakovatelnosti ≤±0,005 %FS a malý drift nuly (≤±0,002 %FS/℃).

• Materiály a ochrana: Možnosti materiálu elastomeru zahrnují slitinovou ocel (ekonomická verze, mez kluzu ≥800 MPa) nebo nerezovou ocel (304/316L, odolná proti korozi), volitelná ochranná třída IP67/IP68, vhodné pro vlhké, prachem zatížené a mírně agresivní prostředí.

• Kompatibilita instalace: Oba konce jsou závitové (M12–M60) nebo přírubové, s kompaktním montážním prostorem, vhodné pro scénáře s vertikálním/axiálním zatížením, lze paralelně připojit více senzorů a vytvořit tak váhu (podporuje synchronní provoz 4–8 senzorů).

Hlavní funkce

• Měření síly/hmotnosti: Podporuje statické/ dynamické vážení (dynamická doba odezvy ≤ 5 ms), s širokým rozsahem měření (1 t – 500 t, u některých vylepšených modelů až 1000 t).

• Výstup signálu: Poskytuje analogové signály (4–20 mA, 0–10 V) nebo digitální signály (RS485/Modbus, HART), kompatibilní s běžnými vážicími přístroji, PLC a systémy DCS.

• Doplňkové funkce: Některé modely integrují kompenzaci teploty (rozsah kompenzace -20 °C – 80 °C), ochranu proti přetížení (150 % – 200 % jmenovitého zatížení), certifikaci proti výbuchu (Ex ia IIC T6) a ochranu před bleskem.

• Dlouhodobá spolehlivost: Dlouhá únava životnost (≥ 10⁶ cyklů zatížení), dobrá stabilita nulového bodu a roční drift ≤ ±0,01 % FS.

2. Základní řešené problémy

•Nedostatečná přesnost měření: Pro řešení problémů se špatným výkonem při mimoosovém zatížení a velkými výkyvy dat u tradičních senzorů jsou použity konstrukce s vysokou tuhostí a přesná technologie lepení tenzometrů, které zajišťují chybu měření ≤ ±0,02 % FS za podmínek mimoosového zatížení.

•Špatná přizpůsobivost náročným prostředím: Materiál z nerezové oceli + konstrukce s ochranou IP68 řeší problémy poškození senzorů a posunu signálu ve scénářích s vlhkostí, prachem a kyselinami i zásadami (např. chemické sily a venkovní vážicí přístroje).

•Omezení instalace a prostoru: Kompaktní válcová konstrukce + flexibilní způsob připojení řeší problémy s omezeným instalačním prostorem a obtížným vedením axiálních sil u velkých zařízení (např. reakční kotle a jeřáby).

•Stabilita měření u těžkých zatížení: Elastomer s vysokou tuhostí + konstrukce s ochranou proti přetížení zabraňují trvalé deformaci senzorů ve středních a těžkých zatěžovacích scénářích (např. nákladní automobilové váhy a portové kontejnerové váhy), čímž zajišťují dlouhodobou spolehlivost měření.

•Problémy se slučitelností systémů: K dispozici jsou různé režimy výstupu signálu, které řeší potíže s připojením k různým řídicím systémům (např. Siemens PLC a dotykové panely Kunlun Tongtai), a eliminují tak potřebu dodatečných převodníků signálu.

3. Uživatelské zkušenosti

•Pohodlí instalace: Standardizovaná závitová/přírubová rozhraní, kompletně s montážními klíči a centerovacími kolíky, umožňují montáž jednou osobou; ve spodní části jsou vyhrazeny otvory pro horizontální nastavení, což usnadňuje kalibraci směru síly.

• Provoz a kalibrace: Nulová kalibrace je jednoduchá (nulování jedním tlačítkem prostřednictvím měřicího přístroje), podporuje kalibraci pomocí standardních závaží (doba kalibrace ≤ 10 minut) a některé digitální modely lze kalibrovat na dálku pomocí softwaru.

• Nízké náklady na údržbu: Těsná konstrukce eliminuje potřebu časté údržby; tenzometry jsou potaženy vlhku odolným materiálem, což vede k nízké poruchovosti (průměrná roční poruchovost ≤ 0,5 %); snadno vyměnitelné díly (např. svorkovnice) lze vyměnit individuálně.

• Zpětná vazba dat: Rychlá odezva signálu, žádné zpoždění dat v dynamických váženích; digitální modely jsou vybaveny vestavěnou diagnostikou poruch (např. upozornění na přetížení, upozornění na chybné zapojení), která umožňuje rychlé odstraňování závad.

• Kompatibilita: Kompatibilní s více než 90 % vážících přístrojů a řídicích systémů na trhu, není nutné upravovat hardwarová rozhraní, zapojte a hned používejte; podporuje paralelní připojenie více senzorů s automatickým rozdělením zatížení.

4. Typické případy použití

1) Průmyslové vážení a metrologie

• Vážení sila/nádrže: sledování hmotnosti sypkých látek/tekutin v chemickém a stavebním průmyslu, podpora řízení hladiny a správy zásob (obvykle se 4 senzory instalují symetricky).

• Váha pro nákladní vozidla/železniční váha: vážení silničního a železničního nákladu, jednotlivá nosnost senzoru 50–200 t, více senzorů spojených paralelně tvoří vážicí plošinu (např. 100t váha pro nákladní automobil běžně využívá 4 senzory po 25 t).

• Vážení reaktoru: sledování hmotnosti reaktorů v farmaceutickém a chemickém průmyslu v reálném čase, spolupráce s řídicím systémem pro dosažení přesného dávkování (vyžadují se protivýbuchové senzory).

2) Integrace do strojů a zařízení

• Ochrana proti přetížení u jeřábů/mostových jeřábů: Monitorování nosnosti jeřábů v přístavech a továrnách, aktivace poplachu při překročení jmenovité hodnoty (požadované modely s odolností proti vibracím a rychlou odezvou).

• Lisy/Zkušební stroje: Měření tlakové/tahové síly při zkouškách mechaniky materiálů, vyžaduje se vysoká přesnost (úroveň C1) a vysoká dynamická odezva (≤3 ms).

• Stavební stroje: Dávkování a vážení v betonárnách a ochrana proti přetížení u samotných žacích jeřábů, vhodné pro venkovní prostředí s vlhkostí a vibracemi (stupeň krytí ≥IP67).

3) Výroba vážicích přístrojů

• Základní komponenty stolních a podlahových vah: Základní snímací jednotky malých a středních stolních vah (1–5 t) a velkých podlahových vah (50–500 t), vyžadující dobrou konzistenci (chyba více senzorů ≤±0,01 %FS).

• Přizpůsobené vážící přístroje: Například výbušně bezpečné elektronické váhy a korozi odolné průmyslové váhy s použitím nerezových materiálů a senzorů s certifikací pro výbušné prostředí, vhodné pro potřeby speciálních odvětví.

4) Další speciální scénáře

• Potravinářský/farmaceutický průmysl: Hygienické snímače z nerezové oceli (materiál 316L, povrch broušený), používané pro vážení surovin a dávkování hotových výrobků, splňují normy GMP.

• Těžební/metalurgický průmysl: Přizpůsobené modely pro provoz za vysokých teplot (≤120 °C), používané pro vážení rudných zásobníků a sledování hmotnosti metalurgických pecí (vyžaduje funkci kompenzace vysokých teplot).

5. Návod k použití (praktický průvodce)

1) Instalační proces

• Příprava: Vyčistěte montážní plochu (ujištěte se, že je rovná, bez oleje, s chybou rovinnosti ≤0,1 mm/m) a zkontrolujte vzhled snímače (bez deformací, nepoškozené svorky). • Umístění a upevnění: Nainstalujte snímač svisle v místě zatížení, aby bylo zatížení přenášeno axiálně (vyhýbejte se bočním silám); utáhněte jej momentovým klíčem podle stanoveného točivého momentu (doporučeno 20–50 N·m pro snímače z legované oceli, 15–30 N·m pro nerezovou ocel).

• Zapojení vodičů: Pro analogové signály (červený – napájení +, černý – napájení –, zelený – signál +, bílý – signál –), pro digitální signály zapojte podle protokolu Modbus; při zapojování dodržujte vzdálenost od silnoproudých vedení (≥10 cm), aby se předešlo elektromagnetickému rušení.

• Ochranná opatření: U venkovní instalace použijte ochranný kryt proti dešti a utěsněte elektrická spojení vodotěsnými konektory; v agresivním prostředí naneste na povrch snímače antikorozní nátěr.

2) Kalibrace a seřízení

• Nulová kalibrace: Zapněte napájení a nechte přístroj 30 minut předehřívat, poté stiskněte tlačítko „nula“ na přístroji, abyste zajistili, že nulový výstup je v rozmezí ±0,001 % FS.

• Kalibrace zátěží: Umístěte standardní závaží (doporučeno 50 % a 100 % jmenovité zátěže), zaznamenejte údaje z přístroje a opravte chybu prostřednictvím přístroje nebo softwaru (chyba musí být ≤ přípustné chybě odpovídající třídě přesnosti).

• Dynamické ladění: V případech dynamického vážení otestujte dobu odezvy snímače, upravte filtrační parametry přístroje (obvykle je filtrační frekvence 5–10 Hz), abyste se vyhnuli kolísání dat.

3) Běžná údržba

• Pravidelná kontrola: Měsíčně čistěte povrch snímače, zkontrolujte, zda není uvolněné zapojení; jednou za čtvrtletí proveďte kalibraci nulového bodu a jednou ročně kompletní kalibraci.

• Řešení závad: Pokud dojde k posunu dat, zkontrolujte napájecí napětí (mělo by být stabilní v rozsahu 12–24 V DC); pokud není žádný výstup signálu, zkontrolujte správnost zapojení nebo zda není senzor přetížen a poškozen.

6. Metoda výběru (přesné přizpůsobení požadavkům)

1) Určení základních parametrů

• Výběr rozsahu: Vyberte model s rozsahem 1,2 až 1,5násobku skutečného maximálního zatížení (např. u maximálního zatížení 50 t lze vybrat senzor 60 až 75 t), aby byla rezerva pro přetížení.

• Třída přesnosti: Pro průmyslovou metrologii vyberte třídu C3 (chyba ≤ ±0,02 % ZH); pro laboratorní zkoušení třídu C1 (chyba ≤ ±0,01 % ZH); pro obecné monitorování třídu C6 (chyba ≤ ±0,03 % ZH).

• Typ signálu: Analogové signály (4–20 mA) jsou vhodné pro tradiční přístroje, zatímco digitální signály (RS485) jsou vhodné pro inteligentní řídicí systémy a umožňují dálkové monitorování.

2) Výběr na základě přizpůsobení prostředí

• Teplota: Pro běžné podmínky (-20 °C – 60 °C) vyberte standardní model; pro vysokoteplotní podmínky (60 °C – 120 °C) vyberte model s kompenzací vysoké teploty; pro nízkoteplotní podmínky (-40 °C – -20 °C) vyberte model odolný proti nízkým teplotám.

• Prostředí: Pro suché prostředí vyberte slitinovou ocel; pro vlhké/korozivní prostředí vyberte nerezovou ocel 304/316L; pro vysoce korozivní prostředí (např. kyselé/alkalické roztoky) vyberte Hastelloy.

• Třída ochrany: Pro venkovní/vlhké prostředí ≥ IP67; pro podvodní nebo prachové prostředí ≥ IP68.

3) Instalace a kompatibilita systému

• Způsob instalace: Při omezeném prostoru vyberte závitové připojení; při velkém zatížení vyberte přírubové připojení; pokud hrozí riziko mimostředného zatížení, vyberte model s konstrukcí odolnou proti mimostřednému zatížení (chyba mimostřednosti ≤ ±0,01 %FS).

• Kompatibilita: Ověřte, že výstupní signál senzoru odpovídá stávajícím přístrojům/PLC; pokud je třeba připojit více senzorů paralelně, vyberte digitální model podporující nastavení adresy.

4) Potvrzení dodatečných požadavků

• Požadavky na certifikaci: Pro prostředí s nebezpečím výbuchu je vyžadováno certifikace Ex ia IIC T6; potravinářský průmysl vyžaduje certifikaci FDA/GMP; metrologické aplikace vyžadují CMC (Osvědčení o schválení typu měřidla).

• Speciální funkce: Pro dynamické vážení vyberte model s dobou odezvy ≤ 5 ms; pro dálkové monitorování vyberte inteligentní model s bezdrátovým přenosem (LoRa/NB-IoT).

Shrnutí

Senzory zatížení sloupků mají za své klíčové výhody „vysokou tuhost, odolnost proti rušení a široký rozsah“, čímž primárně řeší problémy jako přesné vážení, přizpůsobení náročným prostředím a kompatibilitu systémů ve středních až těžkých zátěžových scénářích. Uživatelská zkušenost je zaměřena na snadnou instalaci, jednoduchou údržbu a stabilní data. Při výběru snímače zatížení je nejprve nutné jasně definovat tři základní požadavky: rozsah, přesnost a prostředí, a poté rozhodnout v kombinaci s metodou instalace a kompatibilitou systému; při používání je nutné přísně dodržovat principy osazení axiální síly a pravidelné kalibrace, aby byla zajištěna dlouhodobá spolehlivost. Jsou vhodné pro oblasti jako průmyslová metrologie, mechanická integrace a výroba vážicích přístrojů a jsou preferovaným typem senzorů pro scénáře vážení středních až těžkých zátěží.

Detailní zobrazení

Parametry