Sloupový tenzometr CZL110

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), vysoká odolnost proti bočním silám a excentrickému zatížení (obvykle odolá bočním silám ±5 % až ±10 % jmenovité zatížitelnosti), dobrá rovnoměrnost přenášení síly.
• Přesnost výkonu: Vysoká třída přesnosti (běžně C3, C6, některé vysoce výkonné modely dosahují C1), nelinearita ≤ ±0,01 % FS, chyba opakovatelnosti ≤ ±0,005 % FS, malý posun nuly (≤ ±0,002 % FS/°C).
• Materiály a ochrana: Elastomerový materiál lze vybrat z legované oceli (ekonomický model, mez kluzu ≥800 MPa) nebo nerezové oceli (304/316L, odolná proti korozi), stupeň ochrany IP67/IP68 volitelný, vhodný pro vlhká, prachem zatížená a mírně agresivní prostředí. • Kompatibilita instalace: Závity na obou koncích (M12 – M60) nebo přírubová připojení, kompaktní montážní prostor, vhodné pro vertikální/axiální zatížení, více senzorů lze připojit paralelně a vytvořit tak váhu (podpora synchronního provozu 4–8 senzorů).

Hlavní funkce

• Měření síly/hmotnosti: Podporuje statické/dynamické vážení (doba odezvy při dynamickém měření ≤ 5 ms), s širokým rozsahem (1 t – 500 t, u některých vestavěných 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.
• Další funkce: Některé modely integrují kompenzaci teploty (-20 °C až 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: Aby se vyřešily problémy s nízkou odolností proti mimostředném zatížení a velkými výkyvy dat u tradičních senzorů, byla přijata konstrukce s vysokou tuhostí a přesná technologie lepení tenzometrů, která zajistí, že měřicí chyba za podmínek mimostředného zatížení činí ≤±0,02 % FS.

• Špatná přizpůsobivost náročným prostředím: Materiál z nerezové oceli + ochranný design IP68 řeší problémy poškození senzorů a driftu signálu ve scénářích s vlhkostí, prachem a kyselinovou i zásaditou korozí (např. chemické sily a venkovní vážicí zařízení).

• Omezení při instalaci a prostorová omezení: 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 při měření velkých 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 systémovou kompatibilitou: Jsou k dispozici různé režimy výstupu signálu, čímž se vyřeší problém propojení s různými řídicími systémy (např. Siemens PLC a dotyková obrazovka Kunlun Tongtai) bez nutnosti použití dalších převodníků signálu.

3. Uživatelské zkušenosti

• Pohodlná instalace: Standardizovaná závitová/nebo přírubová rozhraní, kompletní s montážními klíči a centrovacími kolíky, umožňují jedné osobě provést instalaci; ve spodní části jsou vyhrazeny otvory pro vodorovné 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 vlhkuodolným materiálem, což vede k nízké poruchovosti (průměrná roční míra poruch ≤ 0,5 %); díly náchylné k poškození (např. svorkovnice) lze vyměňovat jednotlivě.

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

• Kompatibilita a zkušenosti: 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 aplikační scénáře

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).

• Autováhy/Železniční váhy: Vážení silničního a železničního nákladu s nosností jednoho snímače 50–200 t, více snímačů je paralelně propojeno do vážicí plošiny (např. 100t autováha běžně využívá 4 snímače po 25 t).

• Vážení reaktorů: Sledování hmotnosti reaktorů v lékařském a chemickém průmyslu v reálném čase, ve spolupráci s řídicím systémem pro dosažení přesné kontroly dávkování materiálu (vyžadují se výbušně bezpečné snímače).

2) Integrace 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 mechanických vlastností materiálů, vyžaduje se vysoká přesnost (třída C1) a vysoká dynamická odezva (≤3 ms).

• Stavební stroje: Vážení přísad v betonárnách a ochrana proti přetížení u žacích jeřábů, vhodné pro venkovní vlhké a vibrující prostředí (stupeň ochrany ≥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).

• Speciální vážicí přístroje: Například výbušně bezpečné elektronické váhy a korozi odolné průmyslové váhy, vyrobené z nerezové oceli a vybavené senzory s certifikací výbušné bezpečnosti pro splnění požadavků speciálních odvětví.

4) Další speciální aplikace

• Potravinářský/farmaceutický průmysl: Hygienické senzory z nerezové oceli (materiál 316L, povrch leštěný), používané pro vážení surovin a dávkování hotových výrobků, vyhovující normám GMP.

• Těžební/metalurgický průmysl: Vyvíjené modely pro prostředí s vysokou teplotou (≤120℃), používané pro vážení rudných zásobníků a monitorování hmotnosti metalurgických pecí (vyžaduje funkci kompenzace vysoké teploty).

5. Návod k použití (praktický průvodce)

1) Instalační proces

• Příprava: Vyčistěte montážní plochu (zajistěte rovnost, bez oleje, chyba rovinnosti ≤0,1 mm/m) a zkontrolujte vzhled senzoru (bez deformací, nepoškozené svorky).

• Umístění a upevnění: Nainstalujte snímač svisle v místě zatížení tak, aby se zatížení přenášelo osově (vyhýbejte se bočním silám); utáhněte jej momentovým klíčem podle stanoveného točivého momentu (doporučeno 20–50 N·m pro snímače z ocelové slitiny, 15–30 N·m pro nerezovou ocel).

• Zapojení vodičů: Pro analogové signály (červený – napájení +, černý – napájení –, zelený – signál +, bílý – signál –) připojte digitální signály podle protokolu Modbus; vedení udržujte mimo vysokonapěťové kabely (≥10 cm) za účelem vyhnutí se elektromagnetickému rušení.

• Ochranná opatření: U venkovní instalace použijte ochranný kryt proti dešti a propojení vodičů utěsněte vodotěsným konektorem; ve vysoce korozivním prostředí naneste na povrch snímače antikorozní nátěr.

2) Kalibrace a uvádění do provozu

• 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 zatížení: Umístěte standardní závaží (doporučeno 50 % a 100 % jmenovitého zatížení), zaznamenejte hodnotu na displeji měřiče a opravte chybu prostřednictvím měřiče nebo softwaru (chyba musí být ≤ přípustné chybě odpovídající třídě přesnosti).

• Dynamické ladění: V případě dynamického vážení otestujte dobu odezvy senzoru, upravte filtrační parametry měřiče (obvykle 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 napětí napájení (mělo by být stabilní v rozsahu 12–24 V DC); pokud není žádný výstup signálu, zkontrolujte správnost zapojení nebo zda není senzor přetížený a poškozený.

6. Metoda výběru (přesné přizpůsobení požadavkům)

1) Určení klíčových 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/vlhká prostředí ≥IP67; pro podvodní nebo prachová prostředí ≥IP68.

3) Instalace a kompatibilita systému

• Způsob instalace: U omezeného prostoru vyberte závitové připojení; u těžkých zatížení vyberte přírubové připojení; pokud hrozí excentrické zatížení, vyberte model s konstrukcí odolnou proti excentrickému zatížení (chyba excentricity ≤ ±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 výbušné prostředí je vyžadováno certifikace Ex ia IIC T6; pro potravinářský průmysl jsou vyžadovány certifikace FDA/GMP; pro metrologické aplikace je vyžadován 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

Tenzometrické články pro sloupy mají jako hlavní výhody „vysokou tuhost, odolnost proti rušení a široký rozsah“, čímž řeší zejména problémy s přesným vážením, přizpůsobením náročným prostředím a kompatibilitou systémů ve středních a těžkých zatěžovacích scénářích. Uživatelská zkušenost je zaměřena na snadnou instalaci, jednoduchou údržbu a stabilní data. Při výběru je nejprve nutné jasně definovat tři klíčové požadavky: rozsah, přesnost a prostředí, poté rozhodnout na základě způsobu montáže a kompatibility se systémem; při používání je nutné přísně dodržovat principy osazení síly v ose a pravidelné kalibrace, aby byla zajištěna dlouhodobá spolehlivost. Je vhodný pro oblasti průmyslové metrologie, mechanické integrace, výroby vážicích přístrojů a další, kde se jedná o preferovaný typ senzoru pro střední a těžká zatížení.

Detailní zobrazení

Parametry