Sloupový tenzometrický článek CZL425

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: Válcové pružné těleso (průměr 10 – 100 mm volitelné), konstrukce s vysokou tuhostí (vysoká vlastní frekvence), silná odolnost proti excentrickému zatížení / boční síle (obvykle odolá bočním silám ±5 % – ±10 % jmenovitého zatížení) a dobrá rovnoměrnost přenášení síly.

• Přesnostní výkon: Vysoká třída přesnosti (běžně C3, C6, některé vyšší modely dosahují C1), nelineární chyba ≤ ±0,01 %FS, chyba opakovatelnosti ≤ ±0,005 %FS a malý posun nuly (≤ ±0,002 %FS/℃).

• Materiál a ochrana: Pružný článek může být vyroben z legované oceli (ekonomická verze, mez kluzu ≥ 800 MPa) nebo nerezové oceli (304/316L, odolná proti korozi), ochrana IP67/IP68 je volitelná, vhodné pro vlhká, prachem zatížená a mírně agresivní prostředí.

• Kompatibilita instalace: Oba konce mají závit (M12 – M60) nebo přírubové připojení, kompaktní montážní prostor, vhodné pro vertikální/axiální zatížení, více jednotek lze připojit paralelně a vytvořit tak váhu (podpora pro 4–8 senzorů pracujících synchronně).

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.

• Další funkce: Některé modely integrují kompenzaci teploty (-20 ℃ až 80 ℃), ochranu proti přetížení (150 % až 200 % jmenovitého zatížení), certifikaci výbušnosti (Ex ia IIC T6) a návrh ochrany před bleskem.

• Dlouhodobá spolehlivost: Dlouhá únavová životnost (≥ 10⁶ cyklů zatížení), dobrá stabilita nuly 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 + návrh s ochranou IP68 řeší problémy poškození senzoru a driftu signálu ve scénářích s vlhkostí, prachem a kyselinobazickou korozí (např. chemické sily a venkovní vážicí zařízení).

• Omezení při instalaci a prostorová omezení: Kompaktní válcová konstrukce + flexibilní způsoby připojení řeší problémy omezeného instalačního prostoru a obtížného vedení axiální síly 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: K dispozici jsou různé režimy výstupu signálu, které vyřeší potíže s propojením různých řídicích systémů (např. Siemens PLC a dotyková obrazovka Kunlun Tongtai) bez nutnosti dalších převodníků signálu.

3. Uživatelské zkušenosti

• Pohodlná instalace: Standardizovaná závitová/přírubová rozhraní s podpůrnými montážními klíči a vodicími kolíky umožňují instalaci jednou osobou; 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 přístroje), podporuje kalibraci pomocí standardních závaží (dobu kalibrace trvá ≤10 minut) a některé digitální modely lze kalibrovat na dálku pomocí softwaru.

• Nízké náklady na údržbu: Uzavřený konstrukční design eliminuje potřebu časté údržby; tenzometry jsou pokryty vlhkovzdorným povrchem, což vede k nízké poruchovosti (průměrná roční míra poruch ≤0,5 %); jednotlivě vyměnitelné součásti (např. svorkovnice) lze vyměnit samostatně.

• Zpětná vazba dat: Rychlá odezva signálu, žádné zpoždění dat v dynamických váženích; digitální modely jsou vybaveny vestavěnou diagnostikou poruch (např. alarm přetížení a upozornění na chybné 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 sypkých látek/nádrží: Monitorování hmotnosti sypkých látek/kapalin v chemickém a stavebním průmyslu, podpora řízení hladiny a správy zásob (obvykle se 4 snímači symetricky instalovanými).

• 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 strojů a zařízení

• Ochrana jeřábu/mostového jeřábu proti přetížení: Monitorování nosnosti jeřábů v přístavech a továrnách, aktivace poplachu při překročení jmenovité hodnoty zatížení (vyžadují se modely odolné proti vibracím a s 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: 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 snímače z nerezové oceli (materiál 316L, povrch broušený), používané pro vážení surovin a dávkování hotových výrobků, splňují normy GMP.

• Průmysl těžby a metalurgie: Speciální modely pro prostředí s vysokou teplotou (≤120 ℃), používané pro vážení drcené rudy a monitorování hmotnosti metalurgických pecí (vyžaduje funkci kompenzace vysoké teploty).

5. Návod k použití (praktický průvodce)

1) Instalační proces

• Příprava: Vyčistěte montážní plochu (zajistěte její rovnost, nepřítomnost mastných skvrn a chybu rovinnosti ≤0,1 mm/m) a zkontrolujte vzhled snímače (bez deformací, s nepoškozenými svorkami).

• Umístění a upevnění: Senzor nainstalujte svisle v místě působení síly tak, aby byla zatížení přenášeno axiálně (vyhýbejte se bočním silám); utáhněte jej momentovým klíčem podle stanoveného točivého momentu (doporučeno 20–50 N·m pro senzory z legované oceli, 15–30 N·m pro senzory z nerezové oceli).

• Zapojení vodičů: Pro analogové signály (červený – napájení +, černý – napájení –, zelený – signál +, bílý – signál –), digitální signály zapojte dle protokolu Modbus; vodiče umisťujte mimo vysokovýkonové 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 měřidla a chybu opravte prostřednictvím měřidla nebo softwaru (chyba musí být ≤ přípustné chybě odpovídající třídě přesnosti).

• Dynamické ladění: V dynamickém vážení otestujte rychlost odezvy snímače, upravte filtrační parametry měřiče (obvykle je filtrační frekvence 5–10 Hz), abyste předešli 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 podle 1,2 až 1,5násobku skutečné maximální zátěže (např. u maximální zátěže 50 t lze vybrat snímač 60 až 75 t), ponechte rezervu 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: Analogový signál (4–20 mA) je vhodný pro tradiční přístroje, digitální signál (RS485) je vhodný pro inteligentní řídicí systémy a umožňuje dálkové monitorování.

2) Výběr na základě přizpůsobení prostředí

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

• Materiál: Pro suchá prostředí vyberte legovanou ocel; pro vlhká/korozivní prostředí vyberte nerezovou ocel 304/316L; pro vysoce korozivní prostředí (např. kyselé/alkalické roztoky) vyberte materiál Hastelloy.

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

3) Instalace a kompatibilita systému

• Způsob instalace: Při omezeném prostoru vyberte závitové připojení; pro vysoké zatížení vyberte přírubové připojení; pokud hrozí riziko mimoosého zatížení, vyberte model s konstrukcí odolnou proti mimoosému zatížení (chyba mimoosého zatížení ≤ ±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 výbušná prostředí je vyžadováno certifikace Ex ia IIC T6; pro potravinářský průmysl 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

Článkové tenzometry mají základní výhody „vysoké tuhosti, odolnosti proti rušení a širokého rozsahu“, které řeší zejména problémy jako přesné vážení, přizpůsobení náročným prostředím a kompatibilitu systému ve středních a těžkých zatěžovacích scénářích. Uživatelská zkušenost je zaměřena na snadnou instalaci, jednoduchou údržbu a stabilní data. Při výběru tenzometru je nejprve nutné stanovit tři základní požadavky: rozsah, přesnost a prostředí, a poté rozhodnout v kombinaci s metodou instalace a kompatibilitou systému; během používání je nutné přísně dodržovat principy axiálního působení síly a pravidelné kalibrace, aby byla zajištěna dlouhodobá spolehlivost. Je vhodný pro oblasti jako průmyslová metrologie, mechanická integrace a výroba vážicích přístrojů a je preferovaným typem senzoru pro střední a těžké vážicí aplikace.

Detailní zobrazení

Parametry