Konsolbjælke vægtesensor CZL803

Cantileverbjælke belastningscelle er et kraftfølsomt detektionselement baseret på spændingsmodstandsprincippet, med en cantileverbjælkeformet elastisk krop, der er fastgjort i den ene ende og ophængt i den anden, som sin kernekonstruktion. Når den udsættes for kraft, medfører bjælkens bøjning deformation, at målebroen producerer modstandsændringer, som derefter omformes til standardiserede elektriske signaler. Den kombinerer fordele såsom mellemstor belastningskapacitet, fleksibelt installationsrum og god støddæmpning og anvendes bredt i scenarier med koncentrerede kræfter ved mellem- og lavbelastninger, såsom industrielle materialstank, plattormsvægte og bæltesvægte. Nedenstående giver en detaljeret forklaring fra kernen dimensioner for at imødekomme behovene for produkt valg, teknisk evaluering og løsningsdokumentation:

1. Produktfunktioner og kernefunktioner

Kernefunktioner

1) Konstruktionsdesign: Anvender en integreret konsolbjælkekonstruktion (bjælketykkelse 8 - 50 mm, længde 50 - 300 mm) med flere sæt monteringshuller i den faste ende for at øge stabiliteten. Spændingen i den belastede ende er koncentreret i midterdelen af bjælken, hvilket understøtter måling af lodret nedadrettet punktlast, med fremragende støddæmpning (kan klare øjeblikkelige stød på 200 % - 300 % af den nominelle belastning) og høj effektivitet i spændingsoverførsel.

2) Præstationspræcision: Nøjagtighedsklassen dækker C3 - C6, hvor mainstream-modeller når op på C3. Ikke-linjær fejl ≤ ±0,02 %FS, gentagelsesfejl ≤ ±0,01 %FS, nuldrift ≤ ±0,003 %FS/℃, og dens nøjagtighedsstabilitet er bedre end lignende sensorer i mellemstore anvendelser på 50 kg - 5 t.

3) Materialer og beskyttelse: Den elastiske krop bruger typisk legeret stål (Q235, 40CrNiMoA) eller rustfrit stål 304/316L, hvor overfladen er behandlet med sandblæsning og rustrygning + nikkelplatering (legeret stål) eller passiveringsbehandling (rustfrit stål); beskyttelsesklassen er typisk IP66/IP67, og industrielle heavy-duty-modeller kan nå op til IP68, egnet til komplekse industrielle miljøer såsom støv og fugtighed.

4) Installationssammenlignelighed: Den faste ende understøtter boltesamling eller svejsning, og den belastede ende kan forbindes via gevind, flanger eller trykkoblinger, egnet til montering på flere positioner i bund, side m.m. på udstyr. Enkelt- eller flere enheder kan anvendes parallelt, med høj kombinationsfleksibilitet.

Kerne funktioner

1) Mellemlangt rækkevidde kraftmåling: Fokuserer på statisk/quasi-dynamisk veje af mellem- og lavbelastninger (respons tid ≤ 7 ms), med et område dækkende 50 kg - 20 t, og typiske anvendelser koncentreret i intervallet 1 t - 10 t. Nogle heavy-duty modeller kan udvides til 50 t, hvilket imødekommer behovet i de fleste industrielle scenarier med mellemstor belastning.

2) Standardiseret signaloutput: Leverer analoge signaler (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) og digitale signaler (RS485/Modbus RTU), og nogle industrielle modeller understøtter HART-protokollen, hvilket gør det muligt at oprette direkte forbindelse til PLC, DCS og vægtstyringssystemer uden ekstra signaltilpasningsmoduler.

3) Sikkerhedsbeskyttelsesfunktion: Integrerer temperaturkompensation over et bredt temperaturinterval (-20 ℃ ~ 80 ℃), har overbelastningsbeskyttelse (150 % - 250 % af den nominelle belastning, med legeret stålmodeller op til 300 %), eksplosionsbeskyttede modeller er certificeret efter Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6, og nogle modeller inkluderer kabler med beskyttelse mod ufrivillig afmontering.

4) Langsigtet pålidelighed: Udmattelseslevetid ≥ 10⁶ belastningscyklusser, med årlig drift ≤ ±0,015 %FS under mærkebelastning, egnet til langvarige kontinuerte driftsscenarier såsom industrielle produktionslinjer og overvågning af materialebeholdere.

2. Kerneproblemer løst

1) Problemer med installation ved kanten af udstyr: For at løse begrænsningen ved traditionelle sensorer, som kræver symmetrisk installation, kan den "fastgjorte i den ene ende" konstruktion af konsolbjælken monteres direkte på udstyrets nederste kant eller siden af beslaget, hvilket løser problemet med utilstrækkelig installationsplads i centrum af udstyr såsom siloer og plattvægte.
2) Måling af koncentreret belastning i medium område: I området 1t - 10t kontrolleres målefejlen for koncentreret belastning inden for ±0,02 %FS gennem en optimeret design af bjælkens spænding, hvilket opfylder nøjagtighedskravene i scenarier med medium belastning såsom industrielt blandingsarbejde og vægt af færdige produkter.

3) Skader fra dynamisk stødbelastning: Bufferdeformationskarakteristikkerne for det bæjelige bjælkeelastomer kan effektivt absorbere det øjeblikkelige slag forårsaget af materialefald og udstyrs vibration, hvilket løser problemerne med let skade og nøjagtighedsdrift hos traditionelle sensorer i dynamiske scenarier.

4) Flersensor kombineret vægtmåling: Sensorerne har god konsistens (fejl ≤ ±0,01 %FS for samme batch), understøtter 2–4 parallelle kombinationsvejninger og løser dermed problemerne med vægtsuperponering og ensartet nøjagtighed i scenarier med fordelt belastning, såsom store platformsvægte og siloer.

5) Tilpasning til barske industrielle miljøer: Ved forstærkning af legeret stål og design med beskyttelsesniveau IP67 og derover løses problemerne med sensors korrosion og signalafvigelser i omgivelser med støv (såsom miner), fugtighed (såsom kemisk industri) og svag korrosion (såsom elektroplatering).

3. brugeroplevelse

1) Høj installationsfleksibilitet: De standardiserede monteringshuller i fastenden er kompatible med forskellige udstykningskonstruktioner og eliminerer behovet for professionelle positioneringsværktøjer. Installation og kalibrering kan udføres ved hjælp af en vater, og én person kan fuldføre fastgørelse og tilslutning af en enkelt sensor inden for 20 minutter.

2) Nem betjening og kalibrering: Understøtter nulstilling med én knap på vægten, og den trepunkts-kalibreringsproces (25 %, 50 %, 100 % af mærkebelastning) er velegnet til scenarier med mellemstor rækkevidde. Den digitale model kan fjernekalibreres og konfigureres via værtscomputerens software.

3) Kontrollerbare vedligeholdelsesomkostninger: Den fuldt forseglede konstruktion reducerer støvindsivring, med en gennemsnitlig årlig fejlrate ≤ 0,5 %; de centrale komponenter ( spændingsmålere , terminaler) er uafhængigt pakket, og lokale fejl kan repareres separat uden behov for fuld udskiftning.

4) Stabil datafremvisning: Statisk måleværdifluktuation ≤ ±0,005 %FS, reagerer hurtigt uden forsinkelse i kvasidynamiske scenarier (f.eks. båndtransportør); den digitale model har indbygget fejldiagnosefunktion, der giver realtidsadvarsler ved afvigelser som overbelastning og lav spænding.

5) Stærk kombinationskompatibilitet: Når flere sensorer er forbundet parallelt, understøtter det automatisk lastfordeling, hvilket eliminerer behovet for en ekstra udjævner. Det tilpasser sig konstruktionskravene for plattenvægte og siloer i forskellige størrelser og reducerer systemintegrationens kompleksitet.

4. Typiske anvendelsesscenarier

1) Vægning af industrielle siloer/hoppekar
• Kemiske råvaretanke: Vægning af 1 – 10 t kemiske råvarelagertanke, 2 – 4 konsolbjælkesensorer er symmetrisk installeret på tankens bundbeslag. Legeret stål materiale er korrosionsbestandigt, IP67-beskyttelse er velegnet til fugtige miljøer i værksteder, og nøjagtigheden på ±0,02 %FS sikrer præcis lagervægning.
• Foder-/melbunkere: Vægtmåling af blandebunkere i kornbearbejdende industri, sensorer monteres på støttebenene i bunden af bunkeren, den anti-støddesign klare stødet fra falder materiale og samarbejder med styresystemet for at opnå nøjagtig tilfødning.

2) Vægtmåling af bælteskalere/båndtransportører
• Industrielle bæltsvejseanlæg: Vægt af løs Gods transportbælter i miner og kraftværker, sensorer er installeret på rulleholderen og bærer den kombinerede belastning af bæltet og materialerne, med en responstid ≤ 7 ms, egnet til kontinuerlige transportscenarier, og en målenøjagtighed på ±0,1%.

• Transportbånd: Bruges til on-line vægtmåling og sortering i elektronik- og fødevareindustrien. Sensorer er indlejret i bunden af transportbåndet for at registrere produktvægt i realtid og samarbejde med sorteringssystemet. Middelhøj nøjagtighed dækker behovet for masseproduktion.

3) Lette og mellemstore lastvognsvægte/platformvægte

• Værksted plattformsvægt: 1-5 t værkstedets omsætningsplatformsvægt. Fire skærebjælkesensorer er installeret i de fire hjørner af vægtlegemet. Den faste ende er spændt til jorden, og den belastede ende bærer vægtlegemets belastning. Modstandsdygtighed mod excentrisk belastning sikrer konsekvent væjningsnøjagtighed ved forskellige positioner.

• Gaffeltrucksvej: Bærbar gaffeltruckvægningsenhed. Sensorer er installeret på gaffeltruckens gaffelvogn for at bære den lodrette belastning af gods. Legeret stålmateriale er stødfast og egnet til dynamiske vægningskrav under gaffeltruckdrift.

4) Kraftstyring af automatiske anlæg

• Trykovervågning af stansningsudstyr: Trykstyring af små stanseanlæg. Sensorer er installeret mellem stansehovedet og maskinlegemet for at give realtidsfeedback af stanskekraftværdien og forhindre skader på værktøjer forårsaget af overbelastning. En nøjagtighed på ±0,01 %FS sikrer stanskekvaliteten.

• Kraftstyring af robotmontering: Trykovervågning i monteringsprocessen for industrirobotter. Skærebjælkesensorer er integreret i enden af robotarmen for at registrere montagepres og justere kraftpåvirkningen, egnet til montage af automobildel og elektroniske komponenter.

5) Særlige industriapplikationer

• Eksplosionsfaste scenarier: Eksplosionsfast vægeudstyr til kulmine- samt olie- og gasindustrien. Ex d IIB T4 eksplosionsfaste skærebjælkesensorer anvendes og installeres i eksplosionsfaste vægeskabe for at opfylde sikkerhedskravene i eksplosive miljøer.

• Korrosive miljøer: Vægeudstyr til elektropladerings- og kemiske industrier. Sensorer fremstillet af rustfrit stål 316L med overfladepassivering er korrosionsbestandige over for syrer og baser, egnet til scenarier som koncentrationsmåling af elektropladeringsvæske og veje af kemikalier.

5. Brugsanvisning (praktisk guide)

1) Monteringsproces

• Forberedelse: Rengør monteringsfladen (sørg for, at den er plan, fri for olie, og at fladhedstolerancen er ≤0,1 mm/m), tjek sensorens ydre (ingen deformation af bjælkelegemet og intet kabelskade) og vælg monteringsbolt i M12-M24 ud fra området.

• Positionering og fastgørelse: Spænd den faste ende af sensoren til udstyrets beslag med bolte, så den er sikkert fastgjort uden løsheden; den bærende ende skal sidde tæt op ad den bærende konstruktion, så belastningen virker lodret på bjælkelegemet, og undgå tvær- og vridningskræfter.

• Kabeltilslutning: Ved analoge signaler skal kablets forbindelsesprincip følge "rød - strøm +, sort - strøm -, grøn - signal +, hvid - signal -"; ved digitale signaler forbindes i henhold til de tilsvarende pins ifølge Modbus-protokollen; kablerne skal placeres væk fra stærke interferenskilder som frekvensomformere, med en afstand på ≥15 cm.

• Beskyttelsesbehandling: Ved udendørs installation bør der monteres en regnbeskyttelse; i fugtige omgivelser bør kabelforbindelserne forsegles med en vandtæt klemkasse; i korrosive miljøer bør der påføres et specielt anti-korrosionsbelægning på sensorens ikke-bærende overflade.

2) Kalibrering og afprøvning

• Nulkalibrering: Tænd for strømmen og varm op i 30 minutter, derefter udføres kommandoen "nulkalibrering" for at sikre, at nuludgangen ligger inden for området ±0,002 %FS. Hvis afvigelsen er for stor, kontrolleres det, om monteringen er fast, og om der virker en lateralkraft.

• Lastekalibrering: Placer standardvægte svarende til 25 %, 50 % og 100 % af den mærkede last i rækkefølge, notér udgangssignalerne ved hvert punkt, korriger den lineære fejl via kalibreringssoftware, og sikr, at fejlen ved hvert lastpunkt er ≤ tilladt værdi for klasse C3 (±0,02 %FS).

• Lineær test: Vælg jævnt fordelt 5 testpunkter inden for måleområdet for at verificere lineariteten af udgangssignalet. Den lineære fejl bør være ≤ ±0,015 %FS for at sikre stabiliteten af fuldskala-nøjagtigheden i midt-området.

3) Almindelig vedligeholdelse

• Almindelig inspektion: Rengør støv og olie på sensorens overflade en gang om måneden, tjek fastgørelsesskruernes spændstyrke; udfør nulkalibrering en gang om kvartalet og gennemfør fuldskala-kalibrering samt ydeevnetest årligt.

• Fejlhåndtering: Når data driver, skal du først tjekke strømforsyningsspændingen (stabil ved 12–24 V DC); hvis aflæsningen er unormal, undersøg om der er overbelastning (overbelastning, der overstiger 300 % af den nominelle belastning, kan forårsage skade) eller bjælkedeformation, og udskift sensoren, hvis det er nødvendigt.

6. Valgmetode (præcist match af krav)

1) Bestemmelse af kerneparametre

• Valg af område: Vælg en model med et område på 1,3–1,6 gange den faktiske maksimale belastning (f.eks. ved en maksimal belastning på 5 t kan en 6,5–8 t sensor vælges) for at reservere plads til stødbelastning og sikkerhedsmargin.

• Nøjagtighedsklasse: Vælg klasse C3 (fejl ≤ ±0,02 %FS) til industriel metrologi, klasse C6 (fejl ≤ ±0,03 %FS) til almindelig overvågning og en model i klasse C3 med en responstid ≤ 7 ms til dynamisk veje.

• Signaltype: Vælg analoge signaler (4-20 mA) til traditionelle styresystemer, digitale signaler (RS485) til intelligente systemer og modeller med trådløse transmitteringsmoduler til industrielle IoT-scenarier.

2) Valg af miljøtilpasning

• Temperatur: Vælg almindelige modeller til normale scenarier (-20 °C ~ 60 °C), modeller med højtemperaturkompensation til højtemperaturscenarier (60 °C ~ 120 °C) og kuldebestandige modeller til lavtemperaturscenarier (-40 °C ~ -20 °C).

• Medium: Vælg legeret stål (niklepladeret) til tørre omgivelser, rustfrit stål 304 til fugtige / svagt korrosive omgivelser og rustfrit stål 316L til stærkt korrosive omgivelser (syrer- og baseløsninger).

• Beskyttelsesklasse: ≥IP66 til indendørs tørre omgivelser, ≥IP67 til udendørs/fugtige omgivelser og ≥IP68 til undervands- eller støvintensive omgivelser.

3) Installation og systemkompatibilitet

• Monteringsmetode: Vælg boltbefastning til bundmontering af udstyr, flangeforbindelse til sideinstallation; når flere sensorer anvendes i et vægtesystem, vælges digitale modeller med understøttelse af adressekodning for at undgå signalkonflikter.

• Kompatibilitet: Bekræft, at sensorsignalet svarer til kommunikationsprotokollen for den eksisterende måler/PLC. For Siemens PLC bør man prioritere modeller, der understøtter Profibus-protokollen, for at reducere integrationsvanskeligheder.

4) Bekræftelse af yderligere krav

• Certificeringskrav: Eksplosionsfaste scenarier kræver tilsvarende eksplosionsfast certificeringsgrad (Ex d I til kulminer, Ex ia IIC T6 til kemiske industrier), målescenarier kræver CMC-certificering, og produkter til eksport kræver OIML-certificering.

• Særlige funktioner: Til dynamisk vægning bør en stødfast forstærket type (stødbelastning ≥300 %FS) vælges; til fjernovervågning bør en model med NB-IoT/LoRa-modul vælges; til højtemperatur-scenarier bør en specialiseret model med temperaturkompensationschip vælges.

Opsummering

Bærestålen med belastningscelle har kernefordele som "præcision i mellemområdet, fleksibel installation og stor stødtålmodighed", og løser primært udfordringer som kantinstallation af udstyr, måling af koncentreret belastning og beskyttelse mod dynamiske stød i industrielle scenarier med mellemstor belastning. Brugeroplevelsen fokuserer på nem installation, problemfri vedligeholdelse og god systemkompatibilitet. Ved valg af model er det nødvendigt først at fastlægge de fire kernekrav: område, nøjagtighed, installationssted og miljø, for derefter at træffe en beslutning ud fra systemkompatibilitet og ekstra funktioner. Under brug bør tværkræfter og overbelastning undgås, og regelmæssig kalibrering skal følge de fastsatte retningslinjer for at sikre stabil drift over lang tid. Den er velegnet til industrielle materialstank, båndvåge, små og mellemstore vægte og andre lignende anvendelser og er den dominerende følerløsning inden for industrielle vejesystemer med lav til mellemstor belastning.