Säulentyp-Wägezelle CZL425

Produkteinführung

Spalte lastwagenwaagen sind kraftempfindliche Komponenten, die auf dem Prinzip des Dehnungsmessstrebens basieren. Sie erzeugen Dehnung durch die Verformung eines zylindrischen elastischen Körpers unter Krafteinwirkung, die anschließend vom Dehnungsmessstreifen in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Sie zeichnen sich durch hohe Steifigkeit, starke Störfestigkeit usw. aus und werden häufig in mittleren bis schweren Wägeanwendungen eingesetzt. Die folgenden Details werden entlang der Kernmerkmale dargestellt, um die Anforderungen von produkt auswahl, technische Bewertung und Lösungserstellung zu erfüllen:

1. Produktmerkmale und Funktionen

Kernmerkmale

• Konstruktiver Aufbau: Zylindrischer elastischer Körper (Durchmesser 10–100 mm wahlweise), hochfeste Konstruktion (hohe Eigenfrequenz), starke Fähigkeit zur Aufnahme von exzentrischen Lasten/Seitenkräften (kann üblicherweise Seitenkräfte von ±5 % – ±10 % der Nennlast aufnehmen) und gute Kraftverteilungsgleichmäßigkeit.

• Präzisionsleistung: Hohe Genauigkeitsklasse (üblicherweise C3, C6, bei einigen High-End-Modellen bis C1), Nichtlinearitätsfehler ≤ ±0,01 % FS, Wiederholgenauigkeit ≤ ±0,005 % FS und geringe Nullpunktdrift (≤ ±0,002 % FS/°C).

• Material und Schutz: Das Material des elastischen Körpers kann aus Vergütungsstahl (wirtschaftliche Variante, Streckgrenze ≥ 800 MPa) oder Edelstahl (304/316L, korrosionsbeständig) gewählt werden, optional mit Schutzart IP67/IP68, geeignet für feuchte, staubige und leicht korrosive Umgebungen.

• Montagekompatibilität: Beide Enden sind gewinde- (M12 - M60) oder flanschverbunden, mit kompakter Einbauraumgestaltung, geeignet für vertikale/axiale Kraftanwendungen, und mehrere Einheiten können parallel verbunden werden, um eine Waage zu bilden (unterstützt 4 - 8 Sensoren, die synchron arbeiten).

Kernfunktionen

• Kraft-/Gewichtsmessung: Unterstützt statische/dynamische Wägung (dynamische Ansprechzeit ≤ 5 ms) mit großem Messbereich (1 t – 500 t, bei einigen kundenspezifischen Modellen bis 1000 t).

• Signalausgang: Liefert analoge Signale (4 - 20 mA, 0 - 10 V) oder digitale Signale (RS485/Modbus, HART), kompatibel mit gängigen Wägeinstrumenten, SPS- und DCS-Systemen.

• Zusatzfunktionen: Einige Modelle verfügen über integrierte Temperaturkompensation (-20 °C ~ 80 °C Kompensationsbereich), Überlastschutz (150 % - 200 % der Nennlast), explosionsgeschützte Zertifizierung (Ex ia IIC T6) und Blitzschutzdesign.

• Langlebige Zuverlässigkeit: Lange Ermüdungslebensdauer (≥ 10⁶ Lastwechsel), gute Nullpunktstabilität und jährliche Drift ≤ ±0,01 %FS.

2. Gelöste Kernprobleme

• Unzureichende Messgenauigkeit: Um die Probleme geringer Exzentrizitätslastfestigkeit und großer Datenfluktuationen bei herkömmlichen Sensoren zu lösen, werden eine hochfeste Konstruktion und präzise Dehnungsmessstreifen-Klebetechnologie eingesetzt, um sicherzustellen, dass der Messfehler unter exzentrischer Belastung ≤ ±0,02 %FS beträgt.

• Geringe Anpassungsfähigkeit an raue Umgebungen: Edelstahlmaterial + IP68-Schutzdesign lösen die Probleme von Sensorschäden und Signaldrift in Szenarien mit Feuchtigkeit, Staub und Säure-Basen-Korrosion (wie z. B. chemische Silos und Wägegeräte im Außenbereich).

• Installations- und Platzbeschränkungen: Kompakte zylindrische Bauform + flexible Verbindungsmethoden lösen die Probleme begrenzten Bauraums und schwieriger axialer Krafteinleitung bei großen Anlagen (wie z. B. Reaktionskesseln und Kränen).

• Stabilität bei der Schwerlastmessung: Hochfester Elastomer + Überlastschutzdesign verhindern eine bleibende Verformung der Sensoren in mittleren und schweren Lastszenarien (wie z. B. Lkw-Waagen und Containerwaagen in Häfen) und gewährleisten langfristige Messzuverlässigkeit.

• Systemkompatibilitätsprobleme: Mehrere Signalausgangsmodi stehen zur Verfügung und lösen die Anbindungsprobleme an unterschiedliche Steuersysteme (wie z. B. Siemens PLC und Kunlun Tongtai Touchscreen), ohne dass zusätzliche Signalwandler benötigt werden.

3. Benutzererfahrung

• Montagekomfort: Standardisierte Gewinde-/Flanschanschlüsse mit passenden Montagewerkzeugen und Zentrierstiften ermöglichen die Installation durch eine einzelne Person; horizontale Justierlöcher am Boden sind vorgesehen, um die Kalibrierung der Kraftrichtung zu erleichtern.

• Betrieb und Kalibrierung: Die Nullabgleichung ist einfach (ein-Tasten-Nullstellung über das Gerät), unterstützt die Kalibrierung mit Standardgewichten (Kalibrierdauer ≤10 Minuten) und bei einigen digitalen Modellen ist eine Fernkalibrierung über Software möglich.

• Geringe Wartungskosten: Durch die geschlossene Bauweise entfällt die Notwendigkeit einer häufigen Wartung; dehnungsmessgeräte sind mit einer feuchtigkeitsbeständigen Beschichtung versehen, was zu einer geringen Ausfallrate führt (durchschnittliche jährliche Ausfallrate ≤0,5 %); leicht austauschbare Teile (wie z. B. Klemmenblöcke) können einzeln ersetzt werden.

• Datenrückmeldung: Schnelle Signalreaktion, keine Datenverzögerung in dynamischen Wägeanwendungen; digitale Modelle verfügen über integrierte Fehlerdiagnosefunktionen (wie Überlastalarm und Hinweis auf fehlerhafte Verdrahtung), die eine einfache und schnelle Fehlerbehebung ermöglichen.

• Kompatibilitätserfahrung: Kompatibel mit über 90 % der Wiegeinstrumente und Steuersysteme auf dem Markt, keine Notwendigkeit zur Änderung der Hardware-Schnittstellen, Plug-and-Play; unterstützt die parallele Anbindung mehrerer Sensoren mit automatischer Lastverteilung.

4. Typische Anwendungsszenarien

1) Industrielles Wiegen und Messtechnik

• Silo/Tank-Wiegung: Überwachung des Gewichts von Pulver/Flüssigkeitssilos in der chemischen Industrie und der Baustoffindustrie, Unterstützung der Füllstandregelung und Bestandsverwaltung (normalerweise mit 4 Sensoren symmetrisch installiert).

• Fahrzeugwaage / Bahnwaage: Wägung von Straße- und Schienenfracht, mit einer Einzelsensor-Kapazität von 50–200 t, mehrere Sensoren parallel geschaltet, um eine Wägeplattform zu bilden (z. B. werden bei einer 100-t-Fahrzeugwaage üblicherweise 4 25-t-Sensoren verwendet).

• Reaktorwaagen: Echtzeit-Gewichtsüberwachung von Reaktoren in der pharmazeutischen und chemischen Industrie, Zusammenarbeit mit dem Steuersystem zur präzisen Steuerung der Beschickung (explosionsgeschützte Sensoren erforderlich).

2) Maschinen- und Anlagenintegration

• Überlastschutz für Krane/Brückenkrane: Überwachung der Hubkapazität von Kranen in Häfen und Fabriken, Auslösung eines Alarms, wenn die Last den Nennwert überschreitet (Modelle mit Schwingungsbeständigkeit und schneller Ansprechzeit erforderlich).

• Presse/Prüfmaschine: Messung von Druck-/Zugkräften bei Werkstoffprüfungen, erfordert hohe Genauigkeit (C1-Niveau) und hohe dynamische Ansprechgeschwindigkeit (≤3 ms).

• Baumaschinen: Wiegen von Zutaten in Betonmischwerken und Überlastschutz von Turmdrehkranen, geeignet für feuchte und vibrationsbelastete Außenbereiche (Schutzart ≥IP67).

3) Herstellung von Wägeinstrumenten

• Kernelemente von Tischwaagen/Bodenwaagen: Kern-Sensoreinheiten von kleinen und mittleren Tischwaagen (1–5 t) und großen Bodenwaagen (50–500 t), erfordern gute Konsistenz (Abweichung mehrerer Sensoren ≤±0,01 % FS).

• Kundenspezifische Wägegeräte: Beispielsweise explosionsgeschützte elektronische Waagen und korrosionsbeständige Industriewaagen, unter Verwendung von Edelstahlmaterialien und zertifizierten explosionsgeschützten Sensoren zur Erfüllung der Anforderungen spezieller Branchen.

4) Weitere Spezialszenarien

• Lebensmittel-/Pharmazeutische Industrie: Hygienische Edelstahlsensoren (Material 316L, polierte Oberfläche), verwendet zur Wiege von Rohstoffen und Dosierung von Fertigprodukten, gemäß GMP-Normen.

• Bergbau/Metallurgie-Industrie: Kundenspezifische Modelle für Hochtemperaturumgebungen (≤120℃), verwendet zur Wägung von Erztrögen und Überwachung des Gewichts von metallurgischen Öfen (erfordert Funktion zur Temperaturkompensation).

5. Gebrauchsanweisung (Praktischer Leitfaden)

1) Installationsprozess

• Vorbereitung: Reinigen Sie die Montageoberfläche (stellen Sie sicher, dass sie eben, frei von Ölverschmutzungen und mit einer Ebenheitsabweichung ≤0,1 mm/m ist) und prüfen Sie das Aussehen des Sensors (keine Verformung, intakte Anschlussblöcke).

• Positionierung und Befestigung: Den Sensor senkrecht am Kraftangriffspunkt montieren, um eine axiale Kraftübertragung sicherzustellen (seitliche Kräfte vermeiden); mit einem Drehmomentschlüssel gemäß dem vorgeschriebenen Drehmoment anziehen (20–50 N·m empfohlen für Sensoren aus Vergütungsstahl, 15–30 N·m für Edelstahl).

• Verdrahtungsvorschrift: Für analoge Signale (rot – Versorgung +, schwarz – Versorgung -, grün – Signal +, weiß – Signal -), digitale Signale gemäß Modbus-Protokoll verdrahten; Verkabelung mindestens 10 cm von Leitungen mit hoher Leistung entfernt führen, um elektromagnetische Störungen zu vermeiden.

• Schutzbehandlung: Bei Außeninstallation einen Regenschutz anbringen und die Verkabelungsanschlüsse mit wasserdichten Steckverbindern abdichten; in korrosiven Umgebungen eine Korrosionsschutzbeschichtung auf die Sensoroberfläche auftragen.

2) Kalibrierung und Inbetriebnahme

• Nullabgleich: Gerät einschalten und 30 Minuten vorheizen, dann die „Null“-Taste am Messgerät drücken, um sicherzustellen, dass die Nullanzeige innerhalb von ±0,001 % FS liegt.

• Lastkalibrierung: Standardgewichte anbringen (empfohlen sind 50 % und 100 % der Nennlast), den Anzeigewert des Messgeräts aufzeichnen und den Fehler über das Messgerät oder eine Software korrigieren (der Fehler muss ≤ dem zulässigen Fehler der entsprechenden Genauigkeitsklasse sein).

• Dynamische Inbetriebnahme: In einer dynamischen Wiegungssituation die Ansprechzeit des Sensors testen und die Filterparameter des Messgeräts anpassen (üblicherweise beträgt die Filterfrequenz 5–10 Hz), um Datenfluktuationen zu vermeiden.

3) Regelmäßige Wartung

• Regelmäßige Inspektion: Oberfläche des Sensors monatlich reinigen, prüfen, ob die Verkabelung locker ist; Nullpunkt einmal pro Quartal kalibrieren und einmal jährlich eine vollständige Kalibrierung durchführen.

• Störungsbehebung: Tritt eine Drift der Messwerte auf, Spannung der Stromversorgung prüfen (sollte stabil bei 12–24 V DC liegen); liegt kein Signal aus, Prüfung, ob die Verkabelung korrekt ist oder ob der Sensor überlastet und beschädigt ist.

6. Auswahlverfahren (genaue Anpassung an die Anforderungen)

1) Festlegung der Kernparameter

• Bereichsauswahl: Wählen Sie das Modell entsprechend 1,2 bis 1,5-facher tatsächlicher Maximalbelastung aus (z. B. bei einer Maximalbelastung von 50 t kann ein Sensor mit 60–75 t gewählt werden), um eine Überlastreserve einzuplanen.

• Genauigkeitsklasse: Für industrielle Messtechnik Klasse C3 wählen (Fehler ≤ ±0,02 % FS); für Laborprüfungen Klasse C1 (Fehler ≤ ±0,01 % FS); für allgemeine Überwachungsaufgaben Klasse C6 (Fehler ≤ ±0,03 % FS).

• Signalsart: Analogsignal (4–20 mA) eignet sich für herkömmliche Messgeräte, digitales Signal (RS485) eignet sich für intelligente Steuerungssysteme und unterstützt die Fernüberwachung.

2) Auswahl basierend auf Umweltverträglichkeit

• Temperatur: Für normale Anwendungsbereiche (−20 °C bis 60 °C) wählen Sie das Standardmodell; für Hochtemperaturanwendungen (60 °C bis 120 °C) wählen Sie das hochtemperaturkompensierte Modell; für Tieftemperaturanwendungen (−40 °C bis −20 °C) wählen Sie das kältebeständige Modell.

• Umgebung: Bei trockenen Umgebungen legen Sie legierten Stahl zugrunde; bei feuchten/korrosiven Umgebungen wählen Sie Edelstahl 304/316L; bei stark korrosiven Umgebungen (z. B. saure/alkalische Lösungen) wählen Sie Material aus Hastelloy.

• Schutzklasse: Für Außeneinsatz oder feuchte Umgebungen ≥IP67; für Unterwasser- oder staubintensive Umgebungen ≥IP68.

3) Installation und Systemkompatibilität

• Montagemethode: Bei beengtem Platz wählen Sie die Gewindeverbindung; bei hohen Lasten wählen Sie die Flanschverbindung; bei Gefahr einer exzentrischen Belastung wählen Sie ein Modell mit Anti-Exzentrizitätslast-Design (Exzentrizitätsfehler ≤ ±0,01 %FS).

• Kompatibilität: Stellen Sie sicher, dass das Ausgangssignal des Sensors mit den vorhandenen Instrumenten/SPS kompatibel ist; wenn mehrere Sensoren parallel angeschlossen werden müssen, wählen Sie ein digitales Modell mit Adressierungsfunktion.

4) Bestätigung zusätzlicher Anforderungen

• Zertifizierungsanforderungen: Für explosionsgeschützte Anwendungen ist die Zertifizierung Ex ia IIC T6 erforderlich; für die Lebensmittelindustrie sind FDA/GMP-Zertifizierungen erforderlich; für messtechnische Anwendungen ist die CMC-Zertifizierung (Zulassungsbescheinigung für Messgeräte) erforderlich.

• Spezielle Funktionen: Für dynamische Wägung wählen Sie ein Modell mit einer Ansprechzeit ≤ 5 ms; für die Fernüberwachung wählen Sie ein intelligentes Modell mit drahtloser Übertragung (LoRa/NB-IoT).

Zusammenfassung

Säulendruckaufnehmer zeichnen sich durch die Kernvorteile „hohe Steifigkeit, Störfestigkeit und großer Messbereich“ aus und lösen hauptsächlich Probleme wie genaue Wägung, Anpassung an raue Umgebungen und Systemkompatibilität in mittleren und schweren Belastungsszenarien. Die Benutzererfahrung steht im Zeichen einfacher Montage, geringem Wartungsaufwand und stabiler Daten. Bei der Auswahl eines Druckaufnehmers müssen zunächst die drei Kernanforderungen Messbereich, Genauigkeit und Umgebung geklärt werden, um danach unter Berücksichtigung der Montagemethode und der Systemkompatibilität eine Entscheidung zu treffen; im Betrieb ist strikt auf die Einhaltung der axialen Krafteinleitung und regelmäßige Kalibrierung zu achten, um langfristige Zuverlässigkeit sicherzustellen. Er eignet sich für Bereiche wie industrielle Messtechnik, mechanische Integration und Waagenherstellung und ist der bevorzugte Sensortyp für Wägeszenarien mit mittlerer und hoher Last.

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