Celda de carga tipo columna CZL425H

Introducción del producto

El número de puntos celdas de carga son componentes sensibles a la fuerza basados en el principio de galga extensométrica. Generan deformación mediante la flexión de un cuerpo elástico cilíndrico bajo la acción de una fuerza, que luego se convierte en una señal eléctrica por medio de la galga extensométrica. Presentan alta rigidez, fuerte capacidad antiinterferencias, etc., y se utilizan ampliamente en escenarios de pesaje de carga media y pesada. A continuación se presentan los detalles desde las dimensiones principales para satisfacer las necesidades de producto selección, evaluación técnica y redacción de soluciones:

1. Características y funciones del producto

Características principales

• Diseño estructural: Elástomero cilíndrico (diámetro opcional de 10-100 mm), diseño de alta rigidez (alta frecuencia natural), gran capacidad antiexcentricidad/fuerza lateral (por lo general capaz de soportar fuerzas laterales del ±5% al ±10% de la carga nominal) y buena uniformidad de fuerza.

• El rendimiento de precisión: Grado de alta precisión (comúnmente C3, C6, con algunos modelos de gama alta que alcanzan C1), error de no linealidad ≤±0,01 %FS, error de repetibilidad ≤±0,005 %FS y pequeña deriva del cero (≤±0,002 %FS/℃).

• Materiales y Protección: Las opciones de material elastómero incluyen acero aleado (versión económica, resistencia a la fluencia ≥800 MPa) o acero inoxidable (304/316L, resistente a la corrosión), con grado de protección IP67/IP68 opcional, adecuado para entornos húmedos, polvorientos y ligeramente corrosivos.

• Compatibilidad de instalación: Ambos extremos tienen rosca (M12-M60) o conexión por brida, con un espacio de instalación compacto, adecuado para aplicaciones de fuerza vertical/axial, y se pueden conectar múltiples sensores en paralelo para formar una báscula (admite 4-8 sensores trabajando de forma sincrónica).

Funciones básicas

• Medición de Fuerza/Peso: Admite pesaje estático/dinámico (tiempo de respuesta dinámica ≤ 5 ms), con un amplio rango de medición (1 t - 500 t, algunos modelos personalizados pueden alcanzar 1000 t).

• Salida de señal: Proporciona señales analógicas (4 - 20 mA, 0 - 10 V) o señales digitales (RS485/Modbus, HART), compatibles con instrumentos de pesaje convencionales, PLCs y sistemas DCS.

• Funciones adicionales: Algunos modelos integran compensación de temperatura (rango de compensación de -20 °C a 80 °C), protección contra sobrecargas (150 % - 200 % de la carga nominal), certificación antideflagrante (Ex ia IIC T6) y diseño de protección contra rayos.

• Confiabilidad a largo plazo: Larga vida a fatiga (≥ 10⁶ ciclos de carga), buena estabilidad del punto cero y deriva anual ≤ ±0,01 %FS.

2. Problemas principales resueltos

•Precisión de medición insuficiente: Para abordar los problemas de bajo rendimiento ante cargas excéntricas y grandes fluctuaciones de datos en sensores tradicionales, se adopta una estructura de alta rigidez y tecnología precisa de adhesión de galgas extensométricas, asegurando que el error de medición ≤ ±0,02 %FS en condiciones de carga excéntrica.

•Mala adaptabilidad a entornos adversos: El material de acero inoxidable + diseño de protección IP68 resuelve los problemas de daño en sensores y deriva de señal en entornos con humedad, polvo y corrosión ácido-base (como silos químicos e instrumentos de pesaje al aire libre).

•Limitaciones de instalación y espacio: La estructura cilíndrica compacta + método de conexión flexible resuelven los problemas de espacio limitado para instalación y dificultad en la guía de fuerza axial en equipos grandes (como reactores y grúas).

•Estabilidad en la medición de cargas pesadas: El elastómero de alta rigidez + diseño de protección contra sobrecarga evitan la deformación permanente de los sensores en aplicaciones de carga media y pesada (como básculas para camiones y pesaje de contenedores en puertos), garantizando una fiabilidad prolongada en las mediciones.

•Problemas de compatibilidad del sistema: Se ofrecen múltiples modos de salida de señal para resolver dificultades de conexión con diferentes sistemas de control (como PLC Siemens y pantallas táctiles Kunlun Tongtai), eliminando la necesidad de convertidores de señal adicionales.

3. experiencia del usuario

•Conveniencia de instalación: Interfaces roscados/bridadas estandarizados, completos con llaves de instalación y pasadores de ubicación, permiten la instalación por una sola persona; en la parte inferior se reservan orificios de ajuste horizontal para facilitar la calibración de la dirección de la fuerza.

• Operación y Calibración: La calibración a cero es sencilla (poner a cero con un botón mediante el medidor), admite calibración con pesas estándar (proceso de calibración ≤ 10 minutos), y algunos modelos digitales pueden calibrarse remotamente mediante software.

• Bajo costo de mantenimiento: Diseño estructural sellado que elimina la necesidad de mantenimiento frecuente; galgas de Tensión están recubiertos con material impermeable, lo que resulta en tasas de falla bajas (tasa media anual de fallas ≤ 0,5 %); las piezas fácilmente reemplazables (como bloques terminales) pueden sustituirse individualmente.

• Retroalimentación de datos: Respuesta rápida de la señal, sin retraso de datos en escenarios de pesaje dinámico; los modelos digitales incluyen funciones integradas de diagnóstico de fallos (como alarma por sobrecarga, indicación de anomalía en el cableado) para una resolución rápida de problemas.

• Experiencia de compatibilidad: Compatible con más del 90 % de los instrumentos de pesaje y sistemas de control disponibles en el mercado, sin necesidad de modificar interfaces de hardware, conexión y uso inmediato; admite la conexión en paralelo de múltiples sensores con distribución automática de carga.

4. Escenarios Típicos de Uso

1) Pesaje Industrial y Metrología

• Silo/Tanque de Pesaje: Monitoreo del peso de silos de polvo/líquidos en las industrias química y de materiales de construcción, compatible con control de nivel y gestión de inventario (normalmente con 4 sensores instalados simétricamente).

• Báscula para Camiones/Báscula Ferroviaria: Pesaje de carga por carretera y ferrocarril, con una capacidad individual del sensor de 50-200 t, conectando múltiples sensores en paralelo para formar una plataforma de pesaje (por ejemplo, una báscula para camiones de 100 t comúnmente utiliza 4 sensores de 25 t).

• Reactor de Pesaje: Monitoreo en tiempo real del peso de reactores en las industrias farmacéutica y química, cooperando con el sistema de control para lograr un control preciso de la alimentación (se requieren sensores a prueba de explosiones).

2) Integración de Maquinaria y Equipos

• Protección contra sobrecarga en grúas/grúas puente: Supervisión de la capacidad de elevación de grúas en puertos y fábricas, activando una alarma cuando la carga excede el valor nominal (se requieren modelos con resistencia a vibraciones y respuesta rápida).

• Prensa/Máquina de ensayo: Medición de fuerza de presión/tracción en ensayos de resistencia de materiales, que requiere alta precisión (nivel C1) y alta respuesta dinámica (≤3 ms).

• Maquinaria de construcción: Pesaje por lotes en plantas mezcladoras de hormigón y protección contra sobrecarga en grúas torre, adecuado para entornos exteriores húmedos y con vibraciones (grado de protección ≥IP67).

3) Fabricación de instrumentos de pesaje

• Componentes principales de básculas de plataforma/básculas de suelo: Unidades sensoras principales de básculas de plataforma pequeñas y medianas (1-5 t) y básculas de suelo grandes (50-500 t), que requieren buena consistencia (error entre múltiples sensores ≤±0,01 %FS).

• Instrumentos de pesaje personalizados: como básculas electrónicas a prueba de explosiones y balanzas industriales resistentes a la corrosión, que utilizan materiales de acero inoxidable y sensores certificados contra explosiones, adecuados para las necesidades de industrias especiales.

4) Otros escenarios especiales

• Industria alimentaria/farmacéutica: sensores de acero inoxidable higiénicos (material 316L, superficie pulida), utilizados para el pesaje de materias primas y la medición de productos terminados, cumpliendo con los estándares GMP.

• Industria minera/metalúrgica: modelos personalizados para ambientes de alta temperatura (≤120℃), utilizados para el pesaje de tolvas de mineral y el monitoreo de peso de hornos metalúrgicos (que requieren función de compensación de alta temperatura).

5. Instrucciones de uso (Guía práctica)

1) Proceso de instalación

• Preparación: Limpie la superficie de instalación (asegúrese de que esté plana, libre de aceite, con un error de planitud ≤0,1 mm/m) e inspeccione el aspecto del sensor (sin deformaciones, bloques de terminales intactos). • Colocación y fijación: Instale el sensor verticalmente en el punto de carga para garantizar que la carga se transmita axialmente (evite fuerzas laterales); utilice una llave dinamométrica para apretar según el par especificado (20-50 N·m recomendado para sensores de acero aleado, 15-30 N·m para acero inoxidable).

• Especificaciones de cableado: Para señales analógicas (rojo - alimentación +, negro - alimentación -, verde - señal +, blanco - señal -), y para señales digitales, conecte según el protocolo Modbus; durante el cableado, manténgase alejado de líneas de alto voltaje (≥10 cm) para evitar interferencias electromagnéticas.

• Tratamiento de protección: En instalaciones al aire libre, agregue una cubierta contra la lluvia y selle las conexiones de cableado con conectores impermeables; en entornos corrosivos, aplique un recubrimiento anticorrosivo sobre la superficie del sensor.

2) Calibración y depuración

• Calibración de cero: Encienda la alimentación y caliente durante 30 minutos, luego presione el botón "cero" en el medidor para asegurar que la salida en cero esté dentro de ±0,001 %FS.

• Calibración con carga: Coloque pesos estándar (se recomienda que sean del 50 % y 100 % de la carga nominal), registre las lecturas del medidor y corrija el error mediante el medidor o el software (el error debe ser ≤ al error permitido correspondiente a la clase de precisión).

• Depuración dinámica: En escenarios de pesaje dinámico, pruebe el tiempo de respuesta del sensor, ajuste los parámetros de filtrado del medidor (normalmente la frecuencia de filtrado es de 5-10 Hz) para evitar fluctuaciones en los datos.

3) Mantenimiento rutinario

• Inspección regular: Limpie la superficie del sensor mensualmente, verifique si los cables están sueltos; calibre el punto cero una vez por trimestre y realice una calibración completa una vez al año.

• Manejo de fallas: Si ocurre una deriva de datos, verifique el voltaje de alimentación (debe ser estable entre 12-24 V CC); si no hay salida de señal, compruebe si el cableado es correcto o si el sensor está sobrecargado y dañado.

6. Método de selección (coincidencia precisa con los requisitos)

1) Determinación de parámetros principales

• Selección de rango: Seleccione un modelo con un rango 1,2 - 1,5 veces la carga máxima real (por ejemplo, para una carga máxima de 50 t, se puede seleccionar un sensor de 60 - 75 t), dejando margen para sobrecarga.

• Clase de precisión: Para metrología industrial, seleccione la clase C3 (error ≤ ±0,02 %FS); para pruebas de laboratorio, seleccione la clase C1 (error ≤ ±0,01 %FS); para monitoreo general, seleccione la clase C6 (error ≤ ±0,03 %FS).

• Tipo de señal: Las señales analógicas (4 - 20 mA) son adecuadas para instrumentos tradicionales, mientras que las señales digitales (RS485) son adecuadas para sistemas de control inteligente y permiten monitoreo remoto.

2) Selección según adaptabilidad ambiental

• Temperatura: Para escenarios normales (-20°C - 60°C), seleccione un modelo estándar; para escenarios de alta temperatura (60°C - 120°C), seleccione un modelo compensado para alta temperatura; para escenarios de baja temperatura (-40°C - -20°C), seleccione un modelo resistente a bajas temperaturas.

• Medio: Para entornos secos, seleccione acero aleado; para entornos húmedos/corrosivos, seleccione acero inoxidable 304/316L; para entornos altamente corrosivos (por ejemplo, soluciones ácido-base), seleccione Hastelloy.

• Clase de protección: Para entornos exteriores/húmedos, ≥ IP67; para entornos sumergidos o con alto contenido de polvo, ≥ IP68.

3) Instalación y compatibilidad del sistema

• Método de instalación: Para espacios limitados, seleccione conexiones roscadas; para cargas grandes, seleccione conexiones mediante brida; si existe riesgo de carga excéntrica, seleccione un modelo con diseño anti-carga excéntrica (error por carga excéntrica ≤ ±0,01 %FS).

• Compatibilidad: Confirme que la señal de salida del sensor coincida con los instrumentos/PLCs existentes; si es necesario conectar varios sensores en paralelo, seleccione un modelo digital que admita configuración de dirección.

4) Confirmación de Requisitos Adicionales

• Requisitos de Certificación: Para entornos a prueba de explosiones se requiere certificación Ex ia IIC T6; en la industria alimentaria se requieren certificaciones FDA/GMP; en aplicaciones de metrología se requiere CMC (Certificado de Aprobación de Tipo de Instrumento de Metrología).

• Funciones Especiales: Para pesaje dinámico, seleccione un modelo con tiempo de respuesta ≤ 5 ms; para monitoreo remoto, seleccione un modelo inteligente con transmisión inalámbrica (LoRa/NB-IoT).

RESUMEN

Las celdas de carga de columna presentan «alta rigidez, antiparasitismo y amplio rango» como sus principales ventajas, abordando principalmente problemas como el pesaje preciso, la adaptación a entornos adversos y la compatibilidad con el sistema en escenarios de carga media y pesada. La experiencia del usuario se centra en una instalación sencilla, mantenimiento fácil y datos estables. Al seleccionar una celda de carga, es necesario definir primero los tres requisitos fundamentales de rango, precisión y entorno, y luego tomar una decisión combinando el método de instalación y la compatibilidad con el sistema; durante su uso, es imprescindible seguir estrictamente los principios de instalación axial y de calibración periódica para garantizar la fiabilidad a largo plazo. Son adecuadas para campos como la metrología industrial, la integración mecánica y la fabricación de instrumentos de pesaje, y constituyen el tipo de sensor preferido para aplicaciones de pesaje en cargas medias y pesadas.

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