Celda de carga tipo columna CZL110

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: Elástómero cilíndrico (diámetro opcional de 10 - 100 mm), diseño de alta rigidez (alta frecuencia natural), gran capacidad anti-carga descentrada/fuerza lateral (normalmente puede soportar fuerzas laterales de ±5% - ±10% de la carga nominal), buena uniformidad de fuerza.
• El rendimiento de precisión: Alta precisión (comúnmente grado C3, C6, algunos modelos de gama alta alcanzan C1), error de no linealidad ≤ ±0,01%FS, error de repetibilidad ≤ ±0,005%FS, baja deriva del cero (≤ ±0,002%FS/℃).
• Materiales y Protección: El material elastómero puede seleccionarse entre acero aleado (modelo económico, resistencia a la fluencia ≥800 MPa) o acero inoxidable (304/316L, resistente a la corrosión), con grado de protección IP67/IP68 opcional, adecuado para ambientes húmedos, polvorientos y ligeramente corrosivos. • Compatibilidad de instalación: extremos con roscas (M12 - M60) o conexiones de brida, espacio de instalación compacto, adecuado para aplicaciones con fuerzas verticales/axiales, varios sensores pueden conectarse en paralelo para formar una báscula (admite 4 - 8 sensores trabajando de forma sincrónica).

Función principal

• Medición de Fuerza/Peso: Admite pesaje estático/dinámico (tiempo de respuesta dinámico ≤ 5 ms), con un amplio rango (1 t - 500 t, algunos modelos personalizados pueden alcanzar las 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.
• Características adicionales: Algunos modelos integran compensación de temperatura (rango de compensación de -20 °C a 80 °C), protección contra sobrecarga (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 insuficiente en la medición: 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 adherencia de galgas extensométricas, garantizando que el error de medición bajo condiciones de carga excéntrica sea ≤±0,02 %FS.

• Mala adaptabilidad a entornos adversos: El diseño con material de acero inoxidable + protección IP68 resuelve los problemas de daño del sensor y deriva de señal en escenarios con humedad, polvo y corrosión ácido-base (como silos químicos y equipos 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, resolviendo el problema de conexión con diferentes sistemas de control (como PLC Siemens y pantallas táctiles Kunlun Tongtai) sin necesidad de convertidores de señal adicionales.

3. experiencia del usuario

• Comodidad de instalación: Interfaces roscados/bridadas estandarizados, completos con llaves de instalación y pasadores de ubicación, permiten que una sola persona realice la instalación; se reservan orificios de ajuste horizontal en la parte inferior 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 una baja tasa de fallas (tasa promedio anual de fallas ≤ 0,5 %); las piezas vulnerables (como los bloques de terminales) pueden reemplazarse 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, aviso de anomalía en el cableado) para facilitar y agilizar la resolución 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 aplicación

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, y múltiples sensores conectados en paralelo para formar una plataforma de pesaje (por ejemplo, una báscula para camiones de 100 t utiliza comúnmente 4 sensores de 25 t).

• Pesaje de reactores: Monitorización 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 de materiales (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 (Clase C1) y alta respuesta dinámica (≤3 ms).

• Maquinaria de construcción: Pesaje de ingredientes 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: Por ejemplo, básculas electrónicas a prueba de explosiones y básculas industriales resistentes a la corrosión, que utilizan materiales de acero inoxidable y sensores certificados contra explosiones para satisfacer las necesidades de industrias especiales.

4) Otros escenarios especiales

• Industria alimentaria/farmacéutica: Sensores de acero inoxidable grado higiénico (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 pesar tolvas de mineral y monitorear el peso de hornos metalúrgicos (requiere función de compensación de alta temperatura).

5) Instrucciones de uso (Guía práctica)

1) Proceso de instalación

• Preparación: Limpiar la superficie de instalación (asegurarse de que sea plana, libre de aceite y con un error de planitud ≤0,1 mm/m) y verificar el estado externo del sensor (sin deformaciones, terminales de conexión intactos).

• Posicionamiento 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 apretarlo según el par especificado (se recomienda 20-50 N·m para sensores de acero aleado, 15-30 N·m para sensores de acero inoxidable).

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

• Tratamiento de protección: Para instalación en exteriores, agregue una cubierta contra la lluvia y selle la conexión del cableado con un conector impermeable; aplique un recubrimiento anticorrosivo sobre la superficie del sensor en entornos corrosivos.

2) Calibración y ajuste

• 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 de carga: Coloque pesos estándar (se recomienda que sean el 50% y el 100% de la carga nominal), registre el valor indicado por el 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 un escenario de pesaje dinámico, pruebe el tiempo de respuesta del sensor y 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 de rutina

• 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 en los datos, verifique el voltaje de la fuente de alimentación (debe ser estable entre 12-24 V CC); si no hay salida de señal, revise si la conexión es correcta o si el sensor está sobrecargado o 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 la 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 o húmedos, ≥IP67; para entornos sumergidos o con alta presencia de polvo, ≥IP68.

3) Instalación y Compatibilidad del Sistema

• Método de instalación: para espacios limitados, seleccione conexión roscada; para cargas pesadas, seleccione conexión por brida; si existe riesgo de carga excéntrica, seleccione un modelo con diseño anti-carga excéntrica (error de 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 la certificación Ex ia IIC T6; para la industria alimentaria, se requiere la certificación FDA/GMP; para aplicaciones de metrología, se requiere el 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 tienen como ventajas principales la "alta rigidez, antiparasitismo y amplio rango", resolviendo principalmente problemas como el pesaje preciso, la adaptación a entornos adversos y la compatibilidad del sistema en escenarios de carga media y pesada. La experiencia del usuario se centra en una instalación sencilla, mantenimiento fácil y datos estables. Al seleccionarlas, es necesario definir primero los tres requisitos clave de rango, precisión y entorno, y luego tomar decisiones según el método de instalación y la compatibilidad con el sistema; durante su uso, es imprescindible seguir estrictamente los principios de instalación axial y la calibración periódica para garantizar una fiabilidad a largo plazo. Es adecuada para campos como la metrología industrial, la integración mecánica, la fabricación de instrumentos de pesaje, entre otros, siendo el tipo de sensor preferido en aplicaciones de pesaje de carga media y pesada.

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