سنسور الاستومر CZL201

معرفی محصول

سلول بار نوع اسپوک، عنصر تشخیص حساس به نیرو است که بر اساس اصل مقاومت کرنشی عمل می‌کند و الاستومر به شکل اسپوک را به عنوان ساختار اصلی خود دارد. هنگامی که تحت نیرو قرار می‌گیرد، تغییر شکل الاستومر باعث حرکت گیج کرنش شده و در نتیجه تغییری در مقاومت ایجاد می‌شود که سپس به یک سیگنال الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌شود. این دستگاه تلفیقی از مزایایی مانند ساختار فشرده و ظرفیت عالی در مقابل بار غیرمتمرکز است و به طور گسترده در سناریوهای وزن‌گیری با بار متوسط تا پایین و در فضاهای محدود استفاده می‌شود. در ادامه توضیح دقیقی از ابعاد اصلی ارائه شده است تا به نیازهای محصول انتخاب، ارزیابی فنی و تهیه راه‌حل پاسخ دهند:

1. ویژگی‌ها و عملکردهای محصول

ویژگی های اصلی

• طراحی ساختاری: از ساختار یکپارچه از نوع دنده‌ای استفاده می‌کند (ریم و هاب توسط دنده‌ها به هم متصل شده‌اند که ارتفاع آن معمولاً بین ۲۰ تا ۸۰ میلی‌متر است)، با توزیع یکنواخت سفتی، مقاومت عالی در برابر بارهای خارج از مرکز/نیروی جانبی (قابلیت تحمل نیروی بار خارج از مرکز در محدوده ±15% - ±20% بار نامی)، پراکندگی مؤثر ضربه‌های ناشی از بارهای غیرمحوری و پایداری قوی در تحمل نیرو.

• عملکرد دقیق: سطوح دقت از C2 تا C6 را پوشش می‌دهد، که مدل‌های رایج به دقت C3 می‌رسند. خطای غیرخطی ≤ ±0.02%FS، خطای تکرارپذیری ≤ ±0.01%FS، دریفت صفر در حد ≤ ±0.003%FS/°C کنترل می‌شود و دقت خوبی در شرایط بارهای پویا و قطع‌وشامل حفظ می‌شود.

• مواد و حفاظت: الاستومر معمولاً از فولاد آلیاژی (استحکام تسلیم ≥ 900 MPa) یا فولاد ضدزنگ 304/316L ساخته می‌شود و سطح آن با پسیویت شدن یا روکش نیکل مقاومت بهتری در برابر خوردگی پیدا می‌کند؛ سطح حفاظت معمولاً IP66/IP67 است و مدل‌های سفارشی خاص می‌توانند به IP68 برسند که برای محیط‌های صنعتی مرطوب و گرد و غبار مناسب هستند.

• سازگاری نصب: صورت‌های بالایی و پایینی از بستن با پیچ یا اتصال فلنج استفاده می‌کنند، که برخی مدل‌ها قابلیت تطبیق ر threads را دارند، ارتفاع نصب پایین (حداقل تا 18 میلی‌متر)، مناسب برای فضاهای باریک که عمدتاً تحت نیروهای عمودی هستند، و می‌تواند به صورت مستقل یا در ترکیب‌های چندگانه استفاده شود.

توابع اصلی

• تشخیص مقدار وزن/نیرو: پشتیبانی از وزن‌گیری استاتیک و وزن‌گیری شبه‌دینامیک (زمان پاسخ ≤ 8 میلی‌ثانیه)، با محدوده اندازه‌گیری از 0.1 تن تا 200 تن، و کاربردهای معمول عمدتاً در محدوده 1 تا 50 تن متمرکز شده‌اند. برخی مدل‌های سفارشی می‌توانند نیازهای خاص بالای 200 تن را نیز برآورده کنند.

• خروجی سیگنال: سیگنال‌های آنالوگ استاندارد (4 تا 20 میلی‌آمپر، 0 تا 5 ولت، 0 تا 10 ولت) و سیگنال‌های دیجیتال (RS485/Modbus RTU) ارائه می‌دهد، و برخی مدل‌های هوشمند از پروتکل CANopen نیز پشتیبانی می‌کنند و امکان اتصال مستقیم به PLC، DCS و سیستم‌های مدیریت وزن را فراهم می‌آورند.

• عملکردهای اضافی: دارای جبران دمایی در محدوده دمایی گسترده (-30°C تا 80°C)، دارای حفاظت در برابر بار اضافی (150% تا 250% بار نامی)، مدل‌های ضد انفجار دارای گواهی Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga، و برخی مدل‌ها دارای طراحی داخلی کابل ضد کشش هستند.

• قابلیت اطمینان بلندمدت: طول عمر خستگی ≥ 10⁷ سیکل بار، پایداری عالی در عملکرد مداوم تحت بار نامی، پرش سالانه ≤ ±0.015%FS، مناسب برای کار مداوم بلندمدت در سناریوهای صنعتی.

2. مشکلات اصلی حل‌شده

• اندازه‌گیری نادرست در شرایط بار خارج از مرکز: برای رفع مشکل خطای زیاد سنسورهای سنتی در شرایط بار غیرمحوری، با بهینه‌سازی انتقال نیرو در ساختار نوع اسپوک، خطای بار خارج از مرکز در حدود ±0.03%FS کنترل شده است و بدین ترتیب مشکلات دقت در مواردی مانند خروج از مرکز سیلو و ضربه مواد حل شده است.

• نصب دشوار در فضاهای محدود: با استفاده از ویژگی‌های ساختاری «کوتاه و ضخیم» (قطر 50 تا 200 میلی‌متر، ارتفاع 20 تا 80 میلی‌متر)، مشکل سازگاری نصب در سناریوهای با محدودیت فضا مانند داخل تجهیزات، دستگاه‌های کوچک وزن‌سنجی و ماژول‌های تعبیه‌شده وزن‌سنجی را حل می‌کند و نیازی به فضای اضافی ندارد.

• مستعد آسیب در برابر لرزش و ضربه : توزیع تنش در المنت مدل دوختی (اسپوک)، یکنواخت‌تر است و مقاومت ضربه‌ای آن نسبت به سنسورهای نوع ستونی بیش از ۳۰٪ بهبود یافته است که به طور مؤثری از تغییر شکل دائمی سنسور در شرایطی مانند لرزش مکانیکی و برخورد مواد جلوگیری کرده و عمر مفید آن را افزایش می‌دهد.

• انطباق‌پذیری ناکافی با سناریوهای متعدد: با ارتقاء مواد (مثلاً فولاد ضدزنگ ۳۱۶L) و محافظت تقویت‌شده (IP68)، مشکل خوردگی سنسورها در محیط‌های مرطوب و خورنده مانند فرآوری مواد غذایی و اختلاط شیمیایی حل شده و همچنین مدل ضدانفجار، الزامات ایمنی در محیط‌های قابل اشتعال و انفجاری را برآورده می‌کند.

• یکپارچه‌سازی و اتصال سیستم پیچیده و دشوار: این دستگاه از انواع خروجی‌های سیگنال و پروتکل‌های صنعتی رایج پشتیبانی می‌کند، مشکلات سازگاری با برندهای مختلف PLC (مانند میتسوبیشی، اشنایدر) و دستگاه‌های وزن‌سنجی را حل می‌کند و نیاز به سرمایه‌گذاری در تجهیزات میانی مانند مبدل‌های سیگنال را کاهش می‌دهد.

۳. تجربه کاربر

• راحتی نصب: سوراخ‌های نصب استاندارد در سطح انتهایی و سطوح مرجع موقعیت‌یابی، همراه با واشرهای نصب اختصاصی و پیچ‌های محکم‌کننده، امکان موقعیت‌یابی افقی را بدون نیاز به ابزارهای تراز حرفه‌ای فراهم می‌کنند و یک نفر می‌تواند نصب و راه‌اندازی یک سنسور را در عرض ۳۰ دقیقه تکمیل کند.

• عملکرد و کالیبراسیون: این دستگاه از صفرکردن با یک دکمه و کالیبراسیون دو نقطه‌ای در دستگاه پشتیبانی می‌کند، فرآیند کالیبراسیون را ساده می‌سازد (فقط نیاز به وزنه‌های استاندارد ۲۰٪ و ۱۰۰٪ بار نامی دارد) و مدل دیجیتالی امکان کالیبراسیون از راه دور و پیکربندی پارامترها را از طریق نرم‌افزار کامپیوتر مرکزی فراهم می‌کند و آستانه عملیاتی را کاهش می‌دهد.

• هزینه نگهداری پایین: ساختار کاملاً درزبندی‌شده، نفوذ گرد و غبار و رطوبت را کاهش می‌دهد و نرخ متوسط سالانه خرابی ≤0.3% است؛ بلوک ترمینال دارای طراحی ضد بازشدن است و رابط کابل دارای درزبندی ضد آب و ضد گرد و غبار می‌باشد که تنها به تمیزکاری فصلی و بازدید نقطه صفر در استفاده روزانه نیاز دارد و بار کاری نگهداری بسیار پایین است.

• بازخورد داده‌ها: نوسان داده‌های وزن‌گیری استاتیکی ≤±0.005%FS است و در سناریوهای شبه پویا تأخیر قابل توجهی وجود ندارد؛ مدل دیجیتال دارای ماژول تشخیص خطا درونی است که می‌تواند بازخورد بلادرنگی در مورد بار بیش‌ازحد، قطع اتصال، دمای غیرعادی و سایر وضعیت‌ها ارائه دهد و به این ترتیب محل‌یابی سریع مشکل را تسهیل می‌کند.

• تجربه سازگاری: این دستگاه با بیش از 95٪ از تجهیزات کنترل وزن موجود در بازار سازگار است، هنگام استفاده موازی چندین سنسور از توزیع خودکار بار پشتیبانی می‌کند و نیازی به ایزوله‌کننده‌های اضافی نیست؛ مدل هوشمند می‌تواند به‌صورت مستقیم به پلتفرم اینترنت اشیاء صنعتی متصل شود تا نظارت از راه دور بر داده‌ها امکان‌پذیر گردد.

4. سناریوهای کاربردی معمول

1) تولید تجهیزات وزن‌سنجی صنعتی
• مقیاس‌های کوچک و متوسط پالتی/کفی: واحدهای حسگری اصلی برای مقیاس‌های پالتی و کفی 1 تا 50 تنی، با ساختار فشرده مناسب برای نصب داخلی در تجهیزات وزن‌سنجی و ویژگی مقاوم در برابر بارهای غیرمرکزی که ثبات دقت را در موقعیت‌های مختلف وزن‌گیری تضمین می‌کند (به عنوان مثال، مقیاس‌های پالتی قیمت‌گذاری سوپرمارکت، مقیاس‌های کفی چرخشی کارگاهی).
• تجهیزات وزن‌سنجی سفارشی: مورد استفاده در ترازوی الکترونیکی ضدانفجار و مقیاس‌های شیمیایی مقاوم در برابر خوردگی، مواد 316L + گواهی ضدانفجار می‌تواند نیازهای صنایع خاص را برآورده کند و ساختار خرطومی قادر به تطبیق با طراحی‌های متنوع ساختاری تجهیزات وزن‌سنجی است.

2) ماشین‌آلات عمرانی و ساخت‌وساز
• وزن‌سنجی بیل‌های بارگیر/بیل‌های مکانیکی: در سیستم هیدرولیک سطل نصب می‌شود و به‌صورت غیرمستقیم با تشخیص فشار هیدرولیک وزن را اندازه‌گیری می‌کند. ساختار دوچرخه‌ای دارای توانایی قوی در مقابله با لرزش و ضربه است، در محیط‌های سخت کاری ماشین‌آلات ساخت‌وساز کاربرد دارد و دقت آن می‌تواند به ±0.5%FS برسد.
• پایش فشار در تکیه‌گاه‌های هیدرولیکی: پایش مقاومت کاری تکیه‌گاه‌های هیدرولیکی در معادن زغال‌سنگ، با استفاده از سنسورهای دیسکی ضدانفجار با درجه حفاظت IP67، قادر به عملکرد پایدار در طولانی‌مدت در محیط‌های گرد و غبار و مرطوب است و از داده‌های لازم برای ایمنی تکیه‌گاه‌ها پشتیبانی می‌کند.

3) کنترل فرآیند صنعتی
• وزن‌گیری مخازن/سیلوهای کوچک و متوسط مواد: وزن‌گیری مخازن دوزبندهی و سیلوهای بافر در صنایع داروسازی و غذایی، با نصب متقارن ۴ سنسور، ویژگی ضدبار جانبی مشکل تغییر مرکز ثقل مخزن مواد را حل می‌کند و همراه با سیستم کنترل، تغذیه دقیق را محقق می‌سازد.
• وزن‌گیری ماشین‌آلات بسته‌بندی: ماژول‌های وزن‌گیری پویا برای ماشین‌های بسته‌بندی ذرات و ماشین‌های پرکننده مایعات، با زمان پاسخ‌دهی ≤۸ms جهت برآوردن نیازهای بسته‌بندی با سرعت بالا، و دقت کنترل‌شده در محدوده ±۰٫۱٪FS به‌منظور تضمین انطباق با استانداردهای سنجش بسته‌بندی.

4) آزمایش مواد و تجهیزات تحقیقات علمی
• دستگاه‌های آزمون کششی/فشاری: اندازه‌گیری نیروی ایستا در آزمون مکانیک مواد، دقت سطح C2 می‌تواند نیازهای آزمون‌های پژوهشی را برآورده کند، و ساختار اشعه‌ای تنش را به‌صورت یکنواخت توزیع می‌کند و تکرارپذیری و دقت داده‌های آزمون را تضمین می‌نماید.
• تجهیزات آزمون خستگی: نظارت بر بار در آزمون عمر خستگی قطعات، با عمر سیکلی ≥۱۰⁷ بار و خواص مکانیکی پایدار، می‌تواند نیازهای آزمایش‌های بلندمدت را برآورده کند.

5) کاربردهای صنایع ویژه
• صنایع غذایی و دارویی: سنسورهای فولاد ضدزنگ درجه بهداشتی 316L، با پرداخت سطحی (Ra ≤ 0.8μm)، مطابق با استانداردهای GMP، که در توزین مواد اولیه، اندازه‌گیری محصول نهایی و فرآیندهای دیگر استفاده می‌شوند و تمیزکاری و ضدعفونی را تسهیل می‌کنند.
• معادن و متالورژی: سنسورهای دیسکی با مقاومت در برابر دمای بالا (دمای جبران‌کننده -40°C تا 120°C)، که در تجهیزات جداسازی سنگ‌آهن و توزین سینک‌های کوره‌های متالورژیکی استفاده می‌شوند و می‌توانند با شرایط محیط‌های داغ و پرگرد و غبار سازگار شوند.

5. دستورالعمل استفاده (راهنمای عملی)

1) فرآیند نصب

• آماده‌سازی: سطح نصب را تمیز کنید (مطمئن شوید صاف و بدون دندانه باشد و خطای تختی ≤0.05 میلی‌متر/متر باشد)، ظاهر حسگر را بررسی کنید (الاستومر باید فاقد تغییر شکل باشد و کابل آسیب ندیده باشد) و سازگاری مشخصات پیچ نصب با حسگر را تأیید کنید.

• موقعیت‌یابی و ثبت: حسگر را به‌صورت عمودی روی پایه نصب قرار دهید تا بار به‌صورت محوری منتقل شود، با استفاده از آچار گشتاور آن را با گشتاور مشخص‌شده تنظیم کنید (برای حسگرهای فولاد آلیاژی 15-40 نیوتن‌متر و برای فولاد ضدزنگ 10-30 نیوتن‌متر توصیه می‌شود) و از تنظیم بیش‌ازحد خودداری کنید تا از آسیب به الاستومر جلوگیری شود.

• مشخصات سیم‌کشی: برای سیگنال‌های آنالوگ، از اصل سیم‌کشی "قرمز - منفی برق، مشکی - مثبت برق، سبز - سیگنال مثبت، سفید - سیگنال منفی" پیروی کنید؛ برای سیگنال‌های دیجیتال، پین‌ها را مطابق پروتکل Modbus به هم متصل کنید؛ سیم‌کشی باید از منابع قوی تداخل الکترومغناطیسی (مانند مبدل‌های فرکانس و کابل‌های فشارقوی) دور باشد و فاصله آن ≥15 سانتی‌متر باشد.

• عملیات حفاظتی: هنگام نصب در محیط‌های خارجی یا مرطوب، از جعبه‌های اتصال ضدآب برای عایق‌بندی اتصالات کابل استفاده کنید و می‌توان روکش‌های ضدگرد و روی قسمت‌های نمایان سنسور نصب کرد؛ در محیط‌های خورنده، روی سطوح غیرتحت‌فشار یک پوشش ضدخوردگی ویژه اعمال کنید.

2) کالیبراسیون و راه‌اندازی

• کالیبراسیون صفر: دستگاه را روشن کنید و 20 دقیقه قبل از شروع گرم کنید، دستور «کالیبراسیون صفر» را از طریق دستگاه توزین یا کامپیوتر اصلی اجرا کنید تا خروجی صفر در محدوده ±0.002%FS باقی بماند و در صورت وجود انحراف زیاد، سطح نصب را بررسی کنید.

• کالیبراسیون بار: وزنه‌های استاندارد معادل 20% و 100% بار نامی را به ترتیب قرار دهید، مقادیر سیگنال خروجی سنسور را ثبت کنید، خطای خطی را از طریق نرم‌افزار کالیبراسیون اصلاح نمایید و اطمینان حاصل کنید که خطای هر نقطه بار کمتر یا مساوی مقدار مجاز کلاس دقت مربوطه باشد (به عنوان مثال برای کلاس C3: ≤±0.02%FS).

• عیب‌یابی پویا: در یک سناریوی شبه‌پویا، پارامترهای فیلتر دستگاه (فرکانس فیلتر 8 تا 15 هرتز) را تنظیم کنید، سرعت پاسخ‌دهی سنسور و پایداری داده‌ها را آزمایش کنید و از نوسانات سیگنال ناشی از ضربه مواد جلوگیری کنید.

3) نگهداری دوره‌ای

• بازرسی منظم: ماهانه گرد و غبار و روغن روی سطح سنسور را پاک کنید و محکم بودن ترمینال‌های سیم‌کشی را بررسی نمایید؛ هر شش ماه یک بار کالیبراسیون صفر انجام دهید و هر سال یک بار کالیبراسیون کامل مقیاس و آزمون عملکرد را تکمیل کنید.

• رفع خطا: در صورت بروز انحراف داده‌ها، ابتدا ولتاژ تغذیه (باید در محدوده ۱۰ تا ۳۰ ولت مستقیم باشد) و تراز بودن سطح نصب را بررسی کنید؛ در صورت عدم طبیعی بودن سیگنال، کابل را از نظر آسیب و همچنین گیج کرنش را از نظر بار زیاد و آسیب دیده بودن چک کنید و در صورت لزوم سنسور را تعویض نمایید.

6. روش انتخاب (تطابق دقیق با نیازها)

1) تعیین پارامترهای اصلی

• انتخاب محدوده: مدلی با محدوده‌ی 1.3 تا 1.6 برابر بار حداکثر واقعی انتخاب کنید (به عنوان مثال برای بار حداکثر 10 تن، می‌توان از سنسور 13 تا 16 تن استفاده کرد)، به‌گونه‌ای که حاشیه‌ی بار زیاد کافی وجود داشته باشد تا از آسیب ناشی از بار ضربه‌ای جلوگیری شود.

• کلاس دقت: برای متئورولوژی صنعتی، کلاس C3 (خطا ≤ ±0.02%FS) را انتخاب کنید؛ برای آزمون تحقیقات علمی، کلاس C2 (خطا ≤ ±0.01%FS) را انتخاب کنید؛ برای نظارت عمومی، کلاس C6 (خطا ≤ ±0.03%FS) را انتخاب کنید.

• نوع سیگنال: برای سیستم‌های کنترل سنتی، سیگنال‌های آنالوگ (4 تا 20mA) را انتخاب کنید؛ برای سیستم‌های هوشمند اینترنت اشیا، سیگنال‌های دیجیتال (RS485) را انتخاب کنید؛ برای ماشین‌آلات ساختمانی، مدل‌های مجهز به پروتکل CANopen را انتخاب کنید.

2) انتخاب بر اساس سازگاری با محیط

• دما: برای شرایط عادی (-30°C تا 60°C)، مدل‌های معمولی را انتخاب کنید؛ برای شرایط دمای بالا (60°C تا 120°C)، مدل‌های جبران‌کننده دمای بالا را انتخاب کنید؛ برای شرایط دمای پایین (-50°C تا -30°C)، مدل‌های مقاوم در برابر دمای پایین را انتخاب کنید.

• محیط انتقال: برای محیط‌های خشک، فولاد آلیاژی را انتخاب کنید؛ برای محیط‌های مرطوب/کمی خورنده، استیل ضدزنگ 304 را انتخاب کنید؛ برای محیط‌های بسیار خورنده (محلول‌های اسیدی-قلیایی)، از مواد استیل ضدزنگ 316L یا هستلوی را انتخاب کنید.

• درجه حفاظت: برای محیط‌های خشک داخلی، ≥IP66؛ برای محیط‌های بیرونی/مرطوب، ≥IP67؛ برای محیط‌های زیر آب یا پر از گردوغبار، ≥IP68.

3) نصب و سازگاری سیستم

• روش نصب: برای فضاهای تنگ، اتصالات پیچ انتهایی را انتخاب کنید؛ برای شرایط بار سنگین، اتصالات فلنجی را انتخاب کنید؛ در صورت وجود بار غیرمرکزی واضح، مدل‌های تقویت‌شده با خطای بار غیرمرکزی ≤ ±0.01%FS را ترجیح دهید.

• سازگاری: اطمینان حاصل کنید که سیگنال سنسور با پروتکل ارتباطی دستگاه یا PLC موجود مطابقت داشته باشد. هنگامی که چندین سنسور به صورت ترکیبی استفاده می‌شوند، مدل‌های دیجیتالی را انتخاب کنید که از کدگذاری آدرس پشتیبانی می‌کنند تا از تداخل سیگنال جلوگیری شود. 4) تأیید الزامات اضافی

• الزامات گواهی‌نامه: سناریوهای ضد انفجار نیازمند گواهی‌نامه مربوط به رده ضد انفجار هستند (مثلاً Ex d I برای معادن زغال‌سنگ، Ex ia IIC T6 برای صنایع شیمیایی)، صنعت مواد غذایی نیازمند گواهی‌نامه FDA/GMP است و سناریوهای سنجش نیازمند گواهی‌نامه CMC هستند.

• عملکردهای ویژه: برای وزن‌گیری دینامیکی، مدل‌هایی با زمان پاسخ ≤ 5ms انتخاب کنید؛ برای نظارت از راه دور، مدل‌های هوشمند مجهز به ماژول‌های بی‌سیم LoRa/NB-IoT را انتخاب کنید؛ برای سناریوهای دمای بالا، مدل‌های خاص مجهز به تراشه‌های جبران دما را انتخاب کنید.

خلاصه

سنسور وزن‌سنجی از نوع اسپوک مزایای اصلی «مقاومت قوی در برابر بار نامتقارن، ساختار فشرده و پایداری بالا» را دارد که مشکل وزن‌سنجی دقیق در شرایط بار متوسط و کم، فضای محدود و بار نامتقارن را حل می‌کند. تجربه کاربری بر نصب آسان، نگهداری بدون دغدغه و داده‌های قابل اعتماد متمرکز است. در هنگام انتخاب، باید چهار الزام اصلی دامنه، دقت، فضای نصب و محیط را در اولویت قرار داد و آن را با سازگاری سیستم و تصمیم‌گیری در مورد عملکردهای اضافی ترکیب کرد. در حین استفاده، باید اصول نیروی نصب محوری و دستورالعمل‌های کالیبراسیون منظم به دقت رعایت شوند تا عملکرد پایدار در طول زمان تضمین شود. این سنسور در زمینه‌هایی مانند ترازوی صنعتی، ماشین‌آلات عمرانی، کنترل فرآیند و سایر حوزه‌ها کاربرد دارد و راه‌حل ایده‌آلی برای سنسورهای وزن‌سنجی در شرایط بار متوسط و کم و نمونه‌های خاص نصب محسوب می‌شود.

نمایش جزئیات

پارامترها