سلول بار نوع اسپوک CZL204

معرفی محصول

نوع اسپوک سلول‌های بار عناصر تشخیص‌کننده حساس به نیرو هستند که بر اساس اصل مقاومت کرنشی عمل می‌کنند و الاستومر به شکل اسپوک به عنوان ساختار اصلی آنها در نظر گرفته شده است. هنگامی که نیرویی به آن وارد می‌شود، تغییر شکل الاستومر باعث می‌شود گیج کرنش دچار تغییر مقاومت شود که سپس به سیگنال‌های الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌شود. این سنسورها مزایایی مانند ساختار فشرده و ظرفیت عالی در برابر بارهای غیرمرکزی را ترکیب می‌کنند و به‌طور گسترده در سناریوهای وزن‌گیری با بار متوسط تا پایین و فضای محدود استفاده می‌شوند. در ادامه توضیحات دقیقی از ابعاد اصلی ارائه شده است تا به پاسخگویی به نیازهای محصول انتخاب، ارزیابی فنی و تهیه راه‌حل کمک شود:

1. ویژگی‌ها و عملکردهای محصول

ویژگی های اصلی

• طراحی سازه‌ای: از ساختار یکپارچه از نوع دنده‌ای استفاده می‌کند (حاشیه 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 دقت: درجه دقت از C2 تا C6 را شامل می‌شود که مدل‌های رایج به C3 می‌رسند. خطای غیرخطی ≤ ±0.02%FS، خطای تکرارپذیری ≤ ±0.01%FS، دریفت صفر در حد ≤ ±0.003%FS/℃ کنترل می‌شود و حفظ خوب دقت در شرایط بارهای پویا و متناوب.
• مواد و محافظت: الاستومر معمولاً از فولاد آلیاژی (استحکام تسلیم ≥ 900MPa) یا فولاد ضدزنگ 304/316L استفاده می‌کند و سطح آن به منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی، پسیو شده یا با نیکل اندود شده است؛ درجه حفاظت معمولاً IP66/IP67 است و مدل‌های سفارشی خاص می‌توانند به IP68 دست یابند که برای محیط‌های صنعتی مرطوب و گرد و غبار مناسب هستند.
• سازگاری نصب: صورت‌های بالایی و پایینی از طریق پیچ ثابت یا اتصال فلنجی متصل می‌شوند و برخی مدل‌ها از تطبیق رزوه پشتیبانی می‌کنند. ارتفاع نصب پایین است (حداقل 18 میلی‌متر)، مناسب فضاهای تنگ که عمدتاً تحت نیروهای عمودی قرار دارند و می‌تواند به صورت مستقل یا در ترکیب چندتایی استفاده شود.

عملکرد اصلی

• تشخیص وزن/مقدار نیرو: قابلیت توزین ایستا و توزین شبه پویا (زمان پاسخ ≤ 8ms) را پشتیبانی می‌کند، با محدوده اندازه‌گیری از 0.1 تا 200 تن. کاربردهای معمول عمدتاً در محدوده 1 تا 50 تن متمرکز شده‌اند و 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. برخی از مدل‌های هوشمند از پروتکل CANopen پشتیبانی می‌کنند و می‌توانند مستقیماً به PLC، DCS و سیستم‌های مدیریت وزن متصل شوند.
• عملکردهای اضافی: دارای جبران‌سازی دمایی در محدوده دمایی گسترده (-30°C ~ 80°C)، قابلیت 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 از مدل‌ها دارای طراحی ضد پارگی کابل هستند.
• اعتبار بلند مدت: 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. مسائل اصلی حل‌شده

• اندازه‌گیری نادرست در شرایط بار غیرمرکزی: برای رفع مشکل خطای زیاد سنسورهای سنتی در بارهای غیرمحوری، از طریق بهینه‌سازی انتقال نیرو در ساختار اسپوک، خطای بار خارج از مرکز در محدوده ±0.03% FS کنترل شده است و مشکلات دقت در شرایطی مانند عدم تقارن سیلو و ضربه مواد حل شده است.
• نصب دشوار در فضاهای باریک: با ویژگی‌های ساختاری «کوتاه و ضخیم» (قطر 50 تا 200 میلی‌متر، ارتفاع 20 تا 80 میلی‌متر)، مشکلات سازگاری نصب در سناریوهای با محدودیت فضا مانند داخل تجهیزات، دستگاه‌های کوچک وزن‌کن، و ماژول‌های توزین تعبیه‌شده را بدون نیاز به فضای اضافی حل می‌کند.
• مستعد آسیب در شرایط لرزش و ضربه: توزیع تنش در المنت‌های الاستومری از نوع دندانه‌ای یکنواخت‌تر است و مقاومت ضربه‌ای آن نسبت به سنسورهای نوع ستونی بیش از ۳۰٪ بهبود یافته است که به‌طور مؤثری از تغییر شکل دائمی سنسور در شرایطی مانند ارتعاش مکانیکی و برخورد مواد جلوگیری می‌کند و عمر مفید آن را افزایش می‌دهد.
• سازگاری ناکافی با سناریوهای متعدد: با ارتقاء مواد (مانند فولاد ضدزنگ ۳۱۶L) و محافظت تقویت‌شده (IP68)، مشکل خوردگی سنسورها در محیط‌های مرطوب و خورنده مانند فرآوری مواد غذایی و اختلاط مواد شیمیایی حل شده است و همچنین مدل انفجار ایمن، الزامات ایمنی در محیط‌های قابل اشتعال و انفجاری را برآورده می‌کند.
• یکپارچه‌سازی و اتصال پیچیده سیستم: این سیستم از انواع مختلف خروجی سیگنال و پروتکل‌های صنعتی رایج پشتیبانی می‌کند و مشکلات سازگاری با برندهای مختلف PLCها (مانند میتسوبیشی، اشنایدر) و دستگاه‌های وزن‌سنجی را حل می‌کند و همچنین سرمایه‌گذاری در تجهیزات میانی مانند مبدل‌های سیگنال را کاهش می‌دهد.

۳. تجربه کاربر

• راحتی نصب: سوراخ‌های استاندارد در سطح انتهایی برای نصب و سطوح مرجع موقعیت‌یابی، همراه با واشرهای نصب اختصاصی و بولت‌های محکم‌کننده، امکان موقعیت‌یابی افقی را بدون نیاز به ابزارهای تخصصی کالیبراسیون فراهم می‌کنند. یک نفر می‌تواند نصب و راه‌اندازی یک سنسور را در عرض ۳۰ دقیقه تکمیل کند.
• عملکرد و کالیبراسیون: پشتیبانی از صفرکردن با یک دکمه و کالیبراسیون دو نقطه‌ای دستگاه، فرآیند کالیبراسیون را ساده می‌کند (فقط نیاز به وزنه‌های استاندارد ۲۰٪ و ۱۰۰٪ بار نامی دارد) و مدل دیجیتال قادر به انجام کالیبراسیون از راه دور و پیکربندی پارامترها از طریق نرم‌افزار کامپیوتر مرکزی است که آستانه عملیاتی را کاهش می‌دهد.
• هزینه نگهداری پایین: ساختار کاملاً درزبندی‌شده، نفوذ گرد و غبار و رطوبت را کاهش می‌دهد و نرخ خرابی متوسط سالانه ≤ 0.3٪ دارد؛ بلوک ترمینال از طراحی ضد شل شدن بهره می‌برد و رابط کابل دارای درزبندی ضد آب و ضد گرد و غبار است. در استفاده روزمره تنها تمیزکاری فصلی و بازرسی نقطه صفر مورد نیاز است و حجم کار نگهداری بسیار پایین است.
• بازخورد داده‌ها: نوسان داده‌های وزن‌گیری استاتیک ≤ ±0.005%FS، بدون تأخیر قابل توجه در سناریوهای شبه پویا؛ مدل دیجیتال دارای ماژول تشخیص خطا داخلی است که می‌تواند بازخورد بلادرنگی در مورد بار زیاد، قطع اتصال، دمای غیرعادی و سایر وضعیت‌ها ارائه دهد و محل‌یابی سریع مشکل را تسهیل می‌کند.
• تجربه سازگاری: سازگار با بیش از 95٪ دستگاه‌های کنترل وزن موجود در بازار، در صورت استفاده موازی چندین سنسور از توزیع خودکار بار پشتیبانی می‌کند و نیازی به متعادل‌کننده‌های اضافی نیست؛ مدل هوشمند می‌تواند مستقیماً به پلتفرم اینترنت صنعتی اشیا (IIoT) متصل شود تا نظارت از راه دور بر داده‌ها امکان‌پذیر شود.

4. سناریوهای کاربردی معمول

1) تولید تجهیزات وزن‌سنجی صنعتی

• مقیاس‌های کوچک و متوسط پلتفرمی/کفی: واحدهای حسگر اصلی برای مقیاس‌های پلتفرمی و کفی با ظرفیت 1 تا 50 تن، با ساختار فشرده مناسب برای نصب داخلی در تجهیزات وزن‌سنجی و ویژگی مقاوم در برابر بار غیرمرکزی که ثبات دقت را در موقعیت‌های مختلف وزن‌گیری تضمین می‌کند (مانند مقیاس‌های قیمت‌گذاری سوپرمارکتی و مقیاس‌های کفی کارگاهی برای چرخه کاری).

• 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 مهندسی و ساخت‌وساز

• وزن‌گیری بارگیرها/بیل‌های جلویی: در سیستم هیدرولیک سطل نصب می‌شود و به‌صورت غیرمستقیم از طریق تشخیص فشار هیدرولیکی وزن را اندازه‌گیری می‌کند. ساختار دیسکی مقاومت قوی در برابر ارتعاش و ضربه دارد و با محیط سخت کاری ماشین‌آلات ساختمانی سازگار است و دقت آن تا ±0.5%FS می‌باشد.

• 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 اختلاط و سیلوهای بافر در صنایع داروسازی و غذایی، با نصب متقارن ۴ سنسور، ویژگی ضدبار غیرمتمرکز که مشکل انحراف مرکز ثقل مخازن مواد را حل می‌کند و همراه با سیستم کنترل، تغذیه دقیق را محقق می‌سازد.

• وزن‌گیری ماشین‌آلات بسته‌بندی: ماژول‌های وزن‌گیری دینامیکی برای ماشین‌های بسته‌بندی ذرات و ماشین‌های پرکننده مایعات، با زمان پاسخ‌دهی ≤۸ms جهت برآوردن نیازهای بسته‌بندی با سرعت بالا، و دقت در محدوده ±۰٫۱٪FS جهت اطمینان از انطباق اندازه‌گیری بسته‌بندی.

4) آزمایش مواد و تجهیزات تحقیقات علمی

• دستگاه‌های آزمون کششی/فشاری: اندازه‌گیری مقدار نیروی استاتیکی در آزمون مکانیک مواد، دقت سطح C2 می‌تواند نیازهای آزمون سطح تحقیقاتی را برآورده کند، و ساختار خرپایی تنش را به‌صورت یکنواخت توزیع می‌کند و تکرارپذیری و دقت داده‌های آزمون را تضمین می‌کند.

• تجهیزات آزمون خستگی: نظارت بر بار در آزمون عمر خستگی قطعات، با عمر سیکلی ≥10⁷ بار و خواص مکانیکی پایدار، قادر به برآوردن نیازهای آزمایش‌های طولانی‌مدت.

5) کاربردهای صنایع ویژه

• صنایع غذایی و دارویی: سنسورهای فولاد ضدزنگ درجه بهداشتی 316L، با پرداخت سطحی (Ra ≤0.8μm)، مطابق با استانداردهای GMP، مورد استفاده در وزن‌گیری مواد اولیه، اندازه‌گیری محصول نهایی و فرآیندهای دیگر، که امکان تمیزکاری و ضدعفونی را فراهم می‌کند.

• معادن و متالورژی: سنسورهای دوکی با مقاومت در برابر دمای بالا (دمای جبران‌کننده -40°C تا 120°C)، مورد استفاده در تجهیزات دسته‌بندی سنگ‌آهن و وزن‌گیری هاپرهای کوره‌های متالورژی، قادر به سازگاری با شرایط محیط‌های داغ و گرد و غبار.

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 سالم 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، از آچار گشتاور برای سفت کردن آن طبق گشتاور مشخص‌شده استفاده کنید (برای حسگرهای فولاد آلیاژی 15-40 نیوتن‌متر و برای فولاد ضدزنگ 10-30 نیوتن‌متر توصیه می‌شود) و از سفت کردن بیش از حد که ممکن است elastomer را آسیب ببیند، خودداری کنید.

• 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، با فاصله ≥15 سانتی‌متر.

• پوشش حفاظتی: هنگام نصب در محیط‌های خارجی یا مرطوب، از جعبه تقسیم ضدآب برای آب‌بندی اتصالات کابل استفاده کنید و می‌توان روی قسمت نمایانگر سنسور یک پوشش گرد و غبار نصب کرد؛ در محیط‌های خورنده، باید یک پوشش ضد خوردگی خاص روی سطوح بدون تنش اعمال شود.

2) کالیبراسیون و راه‌اندازی

• کالیبراسیون صفر: دستگاه را روشن کرده و به مدت 20 دقیقه گرم‌کنید، دستور «کالیبراسیون صفر» را از طریق دستگاه وزن‌سنج یا کامپیوتر مرکزی اجرا کنید تا اطمینان حاصل شود که خروجی صفر در محدوده ±0.002%FS قرار دارد؛ در صورت بزرگ‌بودن انحراف، 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 - 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 ~ 60°C)، مدل‌های معمولی را انتخاب کنید؛ برای شرایط دمای بالا (60°C ~ 120°C)، مدل‌های جبران‌شده دمای بالا را انتخاب کنید؛ برای شرایط دمای پایین (-50°C ~ -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.

• کلاس حفاظت: برای محیط‌های خشک داخلی، ≥ IP66؛ برای محیط‌های بیرونی/مرطوب، ≥ IP67؛ برای محیط‌های زیر آب یا پر از گرد و غبار، ≥ IP68.

3) نصب و سازگاری سیستم

• روش نصب: برای فضاهای باریک، اتصالات پیچ انتهایی را انتخاب کنید؛ برای سناریوهای بار زیاد، اتصالات فلنجی را انتخاب کنید؛ در صورت وجود بار غیرمرکز قابل توجه، مدل‌های تقویت‌شده با خطای بار غیرمرکز ≤ ±0.01%FS را ترجیح دهید.

• سازگاری: اطمینان حاصل کنید که سیگنال سنسور با پروتکل ارتباطی دستگاه/PLC موجود مطابقت داشته باشد. هنگام استفاده ترکیبی از چند سنسور، مدل‌های دیجیتالی را که از کدگذاری آدرس پشتیبانی می‌کنند انتخاب کنید تا از تداخل سیگنال جلوگیری شود. 4. تأیید الزامات اضافی

• الزامات گواهی‌نامه: سناریوهای ضد انفجار نیازمند گواهی‌نامه متناظر با درجه ضد انفجار (به عنوان مثال، Ex d I برای معادن زغال‌سنگ، Ex ia IIC T6 برای صنایع شیمیایی) هستند، صنعت مواد غذایی به گواهی FDA/GMP نیاز دارد و سناریوهای متراژ به گواهی CMC نیاز دارند.

• 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

سلول بار نوع اسپوک با تأکید بر مزایای کلیدی «ظرفیت بالا در برابر بار غیرمحوری، ساختار فشرده و پایداری بالا»، عمدتاً مشکلات وزن‌گیری دقیق در شرایط بار متوسط تا کم، محدودیت فضا و بار غیرمرکزی را حل می‌کند. تجربه کاربری آن بر نصب آسان، نگهداری بدون دردسر و داده‌های قابل اعتماد متمرکز است. هنگام انتخاب مدل، لازم است ابتدا چهار الزام اصلی محدوده، دقت، فضای نصب و محیط را مشخص کرد و سپس با توجه به سازگاری سیستم و عملکردهای اضافی تصمیم‌گیری نمود؛ در حین استفاده نیز باید اصول نصب نیروی محوری و دستورالعمل‌های کالیبراسیون دوره‌ای را به دقت رعایت کرد تا عملکرد پایدار در طول زمان تضمین شود. این محصول در تجهیزات صنعتی وزن‌گیری، ماشین‌آلات ساختمانی، کنترل فرآیند و سایر حوزه‌ها کاربرد دارد و راه‌حل ایده‌آلی برای حسگری وزن در شرایط بار متوسط تا کم و نمونه‌های خاص نصب محسوب می‌شود.

نمایش جزئیات

پارامترها