Capteur de pesage à console CZL801L2

La cellule de charge à poutre encastrée est un élément de détection sensible à la force basé sur le principe de résistance à la déformation, dont la structure centrale est un corps élastique en forme de poutre encastrée à une extrémité et suspendue à l'autre. Lorsqu'elle est soumise à une force, la déformation par flexion de la poutre entraîne une variation de résistance du jauges de contrainte, qui est ensuite convertie en signaux électriques normalisés. Elle combine des avantages tels qu'une capacité de charge moyenne, un espace d'installation flexible et une forte résistance aux chocs, et est largement utilisée dans des applications où les charges sont modérées à faibles et concentrées, comme les réservoirs industriels de matériaux, les balances de plateforme et les balances à bande transporteuse. Les détails suivants sont présentés selon les dimensions principales afin de répondre aux besoins de produit sélection, d'évaluation technique et de rédaction de solutions :

1. Caractéristiques du produit et fonctions principales

1) Conception structurelle : Adopte une structure intégrée en poutre encastrée (épaisseur de la poutre : 8 - 50 mm, longueur : 50 - 300 mm), avec plusieurs jeux de trous de fixation à l'extrémité fixe afin d'améliorer la stabilité. La contrainte à l'extrémité supportant la charge est concentrée au milieu de la poutre, permettant la mesure de charges concentrées verticales dirigées vers le bas, avec une excellente résistance aux chocs (capable de supporter des chocs instantanés de 200 % à 300 % de la charge nominale) et une haute efficacité de transfert des contraintes.

2) Performance de Précision : La classe de précision couvre C3 à C6, les modèles les plus répandus atteignant C3. L'erreur de non-linéarité ≤ ±0,02 %FS, l'erreur de répétabilité ≤ ±0,01 %FS, la dérive du zéro ≤ ±0,003 %FS/℃, et la stabilité de précision est supérieure à celle des capteurs similaires dans les scénarios moyens de 50 kg à 5 t.

3) Matériaux et Protection : Le corps élastique utilise généralement de l'acier allié (Q235, 40CrNiMoA) ou de l'acier inoxydable 304/316L, avec une surface traitée par sablage et décapage + placage nickel (acier allié) ou passivation (acier inoxydable) ; la classe de protection est typiquement IP66/IP67, et les modèles industriels robustes peuvent atteindre IP68, adaptés aux environnements industriels complexes tels que la poussière et l'humidité.

4) Compatibilité d'installation : L'extrémité fixe permet un vissage par boulon ou un soudage, et l'extrémité porteuse peut être raccordée par filetages, brides ou têtes de pression, adaptée à une installation multiposition en bas, sur le côté, etc. de l'équipement, et peut être utilisée individuellement ou en parallèle, offrant une grande flexibilité de combinaison.

Fonctions principales

1) Mesure de force à portée moyenne : Se concentre sur la pesée statique ou quasi-dynamique de charges moyennes et légères (temps de réponse ≤ 7 ms), avec une plage allant de 50 kg à 20 t, les applications typiques se situant entre 1 t et 10 t. Certains modèles robustes peuvent être étendus jusqu'à 50 t, répondant ainsi aux besoins de la plupart des scénarios industriels à charge moyenne.

2) Sortie de signal normalisée : Fournit des signaux analogiques (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) et des signaux numériques (RS485/Modbus RTU), et certains modèles de gamme industrielle prennent en charge le protocole HART, permettant une connexion directe aux systèmes PLC, DCS et de gestion de pesée sans modules supplémentaires de conditionnement de signal.

3) Fonction de protection de sécurité : Intègre une compensation de température sur plage étendue (-20℃ ~ 80℃), dispose d'une protection contre les surcharges (150 % - 250 % de la charge nominale, les modèles en acier allié pouvant atteindre 300 %), les modèles antidéflagrants sont certifiés Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6, et certains modèles incluent des connecteurs anti-arrachement pour câble.

4) Fiabilité à long terme : Durée de vie en fatigue ≥ 10⁶ cycles de charge, avec une dérive annuelle ≤ ±0,015 %FS sous charge nominale, adapté aux scénarios de fonctionnement continu prolongé tels que les lignes de production industrielle et la surveillance de réservoirs de matériaux.

2. Problèmes fondamentaux résolus

1) Difficulté d'installation en bordure des équipements : Permettant de contourner la limitation des capteurs traditionnels qui nécessitent une installation symétrique, la structure « fixée à une extrémité » de la poutre encastrée peut être directement installée sur le bord inférieur de l'équipement ou sur le côté du support, résolvant ainsi le problème du manque d'espace d'installation au centre d'équipements tels que les citernes à matériaux et les balances de plateforme.

2) Mesure de charge concentrée à moyenne portée : Dans la plage moyenne de 1 t à 10 t, grâce à une conception optimisée de la contrainte du corps de la poutre, l'erreur de mesure de la charge concentrée est maintenue dans une limite de ±0,02 %FS, répondant aux exigences de précision pour des scénarios à charge moyenne tels que le dosage industriel et la pesée de produits finis.

3) Dommages dus aux charges d'impact dynamique : Les caractéristiques de déformation du tampon en élastomère à poutre encastrée permettent d'absorber efficacement l'impact instantané causé par la chute de matériaux et les vibrations d'équipement, résolvant ainsi les problèmes de dommages faciles et de dérive de précision des capteurs traditionnels dans des scénarios dynamiques.

4) Pesage combiné multi-capteurs : Les capteurs présentent une bonne uniformité (erreur ≤ ±0,01 %FS pour une même série), prennent en charge une combinaison parallèle de 2 à 4 unités, et résolvent les problèmes de superposition des poids et d'uniformité de précision dans des scénarios soumis à des forces réparties, comme les grandes balances de plateforme et les citernes à matériaux.

5) Adaptation aux environnements industriels difficiles : Grâce au renforcement du matériau en acier allié et à la conception de niveaux de protection IP67 et supérieurs, les problèmes de corrosion des capteurs et d'anomalies de signal dans des environnements poussiéreux (tels que les mines), humides (tels que l'industrie chimique) ou légèrement corrosifs (tels que l'électrolyse) sont résolus.

3. Expérience Utilisateur

1) Grande flexibilité d'installation : Les trous de fixation normalisés à l'extrémité fixe s'adaptent à diverses structures d'équipement, éliminant le besoin d'outils de positionnement professionnels. L'étalonnage d'installation peut être effectué à l'aide d'un niveau, et une seule personne peut réaliser la fixation et le câblage d'un capteur individuel en moins de 20 minutes.

2) Fonctionnement et étalonnage simples : Prend en charge la remise à zéro par une seule touche de l'instrument de pesage ; le processus d'étalonnage à trois points (25 %, 50 %, 100 % de la charge nominale) s'adapte à des scénarios de moyenne précision, et le modèle numérique permet de configurer à distance les paramètres et l'étalonnage via un logiciel sur ordinateur hôte.

3) Coûts de maintenance maîtrisés : La structure entièrement scellée réduit l'intrusion de poussière, avec un taux de défaillance annuel moyen ≤ 0,5 % ; les composants principaux ( jauges de Contrainte , les terminaux) sont emballés séparément, et les pannes locales peuvent être réparées individuellement sans nécessiter un remplacement global.

4) Retour d'information stable des données : La fluctuation des données de mesure statique ≤ ±0,005 %FS, avec une réponse rapide et sans décalage dans les scénarios quasi-dynamiques (comme les convoyeurs à bande) ; le modèle numérique est doté d'une fonction de diagnostic de panne, fournissant des alertes en temps réel en cas d'anomalies telles que la surcharge ou la sous-tension.

5) Adaptabilité combinée élevée : Lorsque plusieurs capteurs sont connectés en parallèle, il prend en charge la répartition automatique de la charge, éliminant ainsi le besoin d'un égaliseur supplémentaire, s'adaptant aux exigences de conception des balances de plateforme et des réservoirs de matériaux de différentes tailles, et réduisant la difficulté d'intégration du système.

4. Scénarios d'application typiques

1) Pesage des réservoirs/hoppers de matériaux industriels
• Réservoirs de matières premières chimiques : pesage de réservoirs de stockage de matières premières chimiques de 1 à 10 t, avec 2 à 4 capteurs à fléau encastré installés symétriquement sur le support inférieur du réservoir. Le matériau en acier allié est résistant à la corrosion, la protection IP67 convient à l'environnement humide de l'atelier, et la précision de ±0,02 %FS garantit une mesure exacte des stocks.

• Trémies d'alimentation/farine : Pesage des trémies de dosage dans l'industrie de transformation des céréales, avec des capteurs installés sur les pieds de support situés en bas de la trémie. Le design anti-choc résiste à l'impact de la chute du matériau et, combiné au système de contrôle, permet un dosage précis.

2) Pesage des balances à bande / convoyeurs
• Systèmes de pesage sur bande transporteuse : Pesage des bandes transporteuses de matières en vrac dans les mines et les centrales électriques, avec des capteurs installés sur le support des rouleaux, supportant la charge combinée de la bande et des matériaux. Un temps de réponse ≤ 7 ms s'adapte aux scénarios de convoyage continu, avec une précision de mesure de ±0,1 %.

• Convoyeur : Utilisé pour le pesage en ligne et le tri dans les industries électronique et alimentaire. Des capteurs sont intégrés au bas du convoyeur pour détecter en temps réel le poids des produits et s'interfacer avec le mécanisme de tri. Une précision moyenne répond aux besoins de la production de masse.

3) Scales de camions de taille moyenne et petite/Scales de plateforme

• Plateforme de pesage d'atelier : plateforme de pesage pour atelier avec capacité de 1 à 5 tonnes. Quatre capteurs à poutre cisaillement sont installés aux quatre coins du corps de la balance. L'extrémité fixe est solidement fixée au sol, tandis que l'extrémité portante supporte la charge du corps de la balance. La capacité anti-décentrement garantit une précision de pesage constante quelle que soit la position.

• Balance pour chariot élévateur : dispositif de pesage portable pour chariot élévateur. Des capteurs sont installés sur le porte-fourche du chariot élévateur afin de supporter la charge verticale des marchandises. Le matériau en acier allié résiste aux chocs, adapté aux besoins de pesage dynamique pendant les opérations de manutention.

4) Contrôle de force des équipements d'automatisation

• Surveillance de pression des équipements de poinçonnage : commande de pression pour petites machines de poinçonnage. Des capteurs sont installés entre la tête de poinçonnage et le bâti de la machine afin de fournir un retour en temps réel de la valeur de la force de poinçonnage, évitant ainsi les dommages au moule dus à une surcharge. Une précision de ±0,01 %EN assure la qualité du poinçonnage.

• Commande de force de l'assemblage robotisé : Surveillance de la pression lors du processus d'assemblage des robots industriels. Des capteurs à poutre cisaillement sont intégrés à l'extrémité du bras robotique pour détecter la pression d'assemblage et ajuster la force appliquée, adaptés à l'assemblage de pièces automobiles et de composants électroniques.

5) Applications industrielles spéciales

• Scénarios antidéflagrants : Équipements de pesage antidéflagrants pour les industries minières du charbon et du pétrole et du gaz. Des capteurs à poutre cisaillement antidéflagrants Ex d IIB T4 sont utilisés et installés dans des boîtiers de pesage antidéflagrants afin de répondre aux exigences de sécurité des environnements explosifs.

• Environnements corrosifs : Équipements de pesage pour les industries de l'électrolyse et chimique. Des capteurs en acier inoxydable 316L avec traitement de passivation de surface résistent à la corrosion par les acides et les alcalis, adaptés à des applications telles que la détection de concentration de solution d'électrolyse et la pesée de réactifs chimiques.

5. Instructions d'utilisation (guide pratique)

1) Processus d'installation

• Préparation : Nettoyer la surface d'installation (s'assurer qu'elle est plane, exempte d'huile et que l'erreur de planéité ≤ 0,1 mm/m), vérifier l'apparence du capteur (aucune déformation du corps de la poutre et aucun dommage au câble), et sélectionner des boulons de fixation de spécification M12-M24 selon la plage.

• Positionnement et fixation : Fixer l'extrémité fixe du capteur au support de l'équipement à l'aide de boulons afin de garantir une fixation ferme sans jeu ; l'extrémité portante doit s'ajuster parfaitement à la structure portante afin que la charge agisse verticalement sur le corps de la poutre, en évitant les forces latérales et de torsion.

• Spécifications de câblage : Pour les signaux analogiques, suivre le principe de câblage « rouge - alimentation +, noir - alimentation -, vert - signal +, blanc - signal - » ; pour les signaux numériques, effectuer la connexion selon les broches correspondantes du protocole Modbus ; le câblage doit être éloigné des sources fortes de perturbations telles que les variateurs de fréquence, avec une distance ≥ 15 cm.

• Traitement de protection : Pour une installation en extérieur, une couverture anti-pluie doit être ajoutée ; dans un environnement humide, les connecteurs de câble doivent être scellés avec des boîtiers de jonction étanches ; dans un environnement corrosif, un revêtement anti-corrosion spécial doit être appliqué sur les surfaces non portantes du capteur.

2) Étalonnage et mise au point

• Étalonnage à zéro : Allumez l'appareil et faites un préchauffage pendant 30 minutes, puis exécutez la commande « étalonnage à zéro » pour garantir que la sortie à zéro se situe dans une plage de ±0,002 %FS. Si l'écart est trop important, vérifiez si le montage est bien fixe et s'il existe une force latérale.

• Étalonnage de charge : Placez successivement des masses étalons correspondant à 25 %, 50 % et 100 % de la charge nominale, enregistrer les valeurs du signal de sortie à chaque point, corrigez l'erreur de linéarité à l'aide d'un logiciel d'étalonnage, et assurez-vous que l'erreur à chaque point de charge soit inférieure ou égale à la valeur admissible de la classe C3 (±0,02 %FS).

• Test de linéarité : Sélectionnez uniformément 5 points de test dans la plage de mesure, vérifiez la linéarité du signal de sortie ; l'erreur de linéarité doit être ≤ ±0,015 %FS, et assurez la stabilité de la précision en pleine échelle au milieu de la plage.

3) Maintenance courante

• Inspection régulière : Nettoyer mensuellement la poussière et l'huile présentes sur la surface du capteur, vérifier le serrage des boulons de fixation ; effectuer un étalonnage du point zéro chaque trimestre, et réaliser annuellement un étalonnage complet ainsi qu'un test de performance.

• Diagnostic des pannes : En cas de dérive des données, vérifiez d'abord la tension d'alimentation (doit être stable entre 12 et 24 V CC) ; en cas de lecture anormale, vérifiez s'il y a surcharge (un dépassement de 300 % de la charge nominale peut endommager l'appareil) ou une déformation de la poutre, et remplacez le capteur si nécessaire.

6. Méthode de sélection (correspondance précise aux besoins)

1) Détermination des paramètres fondamentaux

• Sélection de la plage : choisir un modèle dont la plage est 1,3 à 1,6 fois la charge maximale réelle (par exemple, pour une charge maximale de 5 t, on peut choisir un capteur de 6,5 à 8 t), afin de prévoir une marge pour les charges d'impact et une sécurité supplémentaire.

• Classe de précision : Sélectionnez la classe C3 (erreur ≤ ±0,02 %FS) pour la métrologie industrielle, la classe C6 (erreur ≤ ±0,03 %FS) pour la surveillance générale, et un modèle de classe C3 avec un temps de réponse ≤ 7 ms pour la pesée dynamique.

• Type de signal : Sélectionnez les signaux analogiques (4-20 mA) pour les systèmes de contrôle traditionnels, les signaux numériques (RS485) pour les systèmes intelligents, et les modèles dotés de modules de transmission sans fil pour les scénarios d'Internet industriel des objets (IIoT).

2) Sélection selon l'adaptabilité environnementale

• Température : choisir des modèles standards pour les environnements normaux (-20 °C à 60 °C), des modèles à compensation haute température pour les environnements chauds (60 °C à 120 °C) et des modèles résistants au froid pour les environnements froids (-40 °C à -20 °C).

• Milieu : Sélectionnez l'acier allié (nickelé) pour les environnements secs, l'acier inoxydable 304 pour les environnements humides/légèrement corrosifs, et l'acier inoxydable 316L pour les environnements fortement corrosifs (solutions acido-basiques).

• Classe de protection : ≥IP66 pour les environnements intérieurs secs, ≥IP67 pour les environnements extérieurs/humides, et ≥IP68 pour les environnements submergés ou très poussiéreux.

3) Installation et compatibilité du système

• Méthode d'installation : choisir un fixation par boulon pour l'installation inférieure de l'équipement, une connexion par bride pour l'installation latérale ; lorsqu'un système de pesage utilise plusieurs capteurs, sélectionner des modèles numériques prenant en charge le codage d'adresse afin d'éviter les conflits de signal.

• Compatibilité : Vérifiez que le signal du capteur correspond au protocole de communication du compteur/PLC existant ; par exemple, pour un PLC Siemens, privilégiez les modèles prenant en charge le protocole Profibus afin de réduire la difficulté d'intégration.

4) Confirmation des exigences supplémentaires

• Exigences de certification : les applications antidéflagrantes nécessitent une certification de niveau antidéflagrant correspondante (Ex d I pour les mines de charbon, Ex ia IIC T6 pour les industries chimiques), les applications métrologiques nécessitent une certification CMC, et les produits destinés à l'exportation nécessitent une certification OIML.

• Fonctionnalités spéciales : Pour la pesée dynamique, choisissez le type renforcé résistant aux chocs (charge d'impact ≥300 %FS) ; pour la surveillance à distance, sélectionnez des modèles équipés de modules NB-IoT/LoRa ; pour les environnements à haute température, optez pour des modèles spéciaux dotés de puces de compensation thermique.

Résumé

La cellule de charge à poutre encastrée présente des avantages essentiels tels qu'une « précision dans la plage moyenne, une installation flexible et une forte résistance aux chocs ». Elle répond principalement à des problèmes comme l'installation en bordure d'équipement, la mesure de charges concentrées et la protection contre les impacts dynamiques dans les scénarios industriels de charge moyenne. L'expérience utilisateur met l'accent sur une installation pratique, un entretien sans souci et une bonne compatibilité système. Lors du choix d'un modèle, il est nécessaire de définir clairement les quatre exigences fondamentales que sont la capacité, la précision, l'emplacement d'installation et l'environnement, puis de prendre une décision en fonction de la compatibilité système et des fonctions supplémentaires ; durant l'utilisation, il convient d'éviter les forces latérales et les surcharges, et de suivre rigoureusement les procédures d'étalonnage régulier afin d'assurer un fonctionnement stable à long terme. Elle convient aux citernes industrielles de matériaux, aux balances à bande transporteuse, aux instruments de pesage de petite et moyenne taille, ainsi qu'à d'autres domaines, et constitue la solution de détection dominante pour les scénarios industriels de pesage à faible ou moyenne charge.