Konzolgerendás súlyérzékelő CZL801L2

A konzolos tartó terhelésérzékelő egy alakváltozási ellenállás elvén alapuló, erőérzékeny érzékelő elem, amelynek magja egy olyan konzolos tartó alakú rugalmas test, amely az egyik végén rögzített, a másik végén függőlegesen szabadon lóg. Erő hatására a tartó hajlító deformációja alakváltozást okoz a rugalmas testen elhelyezett ellenállásban, amely ezt követően ellenállás-változásba, majd szabványosított elektromos jelekké alakul. Kombinálja a közepes terhelhetőséget, a rugalmas felszerelési lehetőségeket és a nagy ütésállóságot, így különösen alkalmas közepes és alacsony szintű, koncentrált terhelésekkel rendelkező alkalmazásokhoz, mint például ipari anyag-tartályok, platformmérlegek és szalagmérlegek. Az alábbiakban a főbb dimenziók részletezésre kerülnek a termék kiválasztás, technikai értékelés és megoldás dokumentálás igényeinek kielégítése érdekében:

1. Termékjellemzők és funkcionális alapvető tulajdonságok

1) Szerkezeti kialakítás: Integrált konzolos gerendászerkezetet alkalmaz (gerenda vastagsága 8 - 50 mm, hossza 50 - 300 mm), a rögzített végén több csavarágyú fúrólyuk-készlettel a stabilitás növelése érdekében. A terhelés a teherbíró végén a gerenda középső szakaszára koncentrálódik, függőlegesen lefelé ható koncentrált terhelések mérését támogatja, kiváló ütésállósággal (képes elviselni a névleges terhelés 200% - 300%-ára eső pillanatnyi ütéseket) és magas feszültségátviteli hatékonysággal.

2) Pontossági teljesítmény: A pontossági osztály C3 - C6-ig terjed, a főbb modellek elérve a C3-as szintet. Nemlinearitási hiba ≤ ±0,02%FS, ismételhetőségi hiba ≤ ±0,01%FS, nullpont-drift ≤ ±0,003%FS/℃, a pontosság stabilitása felülmúlja a hasonló szenzorokét közepes tartományú (50 kg - 5 t) alkalmazásokban.

3) Anyagok és védettség: Az elasztikus test általában ötvözött acélt (Q235, 40CrNiMoA) vagy 304/316L rozsdamentes acélt használ, a felületét pedig fémpermeteléssel és rozsdaeltávolítással + nikkelezéssel (ötvözött acél), illetve passziválással (rozsdamentes acél) kezelik; a védettségi osztály általában IP66/IP67, ipari nehézterhelésű modellek esetén elérheti az IP68 szintet, így alkalmas poros és nedves ipari környezetekhez.

4) Felszerelési kompatibilitás: A rögzített vég csavarkötéshez vagy hegesztéshez alkalmas, a terhelésfelvivő véget menetekkel, flanccsal vagy nyomófejekkel lehet csatlakoztatni, alkalmas több helyzetű felszerelésre az eszközök alján, oldalán stb., egyedileg vagy párhuzamosan használható, nagy kombinációs rugalmassággal.

Alapfunkciók

1) Közepes távolságú erőmérés: Statikus/kvázi-dinamikus mérésre koncentrál közepes és alacsony terhelések esetén (válaszidő ≤ 7 ms), 50 kg - 20 t tartományban, ahol a tipikus alkalmazások a 1 t - 10 t tartományban helyezkednek el. Néhány nehézterhelésű modell akár 50 t-ig is bővíthető, kielégítve a legtöbb ipari közepes terhelésű alkalmazás igényeit.

2) Szabványos jelfeladó kimenet: Analóg jeleket (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) és digitális jeleket (RS485/Modbus RTU) biztosít, és néhány ipari fokozatú modell támogatja a HART protokollt, így közvetlenül csatlakoztatható PLC-hez, DCS-hez és mérlegkezelő rendszerekhez további jelkondicionáló modulok nélkül.

3) Biztonsági védelmi funkció: Széles hőmérséklet-tartományú hőmérséklet-kiegyenlítést integrál (-20 ℃ ~ 80 ℃), túlterhelés elleni védelemmel rendelkezik (a névleges terhelés 150% - 250%-a, az ötvözött acél modellek akár 300%-ot is elérhetnek), robbanásbiztos modellek Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6 tanúsítvánnyal rendelkeznek, és egyes modellek kábelhúzás elleni csatlakozókat is tartalmaznak.

4) Hosszú távú megbízhatóság : Fáradási élettartam ≥ 10⁶ terhelési ciklus, éves drift ≤ ±0,015%FS a névleges terhelés mellett, alkalmas ipari gyártósorokon és anyagtartályok figyelésénél előforduló hosszú távú folyamatos üzemeltetési körülményekhez.

2. Megoldott alapvető problémák

1) Nehézségek a berendezés peremén történő felszerelésben: A hagyományos szenzorok szimmetrikus felszerelését igénylő korlátozásának kiküszöbölése érdekében a konzolgerenda „egyik végén rögzített” szerkezete közvetlenül felszerelhető a berendezés alsó peremére vagy a tartó oldalára, így megoldva a központi részen történő felszereléshez szükséges helyhiány problémáját, például anyag tartályoknál és platformmérlegeknél.

2) Közepes távolságú koncentrált terhelésmérés: A 1t - 10t közepes tartományban az optimális gerendatervezésnek köszönhetően a koncentrált terhelés mérési hibája ±0,02%FS-en belül marad, kielégítve az ipari adagolás és késztermék mérésekhez szükséges pontossági igényeket.

3) Dinamikus ütőterhelés okozta károk: A konzolos tartó rugalmas elemének pufferdeformációs jellemzői hatékonyan elnyelik az anyagleadáskor és a berendezés rezgése során keletkező pillanatnyi ütődést, ezzel megoldva a hagyományos szenzorok dinamikus körülmények közötti könnyű sérülésének és pontosságbeli eltolódásának problémáját.

4) Többszenzoros kombinált mérés: A szenzorok jó egységességgel rendelkeznek (azonos gyártási tétel esetén a hiba ≤ ±0,01%FS), támogatják a 2-4 darabos párhuzamos kombinációt, ezzel megoldva a súlyfelület-átfedés és a pontosság egyenletességének problémáját olyan elosztott erőhatású alkalmazásokban, mint nagy platformmérlegek és anyagtartályok.

5) Alkalmazkodás kemény ipari környezetekhez: Az ötvözött acél anyagának megerősítésével, valamint az IP67-es vagy annál magasabb védettségi szintű tervezéssel megoldódtak a szenzorok korróziója és jelzési hibái olyan környezetekben, mint a poros (pl. bányák), nedves (pl. vegyipar) vagy enyhén károsító (pl. galvanizálás) körülmények.

3. Felhasználói Élmény

1) Magas fokú telepítési rugalmasság: A szabványos rögzítőfuratok a rögzített végén alkalmazkodnak a különféle berendezési struktúrákhoz, így nem szükségesek speciális pozicionáló eszközök. A telepítés kalibrálása vízszintmérővel elvégezhető, és egy személy is el tudja végezni egyetlen szenzor rögzítését és bekötését 20 percen belül.

2) Egyszerű kezelés és kalibrálás: Támogatja a mérleg egyszeri nullázását; a hárompontos kalibrálási folyamat (a névleges terhelés 25%, 50%, 100%-án) közepes távolságú alkalmazásokhoz alkalmazható, a digitális modell pedig távolról képes paraméterbeállítást és kalibrálást végezni a vezérlőgép szoftverén keresztül.

3) Kontrollálható karbantartási költségek: A teljesen zárt szerkezet csökkenti a por bejutását, az éves átlagos hibaarányszint ≤ 0,5%; a magas minőségű alkatrészek ( alakváltozási mérők , a csatlakozók külön csomagolásban kerülnek kiszállításra, és a helyi hibák külön is javíthatók, az egész cseréje nélkül.

4) Stabil adatvisszajelzés: A statikus mérési adatok ingadozása ≤ ±0,005%FS, gyors válaszidővel és késleltetésmentes működéssel kvázi-dinamikus helyzetekben (például szalagos szállító); a digitális modell hibadiagnosztikai funkcióval rendelkezik, amely valós időben figyelmeztet túlterhelésre és alacsony feszültségre.

5) Kiváló kombinációs alkalmazkodóképesség: Több szenzor párhuzamos kapcsolása esetén támogatja az automatikus terheléselosztást, így nincs szükség külön kiegyenlítőre, alkalmazkodik a különböző méretű platformmérlegek és anyagtartályok tervezési követelményeihez, és csökkenti a rendszerintegráció nehézségét.

4. Tipikus alkalmazási forgatókönyvek

1) Ipari anyagtartályok/tartályok mérése
• Vegyipari alapanyag-tartályok: 1–10 tonnás vegyipari alapanyag-tárolótartályok mérése, 2–4 konzolgerendás szenzor szimmetrikusan beépítve a tartály aljzatára. Az ötvözött acél anyag korrózióálló, az IP67 védettség alkalmas a gyártóhelyiség nedves környezetére, a ±0,02%FS pontosság pedig pontos készletmérést biztosít.

• Adagoló/liszt tartályok: Adagolótartályok mérése a gabonafeldolgozó iparban, érzékelőkkel felszerelve a tartály alján lévő támasztólábakon. Az ütésálló tervezés kezeli az anyag leesésének hatását, és a vezérlőrendszerrel együtt pontos adagolást tesz lehetővé.

2) Szalagos mérlegek/szállítószalagok mérése
• Ipari szalagos mérlegek: Ömlesztett anyagot szállító szalagok mérése bányákban és erőművekben, érzékelők a görgőtartókon felszerelve, viselik a szalag és az anyag együttes terhelését. A válaszidő ≤ 7 ms, alkalmazkodik a folyamatos szállítási helyzetekhez, mérési pontosság ±0,1%.

• Szállítószalag: Sorba rendezéshez és soros méréshez használják az elektronikai és élelmiszeriparban. Az érzékelők a szállítószalag aljába vannak beépítve, hogy valós időben észleljék a termék súlyát, és összekapcsolódjanak a válogató mechanizmussal. Közepes pontosság, megfelel a tömeggyártás igényeinek.

3)Közepes és kis teherautó-mérlegek/lapos mérlegek

• Műhelyi platformmérleg: 1-5 tonnás műhelyi áttételes platformmérleg. A mérlegtest négy sarkába négy nyírógerendás érzékelő van beépítve. A rögzített vég a földhöz van erősítve, a teherbíró vég pedig viseli a mérlegtest terhelését. Az excentrikus terhelés elleni védelem biztosítja a pontos mérési eredményt különböző pozíciókban.

• Targoncamérleg: Hordozható targoncán mérőeszköz. Az érzékelők a targonca villájának hordozókarjára vannak szerelve, így viselik a rakomány függőleges terhelését. Az ötvözött acél anyag ütésálló, dinamikus mérési igényekhez, targoncán végzett munkák során ideális.

4) Erőszabályozás automatizálási berendezéseknél

• Sajtolóberendezések nyomásfigyelése: Kisebb sajtológépek nyomásszabályozása. Az érzékelők a sajtolófej és a gép test közé vannak szerelve, így valós időben visszajelzik a sajtolóerő értékét, megelőzve a túlterhelésből adódó szerszámkárokat. A ±0,01%FS pontosság biztosítja a sajtolás minőségét.

• Robotösszeszerelés Erővezérlése: Nyomásfigyelés ipari robotok összeszerelési folyamata során. Nyírógerenda szenzorokat építenek be a robotkar végére, hogy érzékeljék az összeszerelési nyomást, és beállítsák a mozgatóerőt, alkalmas autóalkatrészek és elektronikai alkatrészek összeszereléséhez.

5) Különleges ipari alkalmazások

• Robbanásbiztos Környezetek: Robbanásbiztos mérőberendezések a szénbányászat és az olaj- és földgázipar számára. Ex d IIB T4 típusú robbanásbiztos nyírógerenda szenzorokat használnak, amelyeket robbanásbiztos mérődobozokba szerelnek be, így megfelelnek a robbanásveszélyes környezetek biztonsági követelményeinek.

• Szigorúan Korrózióálló Környezetek: Mérőberendezések galvanizálási és vegyipari alkalmazásokhoz. A szenzorok 316L rozsdamentes acélból készülnek felületi passziválási kezeléssel, amely ellenálló savaknak és lúgoknak, alkalmas például galvanizáló oldat koncentrációjának mérésére és vegyi reagensek méréseként.

5. Használati utasítás (gyakorlati útmutató)

1) Telepítési folyamat

• Előkészítés: Tisztítsa meg a felszerelési felületet (győződjön meg arról, hogy sík, olajmentes, és a síkossági hiba ≤0,1 mm/m), ellenőrizze a szenzor külsejét (a sugártest deformációja nélkül, károsodásmentes kábel), és válassza ki az M12-M24-es rögzítőcsavarokat a tartománytól függően.

• Pozicionálás és rögzítés: A szenzor rögzített végét csavarokkal erősítse a berendezés tartójához, ügyelve arra, hogy szilárdan és laza nélkül legyen rögzítve; a teherbíró vég illeszkedjen a teherbíró szerkezethez, biztosítva, hogy a terhelés függőlegesen hasson a gerendatestre, elkerülve a oldalirányú és csavaróerőket.

• Bekötési előírások: Analóg jelek esetén kövesse a következő bekötési elvet: „piros – tápfeszültség +, fekete – tápfeszültség –, zöld – jel +, fehér – jel –”; digitális jelek esetén a Modbus protokoll megfelelő csatlakozópontjai szerint kösse be; a bekötést tartsa távol erős interferenciát okozó forrásoktól, mint például frekvenciaváltók, legalább 15 cm-es távolságot tartva.

• Védőkezelés: Kültéri felszerelés esetén esővédő burkolatot kell alkalmazni; nedves környezetben a kábelcsatlakozókat vízálló elosztódobozzal kell lezárni; korróziós környezetben speciális korrózióálló bevonatot kell felvinni a szenzor terhelésmentes felületére.

2) Kalibrálás és hibakeresés

• Nullázás: Kapcsolja be az áramot, és melegítse fel 30 percig, majd hajtsa végre a „nullázás” parancsot, hogy biztosítsa a nulla kimenetet ±0,002%FS-en belül. Ha a eltérés túl nagy, ellenőrizze, hogy a szerelés megfelelően rögzített-e, és hogy nincs-e oldalirányú erőhatás.

• Terhelés kalibrálása: Helyezzen egymás után 25%, 50% és 100% névleges terhelést képviselő etalon tömegeket, jegyezze fel a kimenőjel-értékeket minden ponton, korrigálja a lineáris hibát kalibráló szoftver segítségével, és biztosítsa, hogy minden terhelési ponton a hiba ≤ a C3 osztály engedélyezett értéke (±0,02%FS).

• Lineáris teszt: Válasszon ki 5 pontot egyenletesen a méréshatáron belül, ellenőrizze a kimenőjel linearitását, a lineáris hiba legyen ≤ ±0,015%FS, és biztosítsa a teljes skála pontosságának stabilitását a középső tartományban.

3) Rendszeres karbantartás

• Rendszeres ellenőrzés: Havi szinten tisztítsa meg a szenzor felületét portól és olajtól, ellenőrizze a rögzítőcsavarok feszességét; negyedévente egyszer végezzen nullpont kalibrálást, és évente egyszer végezze el a teljes skála kalibrálását és teljesítménytesztelést.

• Hibaelhárítás: Amikor az adatok eltolódnak, először ellenőrizze az áramforrás feszültségét (stabil 12–24 V DC legyen); ha az érték hibás, ellenőrizze a túlterhelést (a névleges terhelés 300%-át meghaladó terhelés sérülést okozhat) vagy a tartógerenda deformálódását, és szükség esetén cserélje ki az érzékelőt.

6. Kiválasztási módszer (pontos igényekhez illeszkedő)

1) A főbb paraméterek meghatározása

• Méréshatár kiválasztása: Olyan modellt válasszon, amelynek méréshatára az aktuális maximális terhelés 1,3–1,6-szorosa (például 5 tonna maximális terhelés esetén 6,5–8 tonnás érzékelő választható), így hely marad az ütőterhelésnek és a biztonsági tartaléknak.

• Pontossági osztály: Válassza a C3 osztályt (hiba ≤ ±0,02%FS) ipari méréshez, a C6 osztályt (hiba ≤ ±0,03%FS) általános figyeléshez, és C3 osztályú modellt választson ≤ 7 ms-es válaszidővel dinamikus mérlegeléshez.

• Jel típusa: Válasszon analóg jeleket (4-20mA) hagyományos vezérlőrendszerekhez, digitális jeleket (RS485) intelligens rendszerekhez, és olyan modelleket, amelyek vezeték nélküli adatküldő modullal rendelkeznek az ipari IoT alkalmazásokhoz.

2) Környezeti alkalmazkodóképesség kiválasztása

• Hőmérséklet: Normál alkalmazásokhoz válasszon általános típust (-20 °C ~ 60 °C), magas hőmérsékletű környezethez kompenzált magas hőmérsékletű típust (60 °C ~ 120 °C), alacsony hőmérsékleten működő környezethez pedig fagytűrő típust (-40 °C ~ -20 °C).

• Közeg: Válasszon ötvözött acélt (nikkellel bevonva) száraz környezethez, 304-es rozsdamentes acélt nedves / enyhén korróziós környezethez, és 316L-es rozsdamentes acélt erősen korróziós környezethez (sav-bázis oldatok).

• Védelmi osztály: ≥IP66 beltéri száraz környezetekhez, ≥IP67 kültéri/párás környezetekhez, és ≥IP68 víz alatti vagy poros környezetekhez.

3) Felszerelés és rendszerkompatibilitás

• Felszerelési mód: Alsó felszerelésnél válassza a csavarrögzítést, oldalsó felszerelésnél a flanccsatlakozást; ha több szenzor van egy mérőrendszerben, olyan digitális modelleket válasszon, amelyek támogatják a címzett kódolást, így elkerülhetők a jelütközések.

• Kompatibilitás: Győződjön meg arról, hogy az érzékelő jel megegyezik a meglévő mérőműszer/PLC kommunikációs protokolljával, például Siemens PLC esetén elsősorban olyan modelleket válasszon, amelyek támogatják a Profibus protokollt, hogy csökkentsék az integrációs nehézségeket.

4) További követelmények megerősítése

• Tanúsítványigények: Robbanásveszélyes környezetekben megfelelő robbanásbiztos minősítés szükséges (Ex d I bányákhoz, Ex ia IIC T6 vegyipari alkalmazásokhoz), mérési célokra CMC tanúsítvány szükséges, exporttermékekhez pedig OIML tanúsítvány szükséges.

• Különleges funkciók: Dinamikus méréshez ütésálló, megerősített típust (ütésállóság ≥300%FS) kell választani; távoli figyeléshez NB-IoT/LoRa modullal rendelkező modelleket; magas hőmérsékletű körülményekhez hőmérséklet-kompenzációs chipes speciális modelleket.

Összefoglalás

A konzolos tartókar terhelésérzékelő magjellemzői a „közepes pontosságú mérés, rugalmas felszerelhetőség és nagy ütésállóság”, és elsősorban olyan ipari közepes terhelésű alkalmazásokban merülő problémákra ad megoldást, mint a berendezések szélső felszerelése, koncentrált terhelésmérés és dinamikus ütésvédelem. A felhasználói élmény a könnyű felszerelésre, karbantartás nélküli működésre és a jó rendszerkompatibilitásra fókuszál. A modell kiválasztásakor először tisztázni kell a méréshatár, pontosság, felszerelési hely és környezeti feltételek négy alapvető követelményét, majd ezek alapján, a rendszerkompatibilitást és kiegészítő funkciókat figyelembe véve dönteni. Használat közben kerülni kell a rádióirányú erőhatásokat és túlterhelést, valamint rendszeres kalibrálási előírásokat szigorúan betartani a hosszú távú, stabil működés érdekében. Ipari anyagtartályokra, szalagos mérlegekre, kis- és közepes méretű mérőműszerekre, valamint egyéb területekre alkalmas, és alacsony, illetve közepes terhelésű ipari mérési alkalmazásokban a fő irányadó érzékelési megoldás.