Konzolos tartó súlyérzékelő CZL803KB

A konzolos tartó terhelésmérő cella egy erőérzékeny érzékelő elem, amely a deformációs ellenállás elvén alapul, és amelynek magja egy egyik végén rögzített, másik végén szabadon álló konzolos tartó alakú rugalmas test. Erő hatására a tartó hajlító deformációja a deformációmérő bélyeget ellenállásváltozásra készteti, amelyet ezután szabványosított elektromos jelekké alakítanak. Egyesíti a közepes terhelhetőséget, a rugalmas felszerelési teret és a nagy ütésállóságot jelentő előnyöket, és széles körben használatos közepes és alacsony terhelésű, koncentrált erőhatású alkalmazásokban, mint például ipari anyagtartályok, platformmérlegek és szalagmérlegek. Az alábbiakban a főbb méretek részletezésre kerülnek a termék kiválasztás, technikai értékelés és megoldás dokumentálás igényeinek kielégítése érdekében:

1. Termékjellemzők és alapfunkciók

Főbb jellemzők

1)Szerkezeti tervezés: Integrált konzolos tartószerkezetet alkalmaz (tartó vastagsága 8–50 mm, hossza 50–300 mm), a rögzített vég több készletű rögzítőfurattal rendelkezik a stabilitás növelése érdekében. A terhelt vég feszültsége a tartó középső szakaszára koncentrálódik, függőleges lefelé irányuló koncentrált terhelés mérését támogatja, kiemelkedő ütésállósággal (képes elviselni a névleges terhelés 200–300%-ára eső pillanatnyi ütést) 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, ismétlési hiba ≤±0,01%FS, nullpont-drift ≤±0,003%FS/℃, pontosság-stabilitása felülmúlja az 50 kg–5 t közepes tartományban használt hasonló szenzorokét.

3) Anyagok és védettség: Az elasztikus test általában ötvözött acélt (Q235, 40CrNiMoA) vagy 304/316L rozsdamentes acélt használ, felületkezelésként pedig homokfúvás és rozsdaeltávolítás + nikkelezés (ötvözött acél esetén), illetve passziválás (rozsdamentes acél esetén); a védettségi fokozat általában IP66/IP67, ipari nehézterhelésű modellek esetén elérheti az IP68 szintet, így alkalmas poros és nedves ipari környezetekhez.

4) Telepítési kompatibilitás: A rögzített vég csavarrögzítést vagy hegesztést támogat, a terhelt vég menettel, flanccsal vagy nyomófejjel csatlakoztatható, így alkalmas a berendezések alján, oldalán stb. több pozícióban történő felszerelésre. Egyedi vagy több egység párhuzamos használata lehetséges, nagy kombinációs rugalmassággal.

Alapfunkciók

1) Közepes távolságú erőmérés: Közepes és alacsony teherbírású statikus/kvázidinamikus mérésre specializálódik (válaszidő ≤7 ms), mérési tartománya 50 kg–20 t között mozog. A hagyományos alkalmazások jellemzően 1 t–10 t tartományban helyezkednek el, egyes nehézterhelésű modellek akár 50 t-ig is bővíthetők, így kielégítik a legtöbb ipari közepes terhelésű alkalmazás igényeit.

2) Szabványos jelek kimenete: Analóg jeleket (4-20 mA, 0-5 V, 0-10 V) és digitális jeleket (RS485/Modbus RTU) biztosít, egyes ipari fokozú modellek támogatják a HART protokollt is, így közvetlenül csatlakoztathatók PLC-hez, DCS-hez és mérlegkezelő rendszerekhez további jelkondicionáló modulok nélkül.

3) Biztonsági védelem funkció: Széles hőmérséklet-tartományú hőmérséklet-kompenzációt biztosít (-20 ℃ ~ 80 ℃), túlterhelés elleni védelemmel rendelkezik (a névleges terhelés 150%-a–250%-a, ötvözött acél modelleknél akár 300% is), robbanásbiztos modellek Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6 tanúsítvánnyal rendelkeznek, egyes modellek kábelhúzás elleni csatlakozóval is rendelkeznek.

4) Hosszú távú megbízhatóság: Fáradási élettartam ≥10⁶ terhelési ciklus, éves drift értéke ≤±0,015%FS a névleges terhelés mellett, alkalmas ipari folyamatos üzemű alkalmazásokra, mint például ipari gyártósorok és anyagtartályok figyelése.

2. Megoldott alapproblémák

1) Nehézségek a berendezés peremén történő felszerelésben: Kiküszöböli a hagyományos szenzorok szimmetrikus felszerelését igénylő korlátozását: a konzolos tartó 'egyik végén rögzített' szerkezete közvetlenül felszerelhető a berendezések alsó peremére vagy a tartó oldalára, így megoldva a központi felszerelési helyhiányt például silók vagy platformmérlegek esetében.

2) Közepes távolságú koncentrált terhelésmérés: Az 1–10 tonnás közepes tartományban a gerendaerők optimalizált tervezésének köszönhetően a koncentrált terhelés mérési hibája ±0,02%FS-en belül marad, kielégítve az ipari adagolás és késztermék-mérlegelés, mint közepes terhelésű alkalmazások pontossági igényeit.

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 konzisztenciával rendelkeznek (azonos tétel esetén a hiba ≤ ±0,01%FS), támogatják a 2–4 darabos párhuzamos kombinációs mérést, és megoldják a súlyfelhalmozódás és pontossági egységesítés problémáit olyan elosztott erőhatású alkalmazásoknál, mint nagy felületű mérlegek és silók.

5) Alkalmazkodóképesség durva ipari környezethez: Az ötvözött acélanyag megerősítésével, valamint az IP67-es vagy annál magasabb védettségi szint kialakításával megoldódtak a szenzorok korróziója és jelzési rendellenességei poros (pl. bányák), nedves (pl. vegyi üzemek) és enyhén károsító (pl. galvanizálás) környezetben.

3. Felhasználói Élmény

1) Magas fokú telepítési rugalmasság: A szabványos rögzítőlyukak a rögzített végén kompatibilisek különféle berendezésszerkezetekkel, így nincs szükség professzionális pozicionáló eszközökre. A telepítés és kalibrálás elvégezhető egy vízmérték segítségével, és egyetlen személy is el tudja végezni egyetlen szenzor rögzítését és bekötését 20 percen belül.

2) Egyszerű kezelés és kalibrálás: A mérőeszköz egykulcsos nullára állítását támogatja, a hárompontos kalibrálási folyamat (25%, 50%, 100% névleges terhelés) alkalmas közepes hatótávolságú forgatókönyvekhez, a digitális modell pedig a házi számítógépes szoftveren keresztül távolról teljesíti a paraméterkonfigurációt és kalibr

3) Kontrollálható karbantartási költségek: A teljesen zárt szerkezet csökkenti a por behatolását, az átlagos éves hibaráta ≤ 0,5%; a fő 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 és késés nélküli reakció a kvázi-dinamikus forgatókönyvekben (például sávszállító); a digitális modell beépített hiba diagnosztikai funkcióval rendelkezik, amely valós idejű figyelmeztetést ad a rendellenességekre, mint például

5) Kiváló kombinációs alkalmazkodóképesség: Több szenzor párhuzamos csatlakoztatása esetén támogatja az automatikus terheléselosztást, így nem szükséges külön kiegyenlítő egység, alkalmazkodik különböző méretű platformmérlegek és silók tervezési követelményeihez, csökkentve ezzel a rendszerintegráció nehézségét.

4. Tipikus alkalmazási forgatókönyvek

1 Az ipari szilók/sziklák mérése
• Vegyi alapanyag tartályok: 1 - 10t vegyi alapanyag tároló tartály súlyozása, 2 - 4 kantilveres gerendát érzékelők szimmetrikusan vannak telepítve a tartály alján, a ötvözet acél anyaga korrózióálló, a IP67 védelem alkalmas a mű
• Adagoló/liszttartályok: Adagolótartályok mérése a gabonafeldolgozó iparban, a szenzorokat a tartály alján lévő támasztólábakon helyezik el, az ütésálló tervezés kezeli az anyag beomlásának hatását, és együttműködik a vezérlőrendszerrel a pontos adagolás érdekében.

2) Szalagos mérlegek/szállítószalagok mérése
• Ipari szalagos mérlegek: Ömlesztett anyagokat szállító szalagok mérése bányákban és erőművekben, a szenzorokat az idler tartóra szerelik, a szalag és az anyag együttes terhelését viselik, a 7 ms-nál gyorsabb válaszidő folyamatos szállítási forgatókönyvekhez ideális, a mérési pontosság ±0,1%.

• Szállítószalag: Beépített szenzorok a szalag alján, amelyek valós időben érzékelik a termékek súlyát, és interakcióba lépnek a rendező mechanizmussal. Közepes pontosság, tömeggyártási igények kielégítésére.

3) Kisebb és közepes 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.

• Emelőkocsi mérleg: Hordozható emelőkocsi súlymérő eszköz. Az érzékelők az emelőkocsi villa targoncán vannak elhelyezve, amely a rakomány függőleges terhelését viseli. Ötvözött acélból készült, ütésálló, ideális az emelőkocsi működése közbeni dinamikus mérési igényekhez.

4) Erőszabályozás automatizálási berendezésekben

• 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.

• Erővezérlés robotösszeszerelésnél: Nyomásfigyelés ipari robotok összeszerelése során. Nyírógerendás szenzorokat építenek be a robotkar végére, amelyek érzékelik az összeszerelési nyomást, és szabályozzák a mozgatóerőt, alkalmas autóalkatrészek és elektronikai alkatrészek összeszerelésére.

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.

• Szigorú környezetek: Mérőberendezések galvanizáló és vegyipari célokra. A 316L rozsdamentes acélból készült szenzorok felületük passziválva ellenállók sav- és lúgkorróziával szemben, alkalmasak galvanizáló oldatok koncentrációjának mérésére és vegyi reagensek mérésekére.

5. Használati utasítás (gyakorlati útmutató)

1) Telepítési folyamat

• Előkészítés: Tisztítsa meg a felszerelési felületet (győződjön meg róla, hogy sík, olajmentes, és a síktorzítás ≤0,1 mm/m), ellenőrizze a szenzor külső állapotát (a gerenda testének deformációja nélkül, károsodás nélküli kábel), és válassza ki az M12-M24-es rögzítőcsavarokat a méréshatártól függően.

• Elhelyezés és rögzítés: A szenzor rögzített végét csavarokkal rögzítse a berendezés tartójához, és győződjön meg arról, hogy szorosan, laza mozgás nélkül legyen rögzítve; a terhelésnek ható véget szorosan érintkeztesse a teherbíró szerkezettel, így biztosítva, hogy a terhelés függőlegesen hasson a tartótestre, elkerülve a oldalirányú és csavaró erőket.

• Kábelezési előírások: Az analóg jeleknél kövesse a „piros – tápfeszültség +, fekete – tápfeszültség –, zöld – jel +, fehér – jel –” kábelezési elvet; digitális jeleknél a Modbus protokoll megfelelő csatlakozópontjai szerint kösse be; a kábelezést tartsa távol erős interferenciát okozó forrásoktól, mint például frekvenciaváltók, a távolság legyen ≥15 cm.

• Védőkezelés: Kültéri felszerelés esetén esővédőt kell alkalmazni; nedves környezetben a kábelcsatlakozókat vízálló dobozba kell zárni; saválló környezetben speciális korrózióálló bevonatot kell felvinni a szenzor tehermentes felületére.

2) Kalibrálás és hibakeresés

• Nullázás kalibrálása: Kapcsolja be az áramot, melegítse elő 30 percig, majd hajtsa végre a „nullázás kalibrálása” parancsot annak érdekében, hogy a nulla kimenet ±0,002%FS tartományon belül legyen. Ha az eltérés túl nagy, ellenőrizze, hogy a felszerelés megfelelően rögzített-e, és 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 5 tesztpontot egyenletesen a méréshatáron belül, ellenőrizze a kimenőjel linearitását, a lineáris hiba legyen ≤ ±0,015%FS, így biztosítva 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.

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

6. Kiválasztási módszer (pontos igényekhez illeszkedő)

1) A főparaméterek 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) Telepítés 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

• Tanúsítványkövetelmények: Robbanásbiztos körülmények esetén megfelelő robbanásbiztos osztályú tanúsítvány szükséges (Ex d I a szénbányákhoz, Ex ia IIC T6 a vegyiparhoz), mérési alkalmazásoknál CMC tanúsítvány szükséges, export termékekhez pedig OIML tanúsítvány szükséges.

• Különleges tulajdonságok: Dinamikus mérésekhez az ütésálló, megerősített típust (ütésállóság ≥300%FS) kell választani; távoli figyeléshez NB-IoT/LoRa modullal rendelkező modellt érdemes választani; magas hőmérsékletű körülmények között hőmérséklet-kompenzációs chippel ellátott speciális modell szükséges.

Összefoglalás

Konzolos gerenda tömegérzékelőktől rendelkeznek a „pontosság közepes távolságon, rugalmas felszerelhetőség és kiváló ütésállóság” alapvető előnyeivel, elsősorban olyan ipari közepes terhelésű alkalmazásokban merülő problémákra adnak megoldást, mint a berendezések szélén történő felszerelése, koncentrált terhelés mérése és dinamikus ütésvédelem. A felhasználói élmény a könnyű szerelhetőségre, karbantartás nélküli működésre és jó rendszerkompatibilitásra helyezi a hangsúlyt. A modell kiválasztásakor először tisztázni kell a mérési tartomány, pontosság, felszerelési hely és környezeti feltételek négy alapvető követelményét, majd ezek alapján, valamint a rendszerkompatibilitás és további funkciók figyelembevételével kell döntést hozni; használat közben kerülni kell az oldalirányú erőhatásokat és túlterhelést, és szigorúan be kell tartani a rendszeres kalibrálási előírásokat a hosszú távú, stabil működés biztosítása érdekében. Alkalmazható ipari anyag-tartályokban, szalagos mérlegeken, kis- és közepes méretű mérőműszereken és egyéb területeken, valamint a jelenleg vezető érzékelési megoldás alacsony és közepes terhelésű ipari mérési alkalmazásokban.