S-típusú terhelésérzékelő CZL301

Termék bemutatása

Az S-típusú terhelésérzékelő a deformációs ellenállás elvén alapuló erőérzékeny érzékelő elem, amelynek magja egy szimmetrikus S-alakú rugalmas test. Erő hatására a rugalmas test húzó vagy nyomó alakváltozása miatt a deformációmérő bélyeg ellenállás-változást hoz létre, amelyet ezután szabványosított elektromos jelekké alakítanak. Kombinálja az előnyöket, mint a kétirányú erőhatás, a rugalmas felszerelhetőség és a stabil pontosság, és széles körben használatos közepes és alacsony terhelésű húzó-, nyomó- és összetett erők mérésére. Az alábbiakban a főbb dimenziók részletezésre kerülnek, hogy kielégítsék az igényeket termék kiválasztás, technikai értékelés és megoldás dokumentálás igényeinek kielégítése érdekében:

1. Terméktulajdonságok és funkciók

Főbb jellemzők

• Szerkezeti kialakítás: Integrált S-alakú elastomer szerkezetet alkalmaz (vastagság 5-30 mm, hossz 30-200 mm), koncentrált és szimmetrikus feszültségeloszlással, kétirányú erőhatás támogatásával (egyszerre húzó- és nyomóerő is mérhető), kiváló csavaró- és keresztirányú erőtartó képességgel (képes elviselni a névleges terhelés ±10%-±15%-át kitevő kereszterőket), valamint magas erőátviteli hatásfokkal.

• Pontossági teljesítmény: A pontossági osztályok C2-C6-ig terjednek, a leggyakoribb modellek C3-as szintet érnek el, nemlineáris hiba ≤±0,02%FS, ismétlési hiba ≤±0,01%FS, nullpont-drift ≤±0,003%FS/℃, kis pontosságcsökkenés közepes és kis terhelésű dinamikus mérési körülmények között.

• Anyagok és védettség: Az elasztomert általában nagy szilárdságú ötvözött acélból (folyáshatár ≥850 MPa) vagy 304/316L rozsdamentes acélból készítik, a felületét nikkelezéssel vagy műanyag bevonattal kezelik (passziváló kezelés a korrózióálló típusoknál); a védettségi szint általában IP65/IP67, egyedi, nedves környezetekhez tervezett modellek esetén elérheti az IP68-as fokozatot, így alkalmas általános ipari és egyes speciális környezetekre.

• Telepítési kompatibilitás: Mindkét vég belső menettel, külső menettel vagy emelőkar-szerkezettel rendelkezik, támogatja a különféle rögzítési módszereket, például horog, emelőkar és flanccsal történő csatlakoztatást, rugalmas telepítési lehetőségekkel, alkalmazkodik a függőleges, vízszintes és ferde irányú igénybevételekhez, elsősorban önálló használatra.

Alapfunkciók

• Kétirányú erőmérés: Statikus és dinamikus húzó- valamint nyomóerő mérésére alkalmas (válaszidő ≤6 ms), mérési tartomány: 0,01 t - 50 t, a tipikus alkalmazások a 0,1 t - 20 t tartományban koncentrálódnak, egyes nagy pontosságú modellek pedig 0,001 t kis terhelések mérésére is képesek.

• Szabványos jelfeladó kimenet: Analóg jeleket (4-20 mA, 0-5 V, 0-10 V) és digitális jeleket (RS485/Modbus RTU) biztosít, egyes intelligens modellek támogatják a Profibus protokollt, így közvetlenül csatlakoztathatók mérlegműszerekhez, PLC-khez, ipari érintőképernyőkhöz és más eszközökhöz.

• Biztonsági és védőfunkciók: Integrált hőmérsékletkompenzáció széles hőmérséklet-tartományban (-20 °C ~ 80 °C), túlterhelés elleni védelem (a névleges terhelés 120%-a - 200%-a, általában 150% húzóalkalmazásoknál), egyes modellek csavarási ellenálló pozícionáló csapokkal és kábelhúzás elleni csatlakozókkal rendelkeznek.

• Hosszú távú stabilitás: Fáradási élettartam ≥10⁶ terhelési ciklus, évi drift ≤±0,02 %FS a névleges terhelés mellett, alkalmas időszakos vagy folyamatos erőfelügyeleti alkalmazásokhoz.

2. Megoldott alapvető problémák

• Nehézségek a kétirányú erőmérésben: A hagyományos szenzorok egyirányú erőmérésre való korlátozottságának kiküszöbölésére az S-alakú szerkezet egyszerre pontosan méri a húzó- és nyomóerőket (például az erőérték változását anyagok emelése és eresztése során), kielégítve az ilyen alkalmazások kétirányú erőfelügyeleti igényét, mint a daruhasználat és vontatás.

• Alkalmazkodóképesség összetett telepítési helyzetekhez: Rugalmas csatlakozási lehetőségekkel és kompakt szerkezettel rendelkezik, így megoldja a korlátozott helyű berendezések és több szögben ható erők telepítési kihívásait alkalmazás (például ferde helyzetű adagolók mérése és függő szállítósorok feszítésének figyelése), elkerülve a berendezésszerkezet nagy mértékű átalakításának szükségességét.

• Elégtelen pontosság kis terhelés/kis méréstartomány esetén: A 0,1t - 5t kis tartományban a kötési pozíció optimalizálásával és az elasztomer feszültségtervezésével alakváltozási mérők az érzékelő mérési hibája ±0,01%FS-en belül marad, kielégítve a laboratóriumok, élelmiszer-feldolgozás stb. területén lévő kis terhelésű alkalmazások magas pontossági igényeit.

• Dinamikus feszítőerő-ingadozások figyelése: ≤6 ms-es válaszidővel pontosan rögzíti a kábelek, fóliák stb. folyamatos gyártási folyamatai során fellépő feszítőerő-ingadozásokat, ezzel megoldva a szövőipar, nyomdaipar stb. iparágakban a feszítőerő-instabilitásból eredő termékminőségi problémákat.

• Több készülék együttes működtetésének kompatibilitási problémái: A szabványos jelkimenet és több protokoll támogatása megoldja a különböző gyártmányú vezérlőrendszerekkel (például Siemens S7 sorozatú PLC-kkel és Delta DCS-sel) való csatlakozási akadályokat, csökkentve a jelátalakításból eredő hibákat és költségeket.

3. Felhasználói Élmény

• Könnyű telepíthetőség: A szabványos menetes/szemcse-szerű csatlakozófelületek szabványos csatlakozóalkatrészekkel (például csavarokkal és kapcsokkal) nem igényelnek speciális szerelőeszközöket. Egy személy is elvégezheti egyetlen szenzor szerelését és pozícionálását 15 percen belül, a szerelési felület síkságára pedig viszonylag alacsony az igény (elegendő a síksági hiba ≤0,1 mm/m).

• Üzemeltetés és kalibrálás: Támogatja a mérlegkészüléken az egyszeri nullázást, leegyszerűsíti a kétpontos kalibrálási folyamatot (csak 10% és 100% névleges terhelésű szabványos súlyok szükségesek), a digitális modelleket pedig távolról kalibrálhatók mobilalkalmazáson vagy központi számítógépen keresztül, így szakemberek nélkül is gyorsan kezelhetők.

• Szabályozható karbantartási költségek: A zárt szerkezet hatékonyan elzárja a port és a nedvességet, éves átlagos hibaszázalék ≤0,4%; a fő alkatrészek (alakváltozási érzékelők, csatlakozóblokkok) moduláris kialakítása lehetővé teszi a helyi hibák külön-külön történő cseréjét, csökkentve ezzel az általános cserére fordított költségeket.

• Intuitív adatvisszajelzés: Statikus mérési adatok ingadozása ≤±0,005%FS, dinamikus helyzetekben nincs észrevehető késleltetés; a digitális modellek beépített hibalarmot tartalmaznak túlterhelés, alacsony feszültség stb. esetére, amelyek az ellenőrzőlámpák vagy szoftveres felületek segítségével jelennek meg, így egyszerű és gyors hibaelhárítás lehetséges.

• Rugalmas alkalmazkodóképesség különböző helyzetekhez: Ugyanaz a szenzor képes váltani a húzó/feszítő mérési módok között hardvercsere nélkül, kielégítve a többfolyamatban használt berendezések igényeit, ezzel növelve a berendezések kihasználtságát.

4. Tipikus alkalmazási forgatókönyvek

1) Húzó-/feszítőerő mérési helyzetek

• Kábel/madzag feszítésszabályozás: Feszítésfigyelés a fonalszál-húzó gépeknél a textil- és kábeiparban. S-alakú szenzorokat kötnek sorosan a húzóműhöz, valós időben visszajelezve a feszítési értékeket, és összehangoltan szabályozva a húzósebességet, így biztosítva az egységes kábeltérfogatot.

• Anyag szakítóvizsgálata: Szakítóerő mérése laboratóriumi anyagvizsgáló gépekkel. A C2 pontossági modellek kielégítik az olyan anyagok, mint fémhuzalok és műanyag fóliák szakítószilárdság-vizsgálati követelményeit, az adatok ismételhetőségi hibája ≤±0,01%.

• Emelőberendezések húzófeszültség-figyelése: Teherkorlátozás kis darukhoz és elektromos csörlőkhöz. A horog és a darurúd közé szerelve, túlterhelés esetén riasztást indít és kikapcsolja az áramot, így biztosítva az üzemeltetés biztonságát.

2) Függesztett mérési alkalmazások

• Függesztett adagolóedény/tartály mérése: Függesztett adagolótartályok mérése a vegyiparban és takarmányiparban. Egy vagy két szenzor szimmetrikusan függesztve és szerelve, így megoldva a korlátozott alapterület problémáját, pontossága akár ±0,02%FS.

• Felfüggesztett mérés az élelmiszerfeldolgozásban: Felfüggesztett mérés és osztályozás a húsfeldolgozó és vízi termékek iparágában. A rozsdamentes acélból (316L) készült modellek megfelelnek az élelmiszer-higiéniai szabványoknak, könnyen tisztíthatók és fertőtleníthetők, valamint alkalmasak folyamatos üzemű működtetésre.

3) Kisméretű és közepes mérőműszerek gyártása

• Akasztós mérlegek/hordozható mérlegek: Alapérzékelő egységek 0,5 t - 20 t teherbírású akasztós mérlegekhez. Kompakt szerkezetük alkalmas a mérlegtest kialakítására, ütésállóságuk pedig képes elviselni a pillanatnyi túlterheléseket az emelési műveletek során.

• Szalagmérlegek/dinamikus mérlegek: Dinamikus mérési modulok szállítószalagokhoz. A szalag görgőtartóra szerelve közvetve számítják ki az anyag tömegét a szalagfeszítettség mérésével, így alkalmazkodnak a folyamatos szállítási körülményekhez.

4) Tudományos kutatási és kísérleti berendezések

• Biomechanikai tesztelés: Erőérték-figyelés orvosi rehabilitációs berendezéseknél (például protézis erőtesztelés). Kiscapacitású, nagypontosságú modellek (0,01 t–1 t) képesek az apró erőváltozások rögzítésére.

• Robotkar végén lévő erőszabályozás: Erővisszajelzés ipari robotok fogómechanizmusaihoz. A fogás erősségének mérésével szabályozható a szorítóerő, így elkerülhető a törékeny alkatrészek (például üveg és kerámia) sérülése.

5) Különleges ipari alkalmazások

• Gyógyszeripar: Nyomásszabályozás gyógyszerkapszula-töltőgépeknél. Higiéniai minőségű rozsdamentes acél modellek felelnek meg a GMP-szabványoknak, és pontosan szabályozzák a töltési nyomást, biztosítva az egységes kapszuladózist.

• Nyomda- és csomagolóipar: Fólianyomtató gépek feszítésfigyelése. A le- és feltekerési sebességek valós idejű szabályozása megakadályozza a fólia nyúlását, deformálódását vagy szakadását, javítva ezzel a nyomtatási pontosságot.

5. Használati utasítás (gyakorlati útmutató)

1) Telepítési folyamat

• Előkészítés: Tisztítsa meg a telepítési csatlakozási pontokat (távolítsa el a repedéseket és olajfoltokat), ellenőrizze a szenzor külső állapotát (az elasztomer deformációja nélkül, kábelek sérülése nélkül), majd válassza ki a megfelelő csatlakoztatási módot az erő irányának megfelelően (húzóerő esetén emelőgyűrűt, nyomóerő esetén pedig csavarrögzítést használjon).

• Pozicionálás és rögzítés: Győződjön meg arról, hogy a terhelés a szenzor tengelyirányban kerüljön átvitelre, így elkerülve a hosszirányú és csavaró erőhatásokat; használjon nyomatékkulcsot a csavarok meghúzásához (ajánlott érték 10–30 N·m ötvözött acél szenzorokhoz, illetve 8–25 N·m rozsdamentes acél szenzorokhoz), hogy túlhúzással ne sérüljenek a menetek.

• Kábelezési előírás: Analóg jelek esetén tartsa be a következő szabályt: „piros – tápfeszültség +, fekete – tápfeszültség –, zöld – jel +, fehér – jel –”; digitális jelek esetén a csatlakoztatást a Modbus pin-kiosztás szerint végezze; a kábelt biztosan rögzítse, hogy ne tudják erővel meghúzni, és a bekábelezést tartsa távol erős interferenciát okozó forrásoktól, például frekvenciaváltóktól (távolság ≥ 20 cm).

• Védőkezelés: Kültéri felszerelés esetén esővédő burkolatot kell alkalmazni; nedves/korróziót okozó környezetben a kábelcsatlakozót vízálló elosztódobozban kell elhelyezni, a szenzor felületét pedig élelmiszeripari célra alkalmas korróziógátló olajjal lehet kenni (élelmiszeripar esetén).

2) Kalibrálás és tesztelés

• Nullpont kalibráció: Kapcsolja be az áramot, és 15 percig melegítse elő, majd hajtsa végre a „nullpont kalibráció” parancsot; győződjön meg arról, hogy a nullkimenet ±0,002%FS-en belül legyen; ha az eltérés túl nagy, ellenőrizze, hogy a felszerelés során oldalirányú erő hat-e a szenzorra.

• Terhelés kalibrálása: Helyezzen egymás után szabványos súlyokat a névleges terhelés 10%, 50% és 100%-án, rögzítse a kimenő jeleket minden ponton, korrigálja a lineáris hibát kalibrációs szoftver segítségével, és biztosítsa, hogy a hiba ≤ a megfelelő pontossági szint engedélyezett értéke (C3 szint ≤ ±0,02%FS).

• Dinamikus hibakeresés: Olyan dinamikus helyzetekben, mint a feszítési nyomás figyelése, állítsa be az eszköz szűrőfrekvenciáját (5-12 Hz) a válaszidő és az adatstabilitás közötti egyensúly érdekében, és kerülje el a magas frekvenciájú ingadozásokból eredő hamis riasztásokat.

3) Rendszeres karbantartás

• Rendszeres ellenőrzés: Tisztítsa havonta a szenzor felületét, ellenőrizze, hogy nincs-e laza menetes csatlakozás; negyedévente végezzen nullpont-kalibrálást, évente egyszer pedig teljes skálájú kalibrálást, és rögzítse a kalibrációs adatokat későbbi felhasználás céljából.

• Hibakezelés: Adateltérés esetén először ellenőrizze a tápegység feszültségét (stabil 12–24 V DC legyen); ha nincs jelkimenet, ellenőrizze, hogy a kábel nem szakadt-e el, vagy túlterhelt-e a szenzor (a névleges terhelés 200%-át meghaladó terhelés sérülést okozhat).

6. Kiválasztási módszer (pontos igényekhez illeszkedő)

1) A főbb paraméterek meghatározása

• Méréshatár kiválasztása: Válassza ki a típust az aktuális maximális erőérték 1,2–1,5-szörösének megfelelően (például, ha a maximális húzóerő 8 tonna, akkor 10–12 tonnás szenzor választható). Húzóerő mérése esetén további 10% túlterhelési tartalékot célszerű hagyni, hogy elkerülje a becsapódásból származó terhelések okozta károkat.

• Pontossági osztály: Laboratóriumi vizsgálatokhoz válassza a C2 osztályt (hiba ≤ ±0,01%FS), ipari mérési feladatokhoz a C3 osztályt (hiba ≤ ±0,02%FS), általános ellenőrzéshez pedig a C6 osztályt (hiba ≤ ±0,03%FS). • Jeltípus: Hagyományos mérlegeszközöknél analóg jelet (4–20 mA) válasszon, intelligens rendszerekhez digitális jelet (RS485), ipari IoT alkalmazásokhoz pedig vezeték nélküli átvitelt (WiFi/4G) támogató intelligens modelleket.

2) Kiválasztás a környezeti alkalmazkodóképesség alapján

• Hőmérséklet: Normál körülményekhez válasszon átlagos modellt (-20°C ~ 60°C), magas hőmérsékletű körülményekhez hőmérséklet-kompenzált modellt (60°C ~ 100°C), alacsony hőmérsékletű körülményekhez fagytűrő modellt (-40°C ~ -20°C).

• Közeg: Száraz környezetben ötvözött acélt (felületi porfestékkel) válasszon, nedves/élelmiszeripari környezetben 304-es rozsdamentes acélt, kémiai korróziós környezetben pedig 316L-es rozsdamentes acélt.

• Védettségi osztály: Belső, száraz környezetben ≥IP65, kültéri/nedves környezetben ≥IP67, víz alatti vagy poros környezetben pedig ≥IP68 védettség szükséges.

3) Felszerelés és rendszerkompatibilitás

• Rögzítési mód: Húzóerő esetén karikás csatlakozást, nyomóerő esetén csavarrögzítést, ferde erőhatásokhoz helyzetjelölős modelleket válasszon; korlátozott hely esetén elsőbbséget élveznek a kompakt modellek, amelyek hossza ≤50 mm.

• Kompatibilitás: Győződjön meg arról, hogy az érzékelő jel megegyezik a meglévő műszer/PLC kommunikációs protokolljával. Több érzékelő együttes alkalmazása esetén válasszon digitális típusokat, amelyek támogatják a címzés beállítását, így elkerülhetők a jelkonfliktusok.

4) További követelmények megerősítése

• Tanúsítványkövetelmények: Robbanásbiztos környezetben Ex ia IIC T6/Ex d IIB T4 tanúsítvány szükséges, az élelmiszeriparban FDA/GMP tanúsítvány, mérési feladatokhoz pedig CMC tanúsítvány szükséges.

• Különleges funkciók: Válassza azokat a modelleket, amelyek válaszideje ≤5 ms dinamikus feszítésfelügyelet esetén, NB-IoT modullal rendelkező modelleket távoli felügyelethez, valamint higiéniai osztályú modelleket sarokmentes csiszolással (Ra ≤0,8 μm) higiéniai környezetekhez.

Összefoglalás

Az S-típusú terhelésmérő cellák „kétirányú erőhatás, rugalmas felszerelés és nagy pontosság kis terhelés alatt” előnyeiként emelkednek ki, elsősorban a kétirányú erőfigyelés, összetett körülmények közötti felszerelés és a kis terhelés melletti pontos szabályozás kérdéskörére adnak megoldást. A felhasználói élmény a könnyű kezelhetőséget, gondmentes karbantartást és a magas szintű alkalmazkodóképességet jelenti. Terhelésmérő cella kiválasztásakor először tisztázni kell a méréshatárt, pontosságot, az erő irányát és a környezeti követelményeket, majd ezek alapján dönteni a rendszerkompatibilitásról és további funkciókról. Használat közben kerülni kell az oldalirányú erőhatásokat és túlterhelést, valamint szigorúan be kell tartani a rendszeres kalibrálási eljárásokat a hosszú távú stabil működés érdekében. Alkalmazható feszítőerő mérésére, felfüggesztett mérlegelésre és kis terhelésű mérőműszerekre, így az ideális érzékelési megoldás közepes és alacsony terhelésű, valamint kétirányú erőfigyelési alkalmazásokhoz.

Részletes megjelenítés

Paraméterek