Sensore di pesatura a trave a sbalzo CZL801L2

La cella di carico a mensola è un elemento di rilevamento sensibile alla forza basato sul principio della resistenza a deformazione, con una struttura principale costituita da un corpo elastico a forma di trave a sbalzo fissata a un'estremità e sospesa all'altra. Quando sottoposta a una forza, la deformazione flessionale della trave induce nelle estensimetrie una variazione di resistenza, che viene poi convertita in segnali elettrici standardizzati. Combina vantaggi come capacità di carico medio-range, flessibilità nello spazio di installazione e elevata resistenza agli urti ed è ampiamente utilizzata in applicazioni con carichi concentrati di livello medio-basso, come serbatoi industriali per materiali, bilance a piattaforma e bilance a nastro. I seguenti dettagli sono presentati secondo le dimensioni principali per soddisfare le esigenze di prodotto selezione, valutazione tecnica e redazione di soluzioni:

1. Caratteristiche del prodotto e funzioni principali

1) Progettazione strutturale: Adotta una struttura a trave a sbalzo integrata (spessore della trave 8 - 50 mm, lunghezza 50 - 300 mm), con più serie di fori di montaggio all'estremità fissa per migliorare la stabilità. La sollecitazione all'estremità portante è concentrata nella sezione centrale della trave, consentendo la misurazione di carichi concentrati verticali diretti verso il basso, con eccezionale resistenza agli urti (in grado di sopportare impatti istantanei del 200% - 300% del carico nominale) e alta efficienza di trasferimento dello sforzo.

2) Prestazioni di precisione: La classe di precisione comprende da C3 a C6, con i modelli principali che raggiungono il livello C3. Errore di non linearità ≤ ±0,02%FS, errore di ripetibilità ≤ ±0,01%FS, deriva dello zero ≤ ±0,003%FS/℃, e la stabilità della precisione è superiore a quella dei sensori simili in scenari di media portata da 50 kg a 5 t.

3) Materiali e protezione: Il corpo elastico utilizza comunemente acciaio legato (Q235, 40CrNiMoA) o acciaio inossidabile 304/316L, con superficie trattata mediante sabbiatura e rimozione della ruggine + nichelatura (acciaio legato) o passivazione (acciaio inossidabile); la classe di protezione è tipicamente IP66/IP67, mentre i modelli industriali pesanti possono raggiungere IP68, adatti ad ambienti industriali complessi come quelli polverosi e umidi.

4) Compatibilità di installazione: L'estremità fissa supporta il fissaggio con bulloni o saldatura, e l'estremità portante può essere collegata tramite filettature, flange o testine pressate, adatta per installazioni in più posizioni nella parte inferiore, laterale, ecc. dell'equipaggiamento, e può essere utilizzata singolarmente o in parallelo, con elevata flessibilità di combinazione.

Funzioni principali

1) Misurazione della forza a media portata: Si concentra sulla pesatura statica/quasi dinamica di carichi medi e bassi (tempo di risposta ≤ 7 ms), con un intervallo compreso tra 50 kg e 20 t, e applicazioni tipiche concentrate nell'intervallo da 1 t a 10 t. Alcuni modelli pesanti possono essere estesi fino a 50 t, soddisfacendo le esigenze della maggior parte degli scenari industriali con carichi medi.

2) Uscita del segnale standardizzata: Fornisce segnali analogici (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) e segnali digitali (RS485/Modbus RTU), e alcuni modelli di classe industriale supportano il protocollo HART, consentendo il collegamento diretto a PLC, DCS e sistemi di gestione della pesatura senza moduli aggiuntivi di condizionamento del segnale.

3) Funzione di protezione per la sicurezza: Integra una compensazione della temperatura su ampio intervallo (-20 ℃ ~ 80 ℃), dispone di protezione contro i sovraccarichi (150% - 250% del carico nominale, i modelli in acciaio legato possono raggiungere il 300%), i modelli a prova di esplosione sono certificati Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6, e alcuni modelli includono connettori anti-strappo per cavi.

4) Affidabilità a lungo termine : Vita a fatica ≥ 10⁶ cicli di carico, con deriva annuale ≤ ±0,015% FS sotto carico nominale, adatto a scenari di funzionamento continuo a lungo termine come linee di produzione industriale e monitoraggio serbatoi materiali.

2. Problemi Fondamentali Risolti

1) Difficoltà nell'installazione ai bordi delle apparecchiature: Risolvendo il limite dei sensori tradizionali che richiedono un'installazione simmetrica, la struttura "fissata ad una estremità" della trave a sbalzo può essere installata direttamente sul bordo inferiore dell'apparecchiatura o sul lato del supporto, risolvendo il problema dello spazio insufficiente per l'installazione al centro di apparecchiature come serbatoi di materiale e bilance a piattaforma.

2) Misurazione di carico concentrato a media distanza: Nell'intervallo medio di 1t - 10t, grazie alla progettazione ottimizzata della sollecitazione del corpo della trave, l'errore di misurazione del carico concentrato è mantenuto entro ±0,02%FS, soddisfacendo i requisiti di precisione per scenari con carichi medi come dosaggio industriale e pesatura di prodotti finiti.

3) Danni causati da carichi d'impatto dinamici: Le caratteristiche di deformazione dell'ammortizzatore del telaio a sbalzo in elastomero possono assorbire efficacemente l'impatto istantaneo causato dalla caduta del materiale e dalle vibrazioni dell'apparecchiatura, risolvendo i problemi di facile danneggiamento e deriva della precisione dei sensori tradizionali in scenari dinamici.

4) Pesatura combinata con più sensori: I sensori presentano un'elevata uniformità (errore ≤ ±0,01%FS per lo stesso lotto), supportano la combinazione parallela da 2 a 4 unità per la pesatura e risolvono i problemi di sovrapposizione del peso e uniformità della precisione in scenari con forze distribuite come grandi bilance a piattaforma e serbatoi di materiale.

5) Adattamento a ambienti industriali gravosi: Attraverso l'uso di materiali in acciaio legato rinforzato e la progettazione di livelli di protezione IP67 o superiori, si risolvono i problemi di corrosione del sensore e anomalie del segnale in ambienti con polvere (ad esempio miniere), umidità (ad esempio industria chimica) e leggera corrosione (ad esempio galvanizzazione).

3. esperienza dell'utente

1) Elevata flessibilità di installazione: I fori di montaggio standardizzati all'estremità fissa sono adattabili a varie strutture di apparecchiature, eliminando la necessità di strumenti professionali di posizionamento. La calibrazione dell'installazione può essere completata utilizzando una livella, e una singola persona può completare il fissaggio e il cablaggio di un singolo sensore entro 20 minuti.

2) Funzionamento e calibrazione semplici: Supporta la taratura a zero con un solo tasto dello strumento di pesatura; il processo di calibrazione a tre punti (25%, 50%, 100% del carico nominale) è adatto a scenari a portata media; il modello digitale può completare a distanza la configurazione dei parametri e la calibrazione tramite il software del computer host.

3) Costi di Manutenzione Controllabili: La struttura completamente sigillata riduce l'ingresso di polvere, con un tasso medio annuo di guasti ≤ 0,5%; i componenti principali ( estensimetri , i terminali sono confezionati separatamente e i guasti locali possono essere riparati singolarmente senza la necessità di una sostituzione completa.

4) Feedback Dati Stabile: La fluttuazione dei dati di misura statica ≤ ±0,005%FS, con risposta rapida e senza ritardi in scenari quasi dinamici (ad esempio nastro trasportatore); il modello digitale è dotato di funzione di diagnostica guasti, che fornisce avvisi in tempo reale per anomalie come sovraccarico e sottotensione.

5) Elevata adattabilità combinata: Quando più sensori sono collegati in parallelo, supporta la distribuzione automatica del carico, eliminando la necessità di un equalizzatore aggiuntivo, adattandosi ai requisiti progettuali di bilance a piattaforma e serbatoi di materiali di diverse dimensioni e riducendo la complessità dell'integrazione del sistema.

4. Scenari applicativi tipici

1) Pesatura di Serbatoi/Bunker per Materiali Industriali
• Serbatoi per Materie Prime Chimiche: Pesatura di serbatoi di stoccaggio da 1 a 10 t per materie prime chimiche, con 2-4 sensori a trave a sbalzo installati simmetricamente sul supporto inferiore del serbatoio. Il materiale in acciaio legato è resistente alla corrosione, la protezione IP67 è adatta all'ambiente umido del laboratorio e l'accuratezza di ±0,02%FS garantisce una misurazione precisa delle scorte.

• Serbatoi per alimenti/farina: Pesatura di serbatoi di dosaggio nell'industria della lavorazione dei cereali, con sensori installati sui piedi di sostegno nella parte inferiore del serbatoio. La progettazione anti-urto resiste all'impatto della caduta del materiale e, in combinazione con il sistema di controllo, permette un dosaggio preciso.

2) Pesatura di nastri pesatori/nastri trasportatori
• Bilance a nastro industriale: Pesatura di nastri trasportatori di materiali sfusi in miniere e centrali elettriche, con sensori installati sul supporto dei rulli, che sostiene il carico combinato del nastro e dei materiali. Un tempo di risposta ≤ 7 ms si adatta a scenari di trasporto continuo, con un'accuratezza di misura del ±0,1%.

• Nastro trasportatore: Utilizzato per la pesatura e il controllo in linea nei settori elettronico e alimentare. I sensori sono integrati nella parte inferiore del nastro per rilevare in tempo reale il peso dei prodotti e interfacciarsi con il meccanismo di selezione. Un'accuratezza media soddisfa le esigenze della produzione di massa.

3) Bilance per camion di medie e piccole dimensioni/Bilance a piattaforma

• Bilancia per piattaforma da officina: bilancia per piattaforma da officina con capacità di 1-5 t. Quattro sensori a trave a taglio sono installati ai quattro angoli del corpo della bilancia. L'estremità fissa è fissata al suolo, mentre l'estremità portante sostiene il carico del corpo della bilancia. La capacità anti-sollecitazione eccentrica garantisce una precisione di pesatura costante in diverse posizioni.

• Bilancia per carrelli elevatori: dispositivo portatile per pesare con carrello elevatore. I sensori sono installati sul sollevatore forche del carrello elevatore per sopportare il carico verticale delle merci. Il materiale in acciaio legato è resistente agli urti, adatto alle esigenze di pesatura dinamica durante le operazioni del carrello elevatore.

4) Controllo della forza di apparecchiature automatizzate

• Monitoraggio della pressione di apparecchiature di stampaggio: controllo della pressione di piccole presse meccaniche. I sensori sono installati tra la testa di stampaggio e il corpo della macchina per fornire un feedback in tempo reale del valore della forza di stampaggio, prevenendo danni agli stampi causati da sovraccarichi. Un'accuratezza di ±0,01%FS garantisce la qualità dello stampaggio.

• Controllo della Forza nell'Assemblaggio Robotico: Monitoraggio della pressione nel processo di assemblaggio di robot industriali. I sensori a trave di taglio sono integrati all'estremità del braccio robotico per rilevare la pressione di assemblaggio e regolare la forza applicata, adatti all'assemblaggio di componenti automobilistici e componenti elettronici.

5) Applicazioni speciali nel settore industriale

• Scenari a Prova di Esplosione: apparecchiature di pesatura antideflagranti per le industrie minerarie del carbone e del petrolio e del gas. Vengono utilizzati sensori a trave di taglio Ex d IIB T4 antideflagranti e installati in contenitori di pesatura antideflagranti per soddisfare i requisiti di sicurezza negli ambienti esplosivi.

• Ambienti Corrosivi: Apparecchiature di pesatura per le industrie della galvanoplastica e chimica. Sensori realizzati in acciaio inossidabile 316L con trattamento superficiale di passivazione resistenti all'azione di acidi e basi, adatti a scenari come il rilevamento della concentrazione di soluzioni galvaniche e la pesatura di reagenti chimici.

- 5°. Istruzioni d'uso (Guida pratica)

1) Processo di installazione

• Preparazione: Pulire la superficie di installazione (assicurarsi che sia piana, priva di olio e con errore di planarità ≤0,1 mm/m), verificare l'aspetto del sensore (nessuna deformazione del corpo della trave e nessun danno al cavo) e selezionare bulloni di fissaggio di specifica M12-M24 in base alla portata.

• Posizionamento e fissaggio: fissare l'estremità fissa del sensore al supporto dell'apparecchiatura con bulloni, assicurandosi che sia saldamente fissata senza giochi; l'estremità portante deve adattarsi alla struttura portante in modo che il carico agisca verticalmente sul corpo della trave, evitando forze laterali e torsionali.

• Specifiche del cablaggio: Per i segnali analogici, seguire il principio di collegamento "rosso - alimentazione +, nero - alimentazione -, verde - segnale +, bianco - segnale -"; per i segnali digitali, collegare secondo i pin corrispondenti del protocollo Modbus; il cablaggio deve essere lontano da fonti di forte interferenza come i convertitori di frequenza, con una distanza ≥15 cm.

• Trattamento protettivo: per installazioni all'aperto, è necessario aggiungere una copertura antipioggia; in ambienti umidi, i connettori dei cavi devono essere sigillati con scatole di derivazione impermeabili; in ambienti corrosivi, deve essere applicato un particolare rivestimento anticorrosivo sulle superfici del sensore non portanti.

2) Calibrazione e messa a punto

• Calibrazione dello zero: Accendere l'alimentazione e preriscaldare per 30 minuti, quindi eseguire il comando "calibrazione dello zero" per assicurare che l'uscita a zero sia entro ±0,002%FS. Se la deviazione è troppo elevata, verificare che il montaggio sia saldo e che non vi siano forze laterali.

• Calibrazione del Carico: Posizionare in sequenza pesi standard pari al 25%, 50% e 100% del carico nominale, registrare i valori del segnale di uscita in ogni punto, correggere l'errore di linearità tramite software di calibrazione e assicurarsi che l'errore in ogni punto di carico sia ≤ al valore ammissibile della Classe C3 (±0,02%FS).

• Prova di linearità: Selezionare uniformemente 5 punti di prova all'interno del campo di misura, verificare la linearità del segnale di uscita; l'errore di linearità deve essere ≤ ±0,015%FS e garantire la stabilità della precisione a fondo scala nella zona centrale.

3) Manutenzione ordinaria

• Ispezione Periodica: Pulire mensilmente polvere e olio sulla superficie del sensore, controllare il serraggio dei bulloni di fissaggio; eseguire la calibrazione del punto zero una volta al trimestre ed effettuare annualmente la calibrazione completa e i test sulle prestazioni.

• Gestione dei guasti: In caso di deriva dei dati, controllare innanzitutto la tensione di alimentazione (stabile tra 12-24V DC); in caso di lettura anomala, verificare la presenza di sovraccarico (oltre il 300% del carico nominale si rischia il danneggiamento) o deformazioni della trave, e sostituire il sensore se necessario.

6. Metodo di selezione (abbinamento preciso alle esigenze)

1) Determinazione dei parametri fondamentali

• Selezione della portata: scegliere un modello con una portata pari a 1,3-1,6 volte il carico massimo effettivo (ad esempio, per un carico massimo di 5 t, si può selezionare un sensore da 6,5-8 t), prevedendo uno spazio per i carichi d'impatto e un margine di sicurezza.

• Classe di precisione: Selezionare la Classe C3 (errore ≤ ±0,02%FS) per la metrologia industriale, Classe C6 (errore ≤ ±0,03%FS) per il monitoraggio generale e un modello Classe C3 con tempo di risposta ≤ 7 ms per la pesatura dinamica.

• Tipo di segnale: Selezionare segnali analogici (4-20 mA) per sistemi di controllo tradizionali, segnali digitali (RS485) per sistemi intelligenti e modelli con moduli di trasmissione wireless per scenari IoT industriali.

2) Selezione dell'adattabilità ambientale

• Temperatura: utilizzare modelli standard per condizioni normali (-20 °C ~ 60 °C), modelli con compensazione ad alta temperatura per ambienti caldi (60 °C ~ 120 °C) e modelli resistenti al freddo per ambienti freddi (-40 °C ~ -20 °C).

• Mezzo: Selezionare acciaio legato (nickelato) per ambienti asciutti, acciaio inossidabile 304 per ambienti umidi/leggermente corrosivi e acciaio inossidabile 316L per ambienti fortemente corrosivi (soluzioni acido-base).

• Classe di protezione: ≥IP66 per ambienti interni asciutti, ≥IP67 per ambienti esterni/umidi e ≥IP68 per ambienti sott'acqua o con alta presenza di polvere.

3) Installazione e Compatibilità del Sistema

• Metodo di installazione: selezionare il fissaggio a bullone per l'installazione sul fondo dell'apparecchiatura, il collegamento a flangia per l'installazione laterale; quando vengono utilizzati più sensori in un sistema di pesatura, selezionare modelli digitali che supportino la codifica degli indirizzi per evitare conflitti di segnale.

• Compatibilità: Verificare che il segnale del sensore corrisponda al protocollo di comunicazione del contatore/PLC esistente; ad esempio, per PLC Siemens, selezionare preferibilmente modelli che supportano il protocollo Profibus per ridurre la difficoltà di integrazione.

4) Conferma dei Requisiti Aggiuntivi

• Requisiti di certificazione: negli scenari a rischio di esplosione sono richieste certificazioni corrispondenti al grado di protezione antideflagrante (Ex d I per miniere di carbone, Ex ia IIC T6 per industrie chimiche), negli scenari di metrologia è richiesta la certificazione CMC e per i prodotti destinati all'esportazione è richiesta la certificazione OIML.

• Funzioni speciali: Per la pesatura dinamica, va selezionato il tipo rinforzato resistente agli urti (carico d'urto ≥300%FS); per il monitoraggio remoto, vanno selezionati modelli con moduli NB-IoT/LoRa; per scenari ad alta temperatura, vanno selezionati modelli speciali dotati di chip di compensazione termica.

Sintesi

La cella di carico a mensola presenta vantaggi fondamentali come "precisione nella gamma media, installazione flessibile e elevata resistenza agli urti", e risolve principalmente problematiche quali l'installazione ai bordi delle apparecchiature, la misurazione di carichi concentrati e la protezione da impatti dinamici in scenari industriali con carichi medi. L'esperienza utente si concentra su installazione comoda, manutenzione senza preoccupazioni e buona compatibilità con il sistema. Nella scelta del modello, è necessario chiarire innanzitutto i quattro requisiti fondamentali di portata, precisione, posizione di installazione e ambiente, per poi decidere in base alla compatibilità con il sistema e alle funzioni aggiuntive; durante l'utilizzo, è opportuno evitare forze laterali e sovraccarichi, seguendo rigorosamente le norme di taratura periodica per garantire un funzionamento stabile a lungo termine. È adatta per serbatoi industriali, bilance a nastro, strumenti di pesatura di piccole e medie dimensioni e altri settori, rappresentando la soluzione di rilevamento principale per scenari di pesatura industriale con carichi da bassi a medi.