Sensore di pesatura a trave a sbalzo CZL803KB

La cella di carico a trave incastrata 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 incastrata a un'estremità e sospesa all'altra. Quando sottoposta a una forza, la deformazione flessionale della trave induce una variazione di resistenza nelle estensimetri, che viene poi convertita in segnali elettrici standardizzati. Combina vantaggi come capacità di carico a media portata, spazio di installazione flessibile e elevata resistenza agli urti, ed è ampiamente utilizzata in applicazioni con forze concentrate di carico medio-basso, come serbatoi industriali per materiali, bilance a piattaforma e bilance a nastro. Di seguito vengono forniti dettagli dalle dimensioni principali per soddisfare le esigenze di prodotto selezione, valutazione tecnica e redazione di soluzioni:

1. Caratteristiche del prodotto e funzioni principali

Caratteristiche fondamentali

1)Progetto strutturale: Adotta una struttura a trave a sbalzo integrata (spessore della trave 8-50 mm, lunghezza 50-300 mm), con più set di fori di montaggio all'estremità fissa per migliorare la stabilità. Lo sforzo all'estremità caricata è concentrato nella sezione centrale della trave, consentendo la misurazione di carichi concentrati verticali verso il basso, con eccellente resistenza agli urti (in grado di sopportare impatti istantanei del 200%-300% del carico nominale) e alta efficienza di trasmissione 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 stabilità della precisione superiore a quella dei sensori simili in scenari medi di portata compresa tra 50 kg e 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 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 a bullone o saldatura, mentre l'estremità caricata può essere collegata tramite filettature, flange o testine pressorie, adatta all'installazione in posizioni multiple nella parte inferiore, laterale, ecc. dell'equipaggiamento. Possono essere utilizzate unità singole o multiple in parallelo, con elevata flessibilità di combinazione.

Funzioni principali

1) Misurazione della forza a medio raggio: Si concentra sulla pesatura statica/quasi dinamica di carichi medi e bassi (tempo di risposta ≤7 ms), con una portata che copre da 50 kg a 20 t. Le applicazioni convenzionali sono concentrate nel range da 1 t a 10 t, e alcuni modelli pesanti possono estendersi 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 grado 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 la compensazione della temperatura su un'ampia gamma termica (-20 ℃ ~ 80 ℃), dispone di protezione contro i sovraccarichi (150%-250% del carico nominale, fino al 300% per i modelli in acciaio legato), i modelli a prova di esplosione sono certificati Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6 e alcuni modelli includono connettori antiscollegamento per cavi.

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

2. Problemi principali risolti

1) Difficoltà nell'installazione ai bordi delle apparecchiature: Per superare il limite dei sensori tradizionali che richiedono un montaggio simmetrico, la struttura "fissata a un'estremità" della trave a mensola può essere installata direttamente sul bordo inferiore dell'apparecchiatura o sul lato del supporto, risolvendo il problema dello spazio insufficiente per il montaggio al centro di apparecchiature come silos e bilance a piattaforma.

2) Misurazione di carico concentrato a media distanza: Nell'intervallo medio di 1t - 10t, grazie all'ottimizzazione della progettazione delle sollecitazioni della trave, l'errore di misurazione del carico concentrato è mantenuto entro ±0,02%FS, soddisfacendo i requisiti di precisione per scenari a carico medio come la pesatura industriale per dosaggio e la 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 da 2 a 4 pesature in parallelo e risolvono i problemi di sovrapposizione del peso e uniformità della precisione in scenari con forze distribuite, come bilance con piattaforma grande e silos.

5) Adattabilità a ambienti industriali difficili: Attraverso l'uso di acciaio legato rinforzato e la progettazione con grado di protezione IP67 o superiore, si risolvono i problemi di corrosione del sensore e anomalie del segnale in ambienti polverosi (ad esempio miniere), umidi (ad esempio impianti chimici) e leggermente corrosivi (ad esempio elettroplating).

3. esperienza dell'utente

1) Elevata flessibilità di installazione: I fori di montaggio standardizzati all'estremità fissa sono compatibili con varie strutture di apparecchiature, eliminando la necessità di strumenti professionali di posizionamento. L'installazione e la calibrazione possono essere completate utilizzando un livello, e una singola persona può effettuare 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 media portata, e il modello digitale può completare in remoto la configurazione dei parametri e la calibrazione tramite software per 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, risponde rapidamente senza ritardi in scenari quasi dinamici (ad esempio nastri trasportatori); il modello digitale dispone di una funzione integrata 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, adatto ai requisiti progettuali di bilance a piattaforma e silos di diverse dimensioni e riducendo la complessità dell'integrazione del sistema.

4. Scenari applicativi tipici

1 Pesatura di Silos/Biglie Industriali
• Serbatoi per Materie Prime Chimiche: Pesatura di serbatoi di stoccaggio da 1 a 10 t per materie prime chimiche, 2-4 sensori a mensola sono 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 reparto produttivo e l'accuratezza di ±0,02%FS garantisce una misurazione precisa delle scorte.
• Silos per alimenti/farina: pesatura dei silos di dosaggio nel settore della lavorazione dei cereali; i sensori sono installati sui piedi di sostegno nella parte inferiore dello silo, la progettazione anti-urto resiste all'impatto della caduta del materiale e collabora con il sistema di controllo per garantire un'alimentazione precisa.

2) Pesatura di nastri pesatori / trasportatori
• Nastri pesatori industriali: pesatura di nastri trasportatori di materiali sfusi in miniere e centrali elettriche; i sensori sono installati sul supporto del rullo, sopportano il carico combinato del nastro e dei materiali, un tempo di risposta ≤ 7 ms è adatto a scenari di trasporto continuo e la precisione di misura è ±0,1%.

• Trasportatore: utilizzato per la pesatura in linea e il selezionamento nei settori elettronico e alimentare. I sensori sono integrati nella parte inferiore del trasportatore, in grado di rilevare in tempo reale il peso dei prodotti e interagire con il meccanismo di selezionamento. La precisione media soddisfa le esigenze della produzione di massa.

3) Bilance per camion di piccole e medie 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 carrelli elevatori. I sensori sono installati sul carrello della forca del carrello elevatore, che sopporta il carico verticale delle merci. Realizzato in acciaio legato, è resistente agli urti e adatto alle esigenze di pesatura dinamica durante le operazioni del carrello elevatore.

4) Controllo della forza di apparecchiature automatiche

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

• Controllo della forza nell'assemblaggio robotizzato: monitoraggio della pressione durante il processo di assemblaggio dei robot industriali. I sensori a trave tagliente sono integrati all'estremità del braccio robotico e possono rilevare la pressione di montaggio e regolare la forza applicata, adatti all'assemblaggio di componenti automobilistici ed elettronici.

5) Applicazioni per settori speciali

• 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 i settori galvanico e chimico. I sensori realizzati in acciaio inossidabile 316L sono passivati superficialmente, resistenti alla corrosione acida e alcalina, 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 oli 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 viti, garantendo che sia saldamente bloccata senza giochi; l'estremità portante deve essere a stretto contatto con la struttura portante, assicurando che il carico agisca verticalmente sul corpo della trave, evitando forze laterali e torsionali.

• Specifiche di 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 di Protezione: Per l'installazione all'aperto, è necessario aggiungere una copertura antipioggia; in un ambiente umido, i collegamenti dei cavi devono essere sigillati con una scatola di derivazione impermeabile; in un ambiente corrosivo, deve essere applicato un particolare rivestimento anticorrosione sulla superficie non portante del sensore.

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 assicurarsi che l'uscita a vuoto rientri nel range di ±0,002%FS. Se la deviazione è troppo elevata, verificare che l'installazione sia stabile 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).

• Test di Linearità: Selezionare 5 punti di prova distribuiti uniformemente nell'intervallo, verificare la linearità del segnale di uscita; l'errore di linearità deve essere ≤ ±0,015% FS per garantire la stabilità dell'accuratezza su tutta la scala nella zona media.

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, verificare innanzitutto la tensione dell'alimentazione (stabile tra 12-24 V in corrente continua); quando la lettura è anomala, controllare la presenza di sovraccarico (superiore al 300% del carico nominale, il che potrebbe causare danni) o deformazioni della trave, e sostituire il sensore se necessario.

6. Metodo di selezione (abbinamento preciso alle esigenze)

1) Determinazione dei parametri principali

• 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 in base all'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: Per scenari a rischio di esplosione, è richiesta la relativa certificazione antideflagrante (Ex d I per miniere di carbone, Ex ia IIC T6 per industria chimica); per scenari di misurazione, è richiesta la certificazione CMC; per prodotti destinati all'esportazione, è richiesta la certificazione OIML.

• Caratteristiche Speciali: Per la pesatura dinamica, va selezionato il tipo rinforzato resistente agli urti (carico d'urto ≥300%FS); per il monitoraggio remoto, va selezionato il modello con modulo NB-IoT/LoRa; per scenari ad alta temperatura, va selezionato il modello dedicato con chip di compensazione termica.

Sintesi

Trave a sbalzo celle di carico presentano i vantaggi principali di "precisione nella media portata, installazione flessibile e elevata resistenza agli urti", e risolvono principalmente problematiche come 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 semplice, 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'uso, è opportuno evitare forze laterali e sovraccarichi, seguendo rigorosamente le specifiche di calibrazione periodica per garantire un funzionamento stabile a lungo termine. È adatto per serbatoi industriali per materiali, bilance a nastro, strumenti di pesatura di piccole e medie dimensioni e altri settori, rappresentando la soluzione di riferimento per la rilevazione nei contesti industriali di pesatura con carichi bassi e medi.