Cella di carico a colonna CZL425H

Introduzione al prodotto

Colonna celle di carico sono componenti sensibili alla forza basati sul principio degli estensimetri. Generano deformazione attraverso la flessione di un corpo elastico cilindrico sottoposto a forza, che viene poi convertita in un segnale elettrico dall'estensimetro. Presentano elevata rigidità, forte capacità anti-interferenza, ecc., e sono ampiamente utilizzati in scenari di pesatura con carichi medi e pesanti. I seguenti dettagli sono presentati dalle dimensioni principali per soddisfare le esigenze di prodotto selezione, valutazione tecnica e redazione di soluzioni:

1. Caratteristiche e funzioni del prodotto

Caratteristiche fondamentali

• Progetto strutturale: Elastomero cilindrico (diametro 10-100 mm opzionale), design ad alta rigidità (alta frequenza naturale), elevata capacità di resistenza al carico fuori centro/forza laterale (in grado di sopportare forze laterali pari a ±5%-±10% del carico nominale), e buona uniformità della forza.

• Performance di precisione: Grado di precisione elevato (comunemente C3, C6, alcuni modelli premium raggiungono C1), errore di non linearità ≤±0,01%FS, errore di ripetibilità ≤±0,005%FS, e deriva dello zero ridotta (≤±0,002%FS/℃).

• Materiali e Protezione: I materiali disponibili per l'elastomero includono acciaio legato (versione economica, resistenza allo snervamento ≥800 MPa) o acciaio inossidabile (304/316L, resistente alla corrosione), con grado di protezione IP67/IP68 opzionale, adatto ad ambienti umidi, polverosi e leggermente corrosivi.

• Compatibilità di installazione: Entrambe le estremità sono filettate (M12-M60) o dotate di flangia, con ingombro ridotto, adatto a scenari con forza verticale/assiale, e più sensori possono essere collegati in parallelo per formare una bilancia (supporta da 4 a 8 sensori che lavorano in sincronia).

Funzioni principali

• Misurazione della Forza/Peso: Supporta pesatura statica/dinamica (tempo di risposta dinamico ≤ 5 ms), con un'ampia gamma di misurazione (1t - 500t, alcuni modelli personalizzati possono raggiungere 1000t).

• Uscita segnale: Fornisce segnali analogici (4 - 20 mA, 0 - 10 V) o segnali digitali (RS485/Modbus, HART), compatibili con strumenti di pesatura principali, PLC e sistemi DCS.

• Funzioni aggiuntive: Alcuni modelli integrano compensazione della temperatura (intervallo di compensazione da -20°C a 80°C), protezione contro i sovraccarichi (150% - 200% del carico nominale), certificazione antideflagrante (Ex ia IIC T6) e progettazione per la protezione dai fulmini.

• Affidabilità a lungo termine: Elevata durata alla fatica (≥ 10⁶ cicli di carico), buona stabilità allo zero e deriva annuale ≤ ±0,01%FS.

2. Problemi Fondamentali Risolti

•Precisione di misurazione insufficiente: Per affrontare i problemi legati a prestazioni scadenti nel carico eccentrico e forti fluttuazioni dei dati nei sensori tradizionali, vengono adottate una struttura ad alta rigidità e una tecnologia precisa di incollaggio degli estensimetri, garantendo un errore di misurazione ≤ ±0,02%FS in condizioni di carico eccentrico.

•Scarsa adattabilità agli ambienti difficili: Il materiale in acciaio inossidabile + il design protettivo IP68 risolvono i problemi di danneggiamento del sensore e deriva del segnale in scenari con umidità, polvere, corrosione acido-base (ad esempio silos chimici e strumenti di pesatura esterni).

•Limitazioni di installazione e spazio: La struttura cilindrica compatta + metodo di connessione flessibile risolvono i problemi di spazio limitato per l'installazione e difficile guida della forza assiale in apparecchiature di grandi dimensioni (ad esempio reattori e gru).

•Stabilità della misurazione sotto carico elevato: Elastomero ad alta rigidità + design con protezione da sovraccarico impediscono la deformazione permanente dei sensori in scenari a carico medio-pesante (ad esempio bilance per camion e pesatura container portuali), garantendo affidabilità di misurazione a lungo termine.

•Problemi di compatibilità del sistema: Sono disponibili più modalità di uscita del segnale per risolvere le difficoltà di collegamento con diversi sistemi di controllo (ad esempio PLC Siemens e schermo tattile Kunlun Tongtai), eliminando la necessità di convertitori di segnale aggiuntivi.

3. esperienza dell'utente

•Convenienza di installazione: Interfacce filettate/flangiate standardizzate, complete di chiavi di montaggio e perni di posizionamento, consentono l'installazione da parte di una sola persona; fori di regolazione orizzontale sono predisposti nella parte inferiore per facilitare la calibrazione della direzione della forza.

• Funzionamento e calibrazione: La taratura dello zero è semplice (azzeramento con un solo pulsante tramite il display), supporta la calibrazione con pesi standard (tempo di calibrazione ≤ 10 minuti) e alcuni modelli digitali possono essere calibrati a distanza tramite software.

• Bassi costi di manutenzione: Design strutturale sigillato che elimina la necessità di manutenzioni frequenti; estensimetri sono rivestiti con materiale impermeabile, con conseguenti tassi di guasto ridotti (tasso medio annuo di guasto ≤ 0,5%); parti facilmente sostituibili (come morsettiere) possono essere sostituite singolarmente.

• Rilevazione dati: Risposta rapida del segnale, nessun ritardo nei dati in scenari di pesatura dinamica; i modelli digitali sono dotati di funzioni integrate di diagnostica guasti (ad esempio allarme sovraccarico, segnalazione anomalie cablaggio) per una rapida risoluzione dei problemi.

• Esperienza di compatibilità: Compatibile con oltre il 90% degli strumenti di pesatura e sistemi di controllo presenti sul mercato, senza necessità di modificare le interfacce hardware, Plug and Play; supporta la connessione parallela di più sensori con distribuzione automatica del carico.

4. Scenari Tipici di Utilizzo

1) Pesatura Industriale e Metrologia

• Pesatura di Silos/Serbatoi: Monitoraggio del peso di silos per polveri/liquidi nei settori chimico e dei materiali da costruzione, con supporto al controllo del livello e alla gestione delle scorte (di solito con 4 sensori installati simmetricamente).

• Bilancia per Automezzi/Bilancia Ferroviaria: Pesatura di merci su strada e su rotaia, con capacità singola del sensore da 50-200 t, collegamento di più sensori in parallelo per formare una piattaforma di pesatura (ad esempio, una bilancia per automezzi da 100 t utilizza comunemente 4 sensori da 25 t).

• Pesatura di Reattori: Monitoraggio in tempo reale del peso di reattori nei settori farmaceutico e chimico, coordinamento con il sistema di controllo per ottenere un dosaggio preciso (richiesti sensori a prova di esplosione).

2) Integrazione in Macchinari ed Equipaggiamenti

• Protezione da sovraccarico per gru/gru a ponte: monitoraggio della capacità di sollevamento delle gru nei porti e nelle fabbriche, con attivazione di un allarme quando il carico supera il valore nominale (richiesti modelli con resistenza alle vibrazioni e risposta rapida).

• Presse/Macchine di prova: misurazione della forza di pressione/trazione nei test di meccanica dei materiali, con richiesta di alta precisione (livello C1) e risposta altamente dinamica (≤3 ms).

• Macchine edili: pesatura in fase di dosaggio negli impianti di betonaggio e protezione da sovraccarico per gru torri, adatte ad ambienti esterni umidi e soggetti a vibrazioni (grado di protezione ≥IP67).

3) Produzione di strumenti di pesatura

• Componenti principali di bilance da banco/bilance a terra: unità sensoriali principali per bilance da banco di piccole e medie dimensioni (1-5 t) e bilance a terra grandi (50-500 t), con richiesta di buona uniformità (errore tra più sensori ≤±0,01% FS).

• Strumenti di pesatura personalizzati: ad esempio bilance elettroniche a prova di esplosione e scale industriali resistenti alla corrosione, realizzate con materiali in acciaio inossidabile e sensori certificati antideflagranti, adatti alle esigenze di settori specializzati.

4) Altri scenari speciali

• Industria alimentare/farmaceutica: sensori igienici in acciaio inossidabile (materiale 316L, superficie lucidata), utilizzati per la pesatura delle materie prime e la misurazione dei prodotti finiti, conformi agli standard GMP.

• Industria mineraria/metallurgia: modelli personalizzati per ambienti ad alta temperatura (≤120℃), utilizzati per la pesatura di bocche di carico minerarie e il monitoraggio del peso dei forni metallurgici (richiede funzione di compensazione termica).

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

1) Processo di installazione

• Preparazione: Pulire la superficie di installazione (assicurarsi che sia piana, priva di olio, con errore di planarità ≤0,1 mm/m) e ispezionare l'aspetto del sensore (nessuna deformazione, blocchi terminali integri). • Posizionamento e fissaggio: Installare il sensore verticalmente nel punto di carico per garantire la trasmissione assiale del carico (evitare forze laterali); utilizzare una chiave dinamometrica per serrare secondo la coppia specificata (20-50 N·m raccomandati per sensori in acciaio legato, 15-30 N·m per quelli in acciaio inossidabile).

• Specifiche di cablaggio: Per segnali analogici (rosso - alimentazione +, nero - alimentazione -, verde - segnale +, bianco - segnale -), e per segnali digitali, cablare secondo il protocollo Modbus; durante il cablaggio, mantenere distanza dalle linee ad alta tensione (≥10 cm) per evitare interferenze elettromagnetiche.

• Trattamento protettivo: Per installazioni all'aperto, aggiungere una protezione antipioggia e sigillare i collegamenti elettrici con connettori stagni; in ambienti corrosivi, applicare un rivestimento anticorrosione sulla superficie del sensore.

2) Calibrazione e messa a punto

• Zero Calibration: Accendere l'alimentazione e preriscaldare per 30 minuti, premere il pulsante "zero" sul misuratore per assicurarsi che l'uscita a zero sia entro ±0,001%FS.

• Calibrazione con Carico: Posizionare pesi standard (consigliati al 50% e al 100% del carico nominale), registrare le letture del misuratore e correggere l'errore tramite il misuratore o il software (l'errore deve essere ≤ all'errore ammissibile corrispondente alla classe di accuratezza).

• Debugging Dinamico: In scenari di pesatura dinamica, testare il tempo di risposta del sensore, regolare i parametri di filtraggio del misuratore (solitamente la frequenza di filtraggio è 5-10 Hz) per evitare fluttuazioni dei dati.

3) Manutenzione Ordinaria

• Ispezione Periodica: Pulire mensilmente la superficie del sensore, verificare che il cablaggio non sia allentato; calibrare il punto zero una volta ogni tre mesi ed eseguire una calibrazione completa una volta all'anno.

• Gestione dei guasti: se si verifica una deriva dei dati, verificare la tensione di alimentazione (deve essere stabile a 12-24 V in corrente continua); se non c'è uscita del segnale, controllare se il cablaggio è corretto o se il sensore è sovraccarico e danneggiato.

6. Metodo di selezione (abbinamento preciso ai requisiti)

1) Determinazione dei parametri principali

• Selezione della portata: selezionare un modello con una portata pari a 1,2 - 1,5 volte il carico massimo effettivo (ad esempio, per un carico massimo di 50 t, può essere selezionato un sensore da 60 - 75 t), lasciando un margine per sovraccarichi.

• Classe di precisione: per metrologia industriale, scegliere la classe C3 (errore ≤ ±0,02% FS); per prove in laboratorio, scegliere la classe C1 (errore ≤ ±0,01% FS); per monitoraggio generico, scegliere la classe C6 (errore ≤ ±0,03% FS).

• Tipo di segnale: i segnali analogici (4 - 20 mA) sono adatti per strumenti tradizionali, mentre i segnali digitali (RS485) sono adatti per sistemi di controllo intelligenti e supportano il monitoraggio remoto.

2) Selezione in base all'adattabilità ambientale

• Temperatura: Per scenari normali (-20°C - 60°C), selezionare un modello standard; per scenari ad alta temperatura (60°C - 120°C), selezionare un modello compensato per alte temperature; per scenari a bassa temperatura (-40°C - -20°C), selezionare un modello resistente al freddo.

• Mezzo: Per ambienti asciutti, selezionare acciaio legato; per ambienti umidi/corrosivi, selezionare acciaio inossidabile 304/316L; per ambienti fortemente corrosivi (ad es. soluzioni acido-base), selezionare Hastelloy.

• Classe di protezione: Per ambienti esterni/umidi, ≥ IP67; per ambienti sott'acqua o con elevata presenza di polvere, ≥ IP68.

3) Installazione e compatibilità del sistema

• Metodo di installazione: Per spazi limitati, selezionare connessioni filettate; per carichi elevati, selezionare connessioni a flangia; se vi è il rischio di carico eccentrico, selezionare un modello con design anti-carico eccentrico (errore di carico eccentrico ≤ ±0,01%FS).

• Compatibilità: Verificare che il segnale di uscita del sensore corrisponda agli strumenti/PLC esistenti; se è necessario collegare più sensori in parallelo, selezionare un modello digitale che supporti l'impostazione dell'indirizzo.

4) Conferma dei Requisiti Aggiuntivi

• Requisiti di Certificazione: Per scenari a prova di esplosione è richiesta la certificazione Ex ia IIC T6; per il settore alimentare sono richieste le certificazioni FDA/GMP; per scenari metrologici è richiesto il CMC (Certificato di Approvazione del Tipo dello Strumento Metrologico).

• Funzioni Speciali: Per la pesatura dinamica, selezionare un modello con tempo di risposta ≤ 5 ms; per il monitoraggio remoto, selezionare un modello intelligente con trasmissione wireless (LoRa/NB-IoT).

Sintesi

I sensori di carico a colonna presentano "elevata rigidità, anti-interferenza e ampio intervallo" come principali vantaggi, affrontando principalmente problematiche come la pesatura precisa, l'adattamento a ambienti difficili e la compatibilità del sistema in scenari di carico medio-pesante. L'esperienza utente si concentra su installazione semplice, manutenzione agevole e dati stabili. Nella scelta di un sensore di carico, è necessario chiarire innanzitutto i tre requisiti fondamentali di portata, precisione e ambiente, per poi decidere in base al metodo di installazione e alla compatibilità con il sistema; durante l'utilizzo, è essenziale seguire rigorosamente i principi di installazione assiale e di calibrazione periodica per garantire affidabilità a lungo termine. Sono adatti a settori come metrologia industriale, integrazione meccanica e produzione di strumenti di pesatura, rappresentando il tipo di sensore preferito per applicazioni di pesatura in scenari di carico medio-pesante.

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