Sensore elastomero CZL201

Introduzione al prodotto

La cella di carico a raggi è un elemento di rilevamento sensibile alla forza basato sul principio della resistenza a deformazione, con un elastomero a forma di raggio come struttura centrale. Quando sottoposto a una forza, la deformazione dell'elastomero induce la variazione della resistenza del trasduttore a estensimetri, che viene poi convertita in un segnale elettrico misurabile. Combina vantaggi come struttura compatta e notevole capacità di resistenza ai carichi eccentrici, ed è ampiamente utilizzata in applicazioni di pesatura con carichi medi-bassi e spazio limitato. Di seguito viene fornita una spiegazione dettagliata dalle dimensioni principali per soddisfare le esigenze di prodotto selezione, valutazione tecnica e redazione di soluzioni:

1. Caratteristiche e funzioni del prodotto

Caratteristiche fondamentali

• Design Strutturale: Adotta una struttura integrata a raggi (la corona e il mozzo sono collegati da raggi, con un'altezza che varia tipicamente da 20 a 80 mm), caratterizzata da una distribuzione uniforme della rigidità, eccellente resistenza al carico eccentrico/forza laterale (in grado di sopportare una forza di carico eccentrico del ±15% - ±20% del carico nominale), dispersione efficace dell'impatto dei carichi non assiali e notevole stabilità meccanica.

• Prestazioni di Precisione: I livelli di precisione coprono da C2 a C6, con i modelli più diffusi che raggiungono il livello C3. Errore di non linearità ≤ ±0,02%FS, errore di ripetibilità ≤ ±0,01%FS, deriva dello zero controllata entro ≤ ±0,003%FS/°C, e buona conservazione della precisione in scenari di carico dinamici e intermittenti.

• Materiali e protezione: L'elastomero utilizza comunemente acciaio legato (resistenza allo snervamento ≥ 900 MPa) o acciaio inossidabile 304/316L, con superficie passivata o placcata al nichel per migliorare la resistenza alla corrosione; il grado di protezione è tipicamente IP66/IP67, mentre modelli personalizzati speciali possono raggiungere IP68, adatti a ambienti industriali umidi e polverosi.

• Compatibilità di installazione: Le facce terminali superiore e inferiore utilizzano fissaggio con bulloni o collegamento a flangia, con alcuni modelli che supportano l'adattamento filettato, altezza di installazione ridotta (minimo fino a 18 mm), adatto a spazi ristretti principalmente soggetti a forze verticali, e può essere utilizzato in modo indipendente o in combinazioni multiple.

Funzioni principali

• Rilevamento del valore di peso/forza: Supporta la pesatura statica e la pesatura quasi dinamica (tempo di risposta ≤ 8 ms), con un campo di misura che copre da 0,1 t a 200 t, e applicazioni tipiche concentrate nell'intervallo da 1 t a 50 t. Alcuni modelli personalizzati possono soddisfare requisiti speciali superiori a 200 t.

• Uscita del segnale: Fornisce segnali analogici standard (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) e segnali digitali (RS485/Modbus RTU), con alcuni modelli intelligenti che supportano il protocollo CANopen, consentendo il collegamento diretto a PLC, DCS e sistemi di gestione della pesatura.

• Funzioni aggiuntive: Integra la compensazione della temperatura su un'ampia gamma di temperature (-30°C - 80°C), dispone di protezione contro i sovraccarichi (150% - 250% del carico nominale), i modelli a prova di esplosione sono certificati Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga e alcuni modelli presentano una progettazione integrata anti-strappo del cavo.

• Affidabilità a Lungo Termine: Durata alla fatica ≥ 10⁷ cicli di carico, eccellente stabilità durante il funzionamento continuo sotto carico nominale, deriva annuale ≤ ±0,015% FS, adatto per un funzionamento continuo prolungato in scenari industriali.

2. Problemi Fondamentali Risolti

• Misurazione inaccurata in condizioni di carico eccentrico: Per risolvere il problema degli errori eccessivi dei sensori tradizionali in caso di carichi non assiali, attraverso l'ottimizzazione della trasmissione della forza nella struttura a razze, l'errore di carico eccentrico viene mantenuto entro ±0,03%FS, risolvendo così i problemi di precisione in scenari come l'eccentricità dei silos e l'impatto del materiale.

• Difficoltà di installazione in spazi ristretti: Grazie alle sue caratteristiche strutturali "corte e spesse" (diametro 50 - 200 mm, altezza 20 - 80 mm), risolve i problemi di adattamento all'installazione in scenari con spazio limitato, come all'interno di apparecchiature, piccoli strumenti di pesatura e moduli di pesatura integrati, senza necessità di spazio ridondante aggiuntivo.

• Soggetto a danni sotto vibrazione e impatto : La distribuzione delle sollecitazioni nell'elastomero di tipo a raggi è più uniforme e la sua resistenza agli urti è migliorata di oltre il 30% rispetto ai sensori di tipo a colonne, evitando efficacemente la deformazione permanente del sensore in scenari come vibrazioni meccaniche e impatti da caduta del materiale, estendendone la durata operativa.

• Adattabilità insufficiente a scenari multipli: Attraverso l'aggiornamento dei materiali (ad esempio, acciaio inossidabile 316L) e una protezione potenziata (IP68), risolve il problema della corrosione dei sensori in ambienti umidi e corrosivi come la lavorazione degli alimenti e il dosaggio chimico, mentre il modello a prova di esplosione soddisfa i requisiti di sicurezza in scenari infiammabili ed esplosivi.

• Integrazione e collegamento del sistema complessi: Supporta diversi tipi di uscita del segnale e protocolli industriali diffusi, risolve i problemi di compatibilità con PLC di diverse marche (ad esempio Mitsubishi, Schneider) e strumenti di pesatura, e riduce l'investimento in apparecchiature intermedie come convertitori di segnale.

3. esperienza dell'utente

• Comodità di installazione: Fori di montaggio standardizzati sulla superficie terminale e superfici di riferimento per il posizionamento, insieme a guarnizioni di montaggio dedicate e bulloni di fissaggio, permettono di completare il posizionamento orizzontale senza l'uso di strumenti di calibrazione professionali, e una singola persona può completare l'installazione e la messa in servizio di un singolo sensore entro 30 minuti.

• Funzionamento e calibrazione: Supporta la taratura a zero con un solo tasto e la calibrazione a due punti sullo strumento, semplifica il processo di calibrazione (richiede soltanto pesi standard del 20% e del 100% del carico nominale) e il modello digitale consente la calibrazione remota e la configurazione dei parametri tramite software del computer host, riducendo la complessità operativa.

• Basso costo di manutenzione: La struttura completamente sigillata riduce l'ingresso di polvere e umidità, con un tasso medio annuo di guasto ≤0,3%; il morsetto adotta un design antigrippaggio, e l'interfaccia del cavo è dotata di tenuta stagna e antipolvere, richiedendo solo una pulizia trimestrale e un'ispezione a punto zero nell'uso quotidiano, con un carico di manutenzione ridotto.

• Feedback dati: La fluttuazione dei dati di pesatura statica è ≤±0,005%FS, senza ritardi evidenti in scenari quasi dinamici; il modello digitale dispone di un modulo integrato di diagnostica guasti che può fornire un feedback in tempo reale su sovraccarico, interruzione, temperatura anomala e altri stati, facilitando un rapido isolamento del problema.

• Esperienza di compatibilità: È compatibile con oltre il 95% dei dispositivi di controllo della pesatura disponibili sul mercato, supporta la distribuzione automatica del carico quando più sensori vengono utilizzati in parallelo, senza necessità di equalizzatori aggiuntivi; il modello intelligente può essere collegato direttamente alla piattaforma dell'Internet industriale delle cose per consentire il monitoraggio remoto dei dati.

4. Scenari applicativi tipici

1) Produzione di apparecchiature per pesatura industriale
• Bilance per piattaforma di piccole e medie dimensioni/bilance a pavimento: unità di rilevamento principali per bilance a piattaforma e bilance a pavimento da 1 a 50 t, con struttura compatta adatta all'installazione interna in apparecchiature di pesatura, e caratteristiche di compensazione del carico eccentrico che garantiscono la costanza della precisione in diverse posizioni di pesatura (ad esempio, bilance a piattaforma per la pesatura nei supermercati, bilance a pavimento per il controllo del materiale nei reparti di produzione).
• Attrezzature per pesatura personalizzate: utilizzate per bilance elettroniche a prova di esplosione e bilance chimiche resistenti alla corrosione; il materiale 316L + certificazione antideflagrante può soddisfare le esigenze di settori speciali, mentre la struttura a raggi si adatta al design strutturale diversificato delle apparecchiature di pesatura.

2) Macchine per l'edilizia e l'ingegneria
• Pesatura di pale caricatrici/escavatori: installata nel sistema idraulico del bocchettone, effettua la pesatura indiretta rilevando la pressione idraulica; la struttura a raggi presenta elevate capacità di resistenza alle vibrazioni e agli urti, si adatta all'ambiente operativo gravoso delle macchine edili e la precisione può raggiungere ±0,5%FS.
• Monitoraggio della Pressione dei Supporti Idraulici: monitoraggio della resistenza operativa dei supporti idraulici nelle miniere di carbone, mediante sensori a raggi di tipo antigripo con grado di protezione IP67, in grado di funzionare stabilmente a lungo termine in ambienti polverosi e umidi, fornendo supporto dati per la sicurezza dei supporti.

3) Controllo dei processi industriali
• Pesatura di serbatoi/silo di piccole e medie dimensioni: pesatura di serbatoi per il dosaggio e silo tampone nei settori farmaceutico e alimentare, con 4 sensori installati simmetricamente; le caratteristiche anti-carico eccentrico risolvono il problema dello spostamento del baricentro del serbatoio, cooperando con il sistema di controllo per garantire un'alimentazione precisa.
• Pesatura di macchinari per imballaggio: moduli di pesatura dinamica per macchine impacchettatrici di particelle e macchine per il riempimento di liquidi, con un tempo di risposta ≤8 ms che soddisfa le esigenze di imballaggio ad alta velocità, e un'accuratezza controllata entro ±0,1% FS per assicurare la conformità alla metrologia dell'imballaggio.

4) Attrezzature per test di materiali e ricerca scientifica
• Macchine per prove di trazione/compressione: misurazione statica del valore della forza nei test di meccanica dei materiali; l'accuratezza di livello C2 soddisfa le esigenze di test a livello scientifico, mentre la struttura a raggi garantisce una distribuzione uniforme delle sollecitazioni, assicurando ripetibilità e accuratezza dei dati di prova.
• Attrezzature per la prova della stanchezza: il monitoraggio del carico nella prova della durata di vita della stanchezza dei componenti, con una durata di ciclo ≥ 107 volte e proprietà meccaniche stabili, può soddisfare le esigenze di esperimenti di prova a lungo termine.

5) Applicazioni speciali nel settore industriale
• Industria alimentare e farmaceutica: sensori in acciaio inossidabile 316L di grado igienico, con trattamento di lucidatura superficiale (Ra ≤ 0,8 μm), conformi alle norme GMP, utilizzati nella pesatura delle materie prime, nella misurazione dei prodotti finiti e in altri processi, che facilitano la
• Mineria e metallurgia: i sensori a alta temperatura (temperatura di compensazione -40°C-120°C), utilizzati per le apparecchiature di smistamento del minerale e per la pesatura delle trampoli dei forni metallurgici, possono adattarsi alle esigenze di utilizzo di ambienti ad alta temperatura e polverosi.

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

1) Processo di installazione

• Preparazione: Pulire la superficie di installazione (assicurarsi che sia piana e priva di bave, con un errore di planarità ≤0,05 mm/m), ispezionare l'aspetto del sensore (l'elastomero privo di deformazioni e il cavo integro), e verificare la compatibilità delle specifiche delle viti di fissaggio con il sensore.

• Posizionamento e Fissaggio: Posizionare il sensore verticalmente sulla base di montaggio per garantire che il carico venga trasmesso assialmente, utilizzare una chiave dinamometrica per serrare secondo la coppia specificata (si raccomanda 15-40 N·m per sensori in acciaio legato, 10-30 N·m per quelli in acciaio inossidabile), evitando un eccessivo serraggio che potrebbe danneggiare l'elastomero.

• Specifiche di cablaggio: Per i segnali analogici, seguire il principio di cablaggio "rosso - alimentazione +, nero - alimentazione -, verde - segnale +, bianco - segnale -"; per i segnali digitali, collegare i pin corrispondenti secondo il protocollo Modbus; il cablaggio deve essere lontano da fonti di interferenza elettromagnetica intensa (ad esempio convertitori di frequenza e cavi ad alta tensione), con una distanza ≥15 cm.

• Trattamento di protezione: Quando si installa in ambienti esterni o umidi, utilizzare scatole di derivazione impermeabili per sigillare le connessioni dei cavi, e si possono installare coperture antipolvere sulle parti esposte del sensore; in ambienti corrosivi, applicare un rivestimento anticorrosivo speciale sulle superfici non soggette a sollecitazioni.

2) Calibrazione e messa a punto

• Calibrazione dello zero: Accendere l'alimentazione e preriscaldare per 20 minuti, eseguire il comando "calibrazione dello zero" tramite lo strumento di pesatura o il computer principale per assicurare che l'uscita a zero sia entro ±0,002%FS; se la deviazione è troppo elevata, verificare l'orizzontalità dell'installazione.

• Calibrazione del carico: Posizionare in sequenza pesi standard pari al 20% e al 100% del carico nominale, registrare i valori del segnale in uscita del sensore, correggere l'errore di linearità mediante software di calibrazione e garantire che l'errore in ogni punto di carico sia ≤ al valore ammissibile della relativa classe di precisione (ad esempio, ≤±0,02%FS per la classe C3).

• Messa a punto dinamica: In uno scenario quasi dinamico, regolare i parametri di filtraggio dello strumento (frequenza di filtraggio 8-15 Hz), verificare la velocità di risposta del sensore e la stabilità dei dati ed evitare fluttuazioni del segnale causate dall'impatto del materiale.

3) Manutenzione ordinaria

• Ispezione periodica: Pulire la polvere e l'olio sulla superficie del sensore ogni mese, verificare il serraggio dei terminali di collegamento; eseguire la calibrazione dello zero ogni sei mesi ed effettuare la calibrazione completa su scala piena e i test di prestazione una volta all'anno.

• Gestione guasti: In caso di deriva dei dati, verificare innanzitutto la tensione di alimentazione (stabile tra 10-30 V in corrente continua) e la planarità della superficie di installazione; se il segnale è anomalo, controllare se il cavo è danneggiato o se l'estensimetro è sovraccarico e danneggiato, sostituendo il sensore se necessario.

6. Metodo di selezione (abbinamento preciso ai requisiti)

1) Determinazione dei parametri principali

• Selezione della portata: Selezionare un modello con una portata pari a 1,3 - 1,6 volte il carico massimo reale (ad esempio, per un carico massimo di 10 t, si può scegliere un sensore da 13 - 16 t), prevedendo un margine sufficiente di sovraccarico per evitare danni dovuti a carichi d'impatto.

• Classe di precisione: Per la metrologia industriale, selezionare la Classe C3 (errore ≤ ±0,02%FS); per test di ricerca scientifica, selezionare la Classe C2 (errore ≤ ±0,01%FS); per il monitoraggio generale, selezionare la Classe C6 (errore ≤ ±0,03%FS).

• Tipo di segnale: per sistemi di controllo tradizionali, selezionare segnali analogici (4 - 20mA); per sistemi IoT intelligenti, selezionare segnali digitali (RS485); per macchinari edili, selezionare modelli con protocollo CANopen.

2) Selezione in base all'adattabilità ambientale

• Temperatura: per scenari normali (-30°C ~ 60°C), selezionare modelli ordinari; per scenari ad alta temperatura (60°C ~ 120°C), selezionare modelli con compensazione termica ad alta temperatura; per scenari a bassa temperatura (-50°C ~ -30°C), selezionare modelli resistenti al freddo.

• Mezzo: Per ambienti asciutti, selezionare acciaio legato; per ambienti umidi/leggermente corrosivi, selezionare acciaio inossidabile 304; per ambienti altamente corrosivi (soluzioni acido-base), selezionare materiali in acciaio inossidabile 316L o Hastelloy.

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

3) Installazione e Compatibilità del Sistema

• Metodo di installazione: per spazi ristretti, selezionare connessioni a bullone sulla faccia terminale; per scenari con carichi elevati, selezionare connessioni a flangia; se presente un carico eccentrico evidente, preferire modelli potenziati con errore di carico eccentrico ≤ ±0,01%FS.

• Compatibilità: Verificare che il segnale del sensore corrisponda al Protocollo di Comunicazione dello strumento/PLC esistente. Quando vengono utilizzati più sensori in combinazione, selezionare modelli digitali che supportino la codifica degli indirizzi per evitare conflitti di segnale. 4) Conferma dei Requisiti Aggiuntivi

• Requisiti di Certificazione: Gli scenari a prova di esplosione richiedono la corrispondente certificazione del grado antideflagrante (ad esempio, Ex d I per miniere di carbone, Ex ia IIC T6 per l'industria chimica), il settore alimentare richiede la certificazione FDA/GMP e gli scenari metrologici richiedono la certificazione CMC.

• Funzioni speciali: per la pesatura dinamica, selezionare modelli con un tempo di risposta ≤ 5 ms; per il monitoraggio remoto, selezionare modelli intelligenti con moduli wireless LoRa/NB-IoT; per scenari ad alta temperatura, selezionare modelli speciali con chip di compensazione termica.

Sintesi

Il sensore di pesatura a raggi presenta i vantaggi principali di "elevata resistenza ai carichi eccentrici, struttura compatta ed alta stabilità", risolvendo così il problema della pesatura accurata in condizioni di carichi medi e bassi, spazio limitato e carichi non centrati. L'esperienza utente si concentra su installazione semplice, manutenzione senza preoccupazioni e dati affidabili. Nella selezione, è necessario dare priorità ai quattro requisiti fondamentali di portata, precisione, spazio di installazione e ambiente, integrando anche considerazioni relative alla compatibilità del sistema e alle funzioni aggiuntive. Durante l'utilizzo, è fondamentale seguire rigorosamente il principio dell'applicazione della forza assiale e le norme di calibrazione periodica, al fine di garantire un funzionamento stabile a lungo termine. È adatto per bilance industriali, macchinari per l'edilizia, controllo di processo e altri settori, rappresentando una soluzione ideale di rilevamento della pesatura per carichi medi/bassi e scenari di installazione particolari.

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