컬럼 로드셀 CZL425H

제품 소개

기둥 로드셀 스트레인 게이지 원리를 기반으로 하는 힘 감지용 부품입니다. 힘이 가해지면 원통형 탄성 본체가 변형되며, 이로 인해 발생하는 스트레인이 스트레인 게이지를 통해 전기 신호로 변환됩니다. 높은 강성과 강력한 간섭 방지 능력을 특징으로 하며, 중량 및 대형 하중의 계량 시나리오에 널리 사용됩니다. 다음은 핵심 차원별 상세 정보를 제시하여 제품 선택, 기술 평가 및 솔루션 작성의 요구 사항을 충족하기 위한 내용입니다:

1. 제품 특징 및 기능

주요 기능

• 구조 설계: 원통형 엘라스토머(지름 10-100mm 선택 가능), 고강성 설계(자연주파수 높음), 강한 비중심 하중/측면 하중 저항 능력(일반적으로 정격 하중의 ±5%~±10% 범위 내 측면 하중 견딤), 우수한 힘 균일성.

• 정밀성 성능: 고정밀 등급(C3, C6 일반적, 일부 고급 모델은 C1에 도달), 비선형 오차 ≤±0.01%FS, 반복성 오차 ≤±0.005%FS, 제로 드리프트 작음(≤±0.002%FS/℃).

• 재료 및 보호: 엘라스토머 재료는 합금강(경제형, 항복강도 ≥800MPa) 또는 스테인리스강(304/316L, 내식성) 중 선택 가능, 보호 등급 IP67/IP68 선택 가능, 습기 많고 먼지가 많으며 약간의 부식성이 있는 환경에 적합.

• 설치 호환성: 양단부 나사 연결(M12-M60) 또는 플랜지 연결 방식, 설치 공간이 소형화되어 수직/축방향 하중 적용에 적합하며, 여러 센서를 병렬로 연결하여 저울을 구성할 수 있음(4-8개 센서 동시 작동 지원).

핵심 기능

• 힘/무게 측정: 정적/동적 계량을 지원하며(동적 응답 시간 ≤ 5ms), 측정 범위가 넓음(1t - 500t, 일부 맞춤형 모델은 1000t까지 가능)

• 신호 출력: 아날로그 신호(4 - 20mA, 0 - 10V) 또는 디지털 신호(RS485/Modbus, HART)를 제공하여 주요 계량기기, PLC, DCS 시스템과 호환됨

• 추가 기능: 일부 모델은 온도 보상(-20°C - 80°C 보상 범위), 과부하 보호(정격 하중의 150% - 200%), 방폭 인증(Ex ia IIC T6), 낙뢰 보호 설계 기능을 통합함

• 장기적 신뢰성 긴 피로 수명(≥ 10⁶ 사이클의 하중), 우수한 제로점 안정성 및 연간 드리프트 ≤ ±0.01%FS

2. 해결하는 핵심 문제

•측정 정확도 부족: 기존 센서의 편심 하중 성능이 낮고 데이터 변동이 큰 문제를 해결하기 위해 고강성 구조와 정밀한 스트레인게이지 접착 기술을 채택하여 편심 하중 조건에서도 측정 오차를 ≤ ±0.02%FS로 유지함

•악조건 환경에 대한 적응성 부족: 스테인리스강 소재 + IP68 보호 설계는 습기, 먼지, 산-염기 부식 환경(예: 화학 저장 탱크 및 실외 계량 장비)에서의 센서 손상 및 신호 드리프트 문제를 해결합니다.

•설치 및 공간 제한: 소형 원통형 구조 + 유연한 연결 방식은 대형 장비(예: 반응기 및 크레인)에서 설치 공간이 제한적이고 축 방향 하중 전달이 어려운 문제를 해결합니다.

•중량 측정의 안정성: 고강성 엘라스토머 + 과부하 보호 설계는 중량 및 중부하 환경(예: 트럭 저울 및 항만 컨테이너 계량)에서 센서의 영구 변형을 방지하여 장기간 측정 신뢰성을 보장합니다.

•시스템 호환성 문제: 다양한 신호 출력 모드를 제공하여 시멘스 PLC 및 쿤룬통타이 터치스크린 등 다양한 제어 시스템과의 연동 문제를 해결하며, 별도의 신호 변환 장치가 필요하지 않습니다.

3. 사용자 경험

•Installation convenience: 표준화된 나사/플랜지 인터페이스는 설치용 렌치 및 위치 고정 핀과 함께 제공되어 한 명의 작업자도 설치할 수 있도록 하며, 힘의 방향을 쉽게 보정할 수 있도록 하단부에 수평 조정 구멍이 마련되어 있습니다.

• 운영 및 캘리브레이션: 제로 보정이 간편하며(계기의 버튼 하나로 제로 설정 가능), 표준 중량체를 이용한 보정을 지원하고(보정 시간 ≤ 10분), 일부 디지털 모델은 소프트웨어를 통해 원격 보정이 가능합니다.

• 낮은 유지 보수 비용: 밀봉된 구조 설계로 인해 주기적인 유지보수가 필요하지 않습니다. 스트레인 게이지 습기 방지 재료로 코팅되어 있어 고장률이 낮으며(연 평균 고장률 ≤ 0.5%), 단자대 등과 같이 쉽게 교체 가능한 부품은 개별적으로 교체할 수 있습니다.

• 데이터 피드백: 신호 반응이 빠르며 동적 계량 상황에서도 데이터 지연이 없고, 디지털 모델은 내장된 고장 진단 기능(과부하 경보, 배선 이상 알림 등)을 갖추어 문제를 신속히 해결할 수 있습니다.

• 호환성 경험: 시장에 출시된 저울 장비 및 제어 시스템의 90% 이상과 호환 가능하며, 하드웨어 인터페이스를 수정할 필요 없이 플러그 앤 플레이 방식으로 사용 가능; 복수의 센서를 병렬 연결하여 자동 부하 분배를 지원합니다.

4. 대표적인 활용 사례

1) 산업용 계량 및 측정

• 실로/탱크 계량: 화학 및 건축자재 산업에서 분말/액체 저장 탱크의 무게 모니터링을 위한 용도로, 레벨 제어 및 재고 관리를 지원 (일반적으로 4개의 센서를 대칭 배치 설치함)

• 트럭저울/레일저울: 도로 및 철도 화물의 무게 측정에 사용되며, 센서 1개당 최대 용량은 50-200t이며, 여러 개의 센서를 병렬 연결하여 계량 플랫폼을 구성 (예: 100t 트럭저울은 일반적으로 4개의 25t 센서 사용)

• 반응기 계량: 제약 및 화학 산업에서 반응기의 실시간 무게 모니터링을 위해 사용되며, 제어 시스템과 연동하여 정확한 투입량 제어를 구현 (방폭형 센서 필요)

2) 기계 및 장비 통합

• 크레인/오버헤드 크레인 과부하 보호: 항구 및 공장 내 크레인의 적재 능력을 모니터링하며, 하중이 정격 값을 초과할 경우 경보를 작동시킴 (진동 저항성 및 빠른 응답이 가능한 모델 필요)

• 프레스/시험 기계: 재료 역학 시험에서의 압력/인장력 측정으로, 높은 정밀도(C1 등급) 및 높은 동적 응답(≤3ms) 요구

• 건설 기계: 콘크리트 혼합소의 배치 계량 및 타워 크레인의 과부하 보호로, 실외의 습기 있고 진동이 있는 환경에서도 사용 가능해야 함(보호 등급 ≥IP67)

3) 계량기 제조

• 벤치형 저울/플로어 스케일의 핵심 부품: 소형 및 중형 벤치 스케일(1-5t) 및 대형 플로어 스케일(50-500t)의 핵심 감지 유닛으로, 일관성 우수(여러 센서 간 오차 ≤±0.01%FS) 요구

• 맞춤형 계량기기: 스테인리스강 소재와 방폭 인증 센서를 사용한 폭발 방지 전자저울 및 부식 저항성 산업용 저울로, 특수 산업 분야의 요구에 적합함.

4) 기타 특수 상황

• 식품/제약 산업: 위생용 스테인리스강 센서(316L 소재, 표면 연마 처리)로 원료 계량 및 완제품 계측에 사용되며, GMP 기준을 준수함.

• 채광/제련 산업: 고온 환경(≤120℃)용 맞춤형 모델로 광석 피더 계량 및 제련로 무게 모니터링에 사용되며, 고온 보정 기능이 필요함.

5. 사용 설명서(실용 가이드)

1) 설치 과정

• 준비: 설치 표면을 청소하십시오(평탄하고 기름기가 없으며 평탄도 오차 ≤0.1mm/m를 보장). 센서 외관을 점검하십시오(변형 없음, 단자 블록 무손상). • 위치 결정 및 고정: 하중이 축 방향으로 전달되도록 센서를 하중 지점에 수직으로 설치하십시오(측면 힘은 피하십시오). 토크 렌치를 사용하여 지정된 토크 값에 따라 조이십시오(합금강 센서 권장 토크: 20-50N·m, 스테인리스강 센서: 15-30N·m).

• 배선 사양: 아날로그 신호의 경우 (빨간색 - 전원 +, 검은색 - 전원 -, 녹색 - 신호 +, 흰색 - 신호 -), 디지털 신호의 경우 Modbus 프로토콜에 따라 배선하십시오. 배선 시 고전압 케이블과 충분한 거리를 유지하십시오(≥10cm)하여 전자기 간섭을 방지하십시오.

• 보호 처리: 실외 설치 시 빗물 커버를 추가하고, 방수 커넥터로 배선 연결부를 밀봉하십시오. 부식성 환경에서는 센서 표면에 부식방지 코팅을 도포하십시오.

2）교정 및 디버깅

• 제로 캘리브레이션: 전원을 켠 후 30분간 예열한 다음, 미터의 '제로' 버튼을 눌러 제로 출력이 ±0.001%FS 이내에 있는지 확인합니다.

• 부하 캘리브레이션: 표준 질량체(정격 부하의 50% 및 100% 권장)를 올려놓고 미터의 측정값을 기록한 후, 미터 또는 소프트웨어를 통해 오차를 보정합니다(오차는 정확도 등급에 대응하는 허용 오차 이내여야 함).

• 동적 디버깅: 동적 계량 상황에서 센서의 응답 시간을 테스트하고, 데이터 변동을 방지하기 위해 미터의 필터링 파라미터를 조정합니다(일반적으로 필터링 주파수는 5~10Hz입니다).

3) 정기 유지보수

• 정기 점검: 매월 센서 표면을 청소하고 배선이 느슨하지 않은지 확인합니다. 분기마다 제로점 캘리브레이션을 실시하고, 연 1회 전체 캘리브레이션을 수행합니다.

• 오류 처리: 데이터 드리프트가 발생한 경우, 공급 전압을 확인하십시오(12-24V DC에서 안정적이어야 함). 신호 출력이 없는 경우 배선이 올바른지 또는 센서가 과부하로 인해 손상되었는지를 점검하십시오.

6. 선택 방법 (요구사항에 정확히 부합)

1) 핵심 파라미터의 결정

• 범위 선택: 실제 최대 하중의 1.2 - 1.5배에 해당하는 범위를 가진 모델을 선택하십시오(예: 최대 하중 50t인 경우, 60 - 75t 센서를 선택 가능). 과부하에 대비하여 여유를 두십시오.

• 정밀도 등급: 산업계량의 경우 등급 C3(오차 ≤ ±0.02%FS)를 선택하고, 실험실 테스트의 경우 등급 C1(오차 ≤ ±0.01%FS), 일반 모니터링의 경우 등급 C6(오차 ≤ ±0.03%FS)를 선택하십시오.

• 신호 유형: 아날로그 신호(4 - 20mA)는 기존 계기 장치에 적합하며, 디지털 신호(RS485)는 지능형 제어 시스템에 적합하고 원격 모니터링을 지원합니다.

2) 환경 적응성에 따른 선택

• 온도: 일반적인 상황(-20°C - 60°C)의 경우 표준 모델을 선택하고, 고온 상황(60°C - 120°C)의 경우 고온 보상 모델을 선택하며, 저온 상황(-40°C - -20°C)의 경우 저온 내성 모델을 선택하십시오.

• 매체: 건조한 환경의 경우 합금강을 선택하고, 습기 있거나 부식성 환경의 경우 304/316L 스테인리스강을 선택하며, 강한 부식성 환경(예: 산-염기 용액)의 경우 하스텔로이를 선택하십시오.

• 보호 등급: 실외 또는 습한 환경의 경우 ≥ IP67; 수중 또는 먼지가 많은 환경의 경우 ≥ IP68.

3）설치 및 시스템 호환성

• 설치 방식: 공간이 제한된 경우 나사 연결 방식을 선택하고, 큰 하중이 있는 경우 플랜지 연결 방식을 선택하며, 편심 하중 위험이 있는 경우 편심 하중 방지 설계 모델(편심 하중 오차 ≤ ±0.01%FS)을 선택하십시오.

• 호환성: 센서 출력 신호가 기존 계기/PLC와 일치하는지 확인하십시오. 여러 센서를 병렬로 연결해야 하는 경우 주소 설정을 지원하는 디지털 모델을 선택하십시오.

4）추가 요구사항 확인

• 인증 요구사항: 폭발 방지 적용 시나리오의 경우 Ex ia IIC T6 인증이 필요하며, 식품 산업은 FDA/GMP 인증을, 계량 적용 시나리오는 CMC(계측기기 형식 승인 증명서)를 요구합니다.

• 특수 기능: 동적 계량의 경우 응답 시간이 ≤ 5ms인 모델을 선택하고, 원격 모니터링의 경우 무선 전송(LoRa/NB-IoT) 기능을 갖춘 지능형 모델을 선택하십시오.

요약

컬럼 로드셀은 '고강성, 간섭 방지, 광범위한 범위'를 핵심 장점으로 하며, 주로 중량에서 대형 하중 상황에서의 정밀 계량, 열악한 환경에 대한 적응성 및 시스템 호환성과 같은 문제를 해결합니다. 사용자 경험 측면에서는 설치 용이성, 간편한 유지보수 및 안정적인 데이터 전달을 중심으로 합니다. 로드셀을 선택할 때는 먼저 범위, 정확도, 환경이라는 세 가지 핵심 요구사항을 명확히 하고, 이후 설치 방식과 시스템 호환성을 종합적으로 고려하여 결정해야 합니다. 사용 중에는 축 방향 힘 가해지는 설치 원칙과 정기적 교정을 철저히 준수하여 장기간 신뢰성을 확보해야 합니다. 산업용 계측, 기계 통합, 계량기 제조 분야 등에 적합하며, 중량에서 대형 하중을 다루는 계량 응용 분야에서 선호되는 센서 유형입니다.

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