원통형 로드셀 CZL110

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(자연 주파수 높음), 강력한 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 C1 도달), 비선형 오차 ≤ ±0.01%FS, 반복성 오차 ≤ ±0.005%FS, 낮은 제로 드리프트(≤ ±0.002%FS/℃).
• 재료 및 보호: 엘라스토머 소재는 합금강(경제형 모델, 항복강도 ≥800MPa) 또는 스테인리스강(304/316L, 내식성) 중에서 선택 가능하며, 보호 등급 IP67/IP68은 옵션으로 제공되며 습기 있고 먼지가 많거나 약간의 부식성이 있는 환경에 적합합니다. • 설치 호환성: 양단부 나사(M12 - M60) 또는 플랜지 연결 방식, 설치 공간이 작아 수직/축방향 하중 적용에 적합하며, 여러 센서를 병렬로 연결하여 저울을 구성할 수 있습니다(최대 4~8개 센서 동시 작동 지원).

핵심 기능

• 힘/무게 측정: 정적/동적 계량(동적 응답 시간 ≤ 5ms)을 지원하며, 측정 범위가 넓습니다(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 기능(-20°C ~ 80°C 보상 범위), 과부하 보호(정격 하중의 150% - 200%), 폭발 방지 인증(Ex ia IIC T6), 낙뢰 보호 설계를 통합하고 있습니다.
• 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 비틀림 하중에 대한 낮은 내성과 큰 데이터 변동성 문제를 해결하기 위해 고강성 구조와 정밀한 스트레인 게이지 접착 기술을 채택하여 비편심 하중 조건에서 측정 오차를 ≤±0.02%FS로 유지합니다.

• 열악한 환경에 대한 낮은 적응성: 스테인리스강 소재와 IP68 보호 설계를 통해 습기, 먼지, 산-염기 부식 환경(예: 화학 저장 탱크 및 실외 계량 장비)에서 발생하는 센서 손상 및 신호 드리프트 문제를 해결합니다.

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

• 중량 측정 시 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 터치스크린과 같은 서로 다른 제어 시스템과의 인터페이스 문제를 해결하며, 별도의 신호 변환기가 필요하지 않습니다.

3. 사용자 경험

• 설치 편의성: 표준화된 나사/플랜지 인터페이스는 설치용 렌치와 위치 결정 핀을 포함하여 한 명의 작업자만으로도 설치를 완료할 수 있도록 해주며, 힘의 방향을 쉽게 보정할 수 있도록 하단부에 수평 조정 구멍이 마련되어 있습니다.

• 작동 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 유지보수 비용: 밀봉된 구조 설계로 인해 주기적인 유지보수가 필요하지 않습니다. 스트레인 게이지 습기 방지 재료로 코팅되어 있어 고장률이 낮으며(연간 평균 고장률 ≤ 0.5%), 단자대 등 취약 부품은 개별적으로 교체 가능합니다.

• 데이터 피드백: 신속한 신호 응답으로 동적 계량 상황에서도 데이터 지연이 없으며, 디지털 모델은 과부하 경보, 배선 이상 알림 등의 내장 고장 진단 기능을 제공하여 문제를 쉽게 빠르게 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. 일반적인 적용 사례

1) 산업용 계량 및 계측

• 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)

• 트럭 저울/레일 저울: 도로 및 철도 화물의 무게 측정으로, 하나의 센서당 50~200t 용량을 가지며, 복수의 센서를 병렬로 연결하여 계량 플랫폼을 구성함 (예: 100t 트럭 저울은 일반적으로 4개의 25t 센서 사용)

• 반응기 계량: 제약 및 화학 산업에서 반응기의 실시간 중량 모니터링으로, 제어 시스템과 연동하여 원료 투입의 정밀한 제어를 구현함 (폭발 방지 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/시험기: 재료 역학 시험에서 압력/인장력 측정으로, 높은 정밀도(Class C1)와 높은 동적 응답(≤3ms) 요구

• 건설 기계: 콘크리트 혼합소에서 배합 성분의 계량 및 타워 크레인의 과부하 보호로, 옥외 습기 및 진동 환경에 적합(보호 등급 ≥IP67)

3) 계량기기 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: 폭발 방지 전자저울 및 부식에 강한 산업용 저울 등 스테인리스강 소재와 폭발 방지 인증 센서를 사용하여 특수 산업의 요구 사항을 충족시킵니다.

4) 기타 특수 상황

• 식품/제약 산업: 위생 등급 스테인리스강 센서(316L 소재, 표면 연마 처리)로 원료 계량 및 완제품 측정에 사용되며, GMP 기준을 준수합니다.

• 광산/금속 산업: 고온 환경(≤120℃)용 맞춤형 모델로, 광석 호퍼 계량 및 제련로 무게 모니터링에 사용되며 고온 보상 기능이 필요합니다.

5. 사용 설명서 (실용 가이드)

1) 설치 절차

• 준비 작업: 설치 면을 청소하세요(평탄하고 기름기가 없으며 평탄도 오차 ≤0.1mm/m). 센서 외관을 점검하세요(변형 없고 배선 단자는 손상되지 않음).

• 위치 고정 및 설치: 센서를 수직으로 하중이 가해지는 지점에 설치하여 하중이 축 방향으로 전달되도록 하고(측면 힘은 피하십시오); 합금강 센서의 경우 권장 토크는 20-50N·m, 스테인리스강 센서의 경우 15-30N·m로 지정된 토크 값에 따라 토크 렌치를 사용하여 조이십시오.

• 배선 사양: 아날로그 신호의 경우(빨간색 - 전원 +, 검은색 - 전원 -, 녹색 - 신호 +, 흰색 - 신호 -), 디지털 신호는 Modbus 프로토콜에 따라 연결하십시오; 전자기 간섭을 방지하기 위해 배선을 고전압 선로로부터 멀리 유지하십시오(≥10cm 이상 거리 확보).

• 보호 처리: 실외 설치 시 빗물 덮개를 추가하고, 배선 연결부는 방수 커넥터로 밀봉하십시오; 부식성 환경에서는 센서 표면에 부식 방지 코팅을 도포하십시오.

2) 캘리브레이션 및 디버깅

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

• 부하 보정: 표준 중량체(정격 부하의 50% 및 100% 권장)를 올려놓고 계기 표시 값을 기록한 후, 계기 또는 소프트웨어를 통해 오차를 보정합니다(오차는 정확도 등급에 해당하는 허용 오차 이내여야 함).

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

3) 정기 유지보수

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

• 고장 처리: 데이터 드리프트가 발생할 경우, 전원 전압을 확인합니다(12~24V DC에서 안정적이어야 함). 신호 출력이 없을 경우, 배선이 올바른지 또는 센서가 과부하로 인해 손상되었는지를 점검합니다.

6. 선택 방법 (요구사항에 정확히 부합)

1) 핵심 파라미터 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/습기 있는 환경의 경우, ≥IP67 이상; 수중 또는 먼지가 많은 환경의 경우, ≥IP68 이상.

3) 설치 및 시스템 호환성

• 설치 방법: 공간이 제한된 경우 나사 연결 방식을 선택하고, 중부하 작업에는 플랜지 연결 방식을 선택하십시오. 편심 하중 위험이 있는 경우에는 편심 하중 저항 설계가 적용된 모델을 선택하십시오 (편심 하중 오차 ≤ ±0.01%FS).

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

4) 추가 요구 사항 확인

• 인증 요건: 폭발 방지 환경의 경우 Ex ia IIC T6 인증이 필요하며, 식품 산업용으로는 FDA/GMP 인증이 필요하고, 계측 분야에서는 CMC(계측기기 형식 승인 증서) 인증이 필요합니다.

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

요약

칼럼 로드셀은 '고강성, 간섭 방지, 넓은 범위'를 핵심 장점으로 하며, 주로 중대형 하중 상황에서 정밀 계량, 열악한 환경 적응, 시스템 호환성 등의 문제를 해결합니다. 사용자 경험 측면에서는 설치 용이성, 간단한 유지보수, 안정적인 데이터에 중점을 둡니다. 선택 시 범위, 정확도, 환경의 세 가지 핵심 요구사항을 먼저 명확히 하고, 이후 설치 방식 및 시스템 호환성을 기반으로 결정해야 합니다. 사용 중에는 축 방향 힘 가해지는 설치 원칙과 정기적 교정을 철저히 따라 장기적인 신뢰성을 확보해야 합니다. 산업용 계측, 기계 통합, 계량기기 제조 등 분야에 적합하며, 중대형 하중 계량 상황에서 선호되는 센서 유형입니다.

디테일 표시

매개변수