Czujnik obciążeniowy kolumnowy CZL425H

Wprowadzenie do produktu

Kolumna komórkach wagowych to komponenty wrażliwe na siłę, działające na zasadzie tensometru. Generują odkształcenie poprzez deformację cylindrycznego ciała sprężystego pod wpływem siły, które następnie jest przekształcane w sygnał elektryczny przez tensometr. Charakteryzują się wysoką sztywnością, silną odpornością na zakłócenia itp., a także są powszechnie stosowane w warunkach średniego i dużego obciążenia. Poniższe szczegóły przedstawiono pod kątem kluczowych wymiarów, aby spełnić potrzeby produkt doboru, oceny technicznej i tworzenia rozwiązań:

1. Funkcje i cechy produktu

Kluczowe cechy

• Projekt konstrukcyjny: Walcowy elastomer (średnica od 10 do 100 mm, opcjonalnie), konstrukcja o wysokiej sztywności (wysoka częstotliwość własna), silna odporność na obciążenia mimośrodowe/siły boczne (zazwyczaj wytrzymuje siły boczne w zakresie ±5%–±10% nominalnego obciążenia) oraz dobra jednorodność siły.

• Dokładność działania: Wysoka klasa dokładności (zwykle C3, C6, niektóre modele premium osiągają C1), błąd nieliniowości ≤±0,01%WK, błąd powtarzalności ≤±0,005%WK, niewielkie dryftowanie zera (≤±0,002%WK/℃).

• Materiały i ochrona: Opcje materiałów elastomeru obejmują stal stopową (wersja ekonomiczna, granica plastyczności ≥800 MPa) lub stal nierdzewną (304/316L, odporna na korozję), z możliwością ochrony IP67/IP68, odpowiednią dla wilgotnych, pylistych i lekko agresywnych środowisk.

• Zgodność montażowa: Oba końce gwintowane (M12–M60) lub z kołnierzem, kompaktowa przestrzeń montażowa, odpowiednie do pomiaru sił pionowych/osiowych, możliwe połączenie wielu czujników równolegle w celu utworzenia wagi (obsługiwane jednoczesne działanie 4–8 czujników).

Podstawowe funkcje

• Pomiar siły/masy: Obsługuje ważenie statyczne/dynamiczne (czas odpowiedzi dynamicznej ≤ 5 ms), z szerokim zakresem pomiarowym (1t - 500t, niektóre modele niestandardowe mogą osiągać 1000t).

• Wyjście sygnału: Dostarcza sygnały analogowe (4 - 20 mA, 0 - 10 V) lub cyfrowe (RS485/Modbus, HART), kompatybilne z głównymi przyrządami wagowymi, systemami PLC i DCS.

• Dodatkowe funkcje: Niektóre modele integrują kompensację temperatury (zakres kompensacji -20°C - 80°C), ochronę przed przeciążeniem (150% - 200% nominalnego obciążenia), certyfikat przeciwwybuchowy (Ex ia IIC T6) oraz projekt ochrony przed piorunem.

• Długoterminowa niezawodność: Długa żywotność zmęczeniowa (≥ 10⁶ cykli obciążenia), dobra stabilność punktu zerowego oraz dryft roczny ≤ ±0,01%FS.

2. Główne rozwiązane problemy

•Niewystarczająca dokładność pomiaru: W celu rozwiązania problemów związanych ze słabą odpornością na obciążenia mimośrodowe i dużymi wahaniem danych w tradycyjnych czujnikach, zastosowano konstrukcję o wysokiej sztywności oraz precyzyjną technologię klejenia tensometrów, zapewniającą błąd pomiaru ≤ ±0,02%FS w warunkach obciążenia mimośrodowego.

•Słaba adaptacja do trudnych warunków środowiskowych: Materiał ze stali nierdzewnej + projekt ochrony IP68 rozwiązuje problemy uszkodzenia czujników i dryftu sygnału w warunkach wilgoci, pyłu oraz korozyjnych działaniach kwasów i zasad (np. w zbiornikach chemicznych i przyrządach wagowych na zewnątrz).

•Ograniczenia montażu i przestrzeni: Kompaktowa konstrukcja cylindryczna + elastyczny sposób podłączenia rozwiązują problemy ograniczonej przestrzeni montażowej oraz trudności w prowadzeniu sił osiowych w dużych urządzeniach (np. w kotle reakcyjnych i suwnicach).

•Stabilność pomiaru obciążeń dużych: Wysokowytrzymały element sprężysty + projekt zabezpieczenia przed przeciążeniem zapobiegają trwałej deformacji czujników w warunkach obciążeń średnich i dużych (np. w wadze samochodowej i wagowaniu kontenerów portowych), gwarantując długotrwałą niezawodność pomiaru.

•Problemy kompatybilności systemu: Dostępne są różne tryby wyjścia sygnału, aby rozwiązać trudności w łączeniu z różnymi systemami sterowania (np. PLC Siemens i ekran dotykowy Kunlun Tongtai), eliminując potrzebę dodatkowych przetworników sygnału.

3. doświadczenie użytkownika

•Wygoda instalacji: Standardowe gwintowane/kołnierzowe interfejsy, wraz z kluczem montażowym i wpustami centrującymi, umożliwiają montaż przez jedną osobę; w dolnej części znajdują się otwory do poziomej regulacji, ułatwiające kalibrację kierunku siły.

• Obsługa i kalibracja: Kalibracja zerowa jest prosta (jednoprzyciskowa kalibracja za pomocą miernika), obsługuje kalibrację przy użyciu odważników wzorcowych (czas kalibracji ≤ 10 minut), a niektóre cyfrowe modele można kalibrować zdalnie za pomocą oprogramowania.

• Niskie koszty utrzymania: Uszczelniona konstrukcja eliminuje konieczność częstej konserwacji; czujniki odkształceń są pokryte materiałem odpornym na wilgoć, co skutkuje niskim współczynnikiem awaryjności (średni roczny wskaźnik uszkodzeń ≤ 0,5%); łatwo wymienialne elementy (takie jak zaciski) można wymieniać indywidualnie.

• Zwrotne dane: Szybka reakcja sygnału, brak opóźnień danych w warunkach dynamicznego ważenia; cyfrowe modele wyposażone są w wbudowane funkcje diagnostyki usterek (np. alarm przeciążenia, komunikat o nieprawidłowości w połączeniach), ułatwiające szybkie wykrywanie i usuwanie usterek.

• Doświadczenie kompatybilności: Zgodny z ponad 90% wag i systemów sterowania dostępnymi na rynku, nie wymaga modyfikacji interfejsów sprzętowych, podłącz i działaj; obsługuje równoległe połączenie wielu czujników z automatycznym rozdziałem obciążenia.

4. Typowe scenariusze użycia

1) Ważenie przemysłowe i metrologia

• Ważenie silosów/zbiorników: monitorowanie masy sypkich/cieczy w silosach w przemyśle chemicznym i budowlanym, wspiera regulację poziomu i zarządzanie zapasami (zwykle z 4 czujnikami zamontowanymi symetrycznie).

• Waga samochodowa/kolejowa: waży towar drogowy i kolejowy, pojedynczy czujnik o nośności 50–200 t, wiele czujników połączonych równolegle tworzy platformę pomiarową (np. 100-tonowa waga samochodowa zwykle używa 4 czujników 25t).

• Ważenie reaktorów: ciągły monitoring masy reaktorów w przemyśle farmaceutycznym i chemicznym, współpraca z systemem sterowania umożliwia precyzyjną kontrolę dawkowania (wymagane czujniki przeciwwybuchowe).

2) Integracja z maszynami i urządzeniami

• Ochrona przed przeciążeniem żurawi / żurawi sufitowych: monitorowanie nośności żurawi w portach i na terenie fabryk, uruchamianie alarmu w przypadku przekroczenia dopuszczalnego obciążenia (wymagane modele odporne na drgania i o szybkiej reakcji).

• Prasa / maszyna do badań: pomiar siły ciśnienia / rozciągania w testach wytrzymałości materiałów, wymagana wysoka dokładność (klasa C1) oraz wysoka dynamika odpowiedzi (≤3 ms).

• Maszyny budowlane: dawkowanie i ważyenie w betoniarniach oraz ochrona przed przeciążeniem żurawi wieżowych, odpowiednie dla zewnętrznych, wilgotnych i drgających środowisk (stopień ochrony ≥IP67).

3) Produkcja przyrządów wagowych

• Komponenty podstawowe stołowych i podłogowych wadze: kluczowe jednostki czujników małych i średnich wag stołowych (1-5 t) oraz dużych wag podłogowych (50-500 t), wymagana dobra spójność (błąd wielu czujników ≤±0,01%PW).

• Spersonalizowane przyrządy ważące: Takie jak wybuchoodporne wagi elektroniczne i odporne na korozję wagi przemysłowe, wykonane z materiałów ze stali nierdzewnej oraz wyposażone w czujniki posiadające certyfikat odporności na wybuch, odpowiednie do potrzeb specjalnych branż.

4) Inne szczególne scenariusze

• Przemysł spożywczy/farmaceutyczny: Higieniczne czujniki ze stali nierdzewnej (materiał 316L, powierzchnia polerowana), stosowane do ważenia surowców i dawkowania gotowych produktów, zgodne ze standardami GMP.

• Przemysł górniczy/metalurgiczny: Modele spersonalizowane do pracy w środowiskach o wysokiej temperaturze (≤120℃), używane do ważenia rudy w zasobnikach oraz monitorowania masy pieców metalurgicznych (wymagają funkcji kompensacji temperatury).

5. Instrukcja użytkowania (praktyczny przewodnik)

1) Proces instalacji

• Przygotowanie: Oczyścić powierzchnię montażową (upewnić się, że jest ona płaska, pozbawiona oleju, z błędem płaskości ≤0,1 mm/m) oraz sprawdzić wygląd czujnika (brak deformacji, nieuszkodzone zaciski). • Pozycjonowanie i mocowanie: Zainstalować czujnik pionowo w punkcie obciążenia, aby zapewnić osiowe przekazywanie siły (unikaj sił bocznych); dokręcić go kluczem dynamometrycznym zgodnie z określonym momentem obrotowym (zalecane 20–50 N·m dla czujników ze stali stopowej, 15–30 N·m dla stali nierdzewnej).

• Zasady okablowania: Dla sygnałów analogowych (czerwony – zasilanie +, czarny – zasilanie –, zielony – sygnał +, biały – sygnał –), dla sygnałów cyfrowych podłączyć zgodnie z protokołem Modbus; podczas okablowania zachować odległość od przewodów wysokiego napięcia (≥10 cm), aby uniknąć zakłóceń elektromagnetycznych.

• Ochrona: W przypadku instalacji zewnętrznej dodać osłonę przed deszczem oraz uszczelnić połączenia kablowe za pomocą wodoodpornych złącz; w środowiskach agresywnych chemicznie należy nałożyć na powierzchnię czujnika warstwę ochronną przeciwkorozyjną.

2) Kalibracja i uruchomienie

• Kalibracja zera: Włącz zasilanie i nagrzewaj przez 30 minut, następnie naciśnij przycisk „zero” na mierniku, aby upewnić się, że wartość zerowa mieści się w granicach ±0,001%PS.

• Kalibracja obciążeniowa: Umieść standardowe odważniki (zalecane 50% i 100% nominalnego obciążenia), zanotuj wskazania miernika i skoryguj błąd za pomocą miernika lub oprogramowania (błąd musi być ≤ dopuszczalnego błędu odpowiadającego klasie dokładności).

• Diagnozowanie dynamiczne: W przypadku ważenia dynamicznego przetestuj czas reakcji czujnika, dostosuj parametry filtrowania miernika (zwykle częstotliwość filtrowania wynosi 5–10 Hz), aby uniknąć fluktuacji danych.

3) Konserwacja bieżąca

• Regularna kontrola: Co miesiąc czyść powierzchnię czujnika, sprawdzaj, czy okablowanie nie jest luźne; co kwartał kalibruj punkt zerowy, a raz w roku wykonaj pełną kalibrację.

• Obsługa błędów: W przypadku wystąpienia dryftu danych sprawdź napięcie zasilania (powinno być stabilne w zakresie 12–24 V DC); jeśli nie ma sygnału wyjściowego, sprawdź, czy okablowanie jest prawidłowe lub czy czujnik nie jest przeciążony i uszkodzony.

6. Metoda doboru (dokładne dopasowanie wymagań)

1) Określenie parametrów podstawowych

• Wybór zakresu: Wybierz model o zakresie 1,2 – 1,5 razy przekraczającym rzeczywiste maksymalne obciążenie (np. przy maksymalnym obciążeniu 50 t można wybrać czujnik 60 – 75 t), pozostawiając zapas na przeciążenie.

• Klasa dokładności: Dla metrologii przemysłowej wybierz klasę C3 (błąd ≤ ±0,02% pełnego zakresu); dla badań laboratoryjnych wybierz klasę C1 (błąd ≤ ±0,01% pełnego zakresu); dla ogólnego monitorowania wybierz klasę C6 (błąd ≤ ±0,03% pełnego zakresu).

• Typ sygnału: Sygnały analogowe (4 – 20 mA) są odpowiednie dla tradycyjnych instrumentów, natomiast sygnały cyfrowe (RS485) nadają się do inteligentnych systemów sterowania i obsługują zdalne monitorowanie.

2) Dobór według odporności na warunki środowiskowe

• Temperatura: Dla normalnych warunków (-20°C - 60°C) wybierz model standardowy; dla warunków wysokich temperatur (60°C - 120°C) wybierz model ze kompensacją wysokiej temperatury; dla warunków niskich temperatur (-40°C - -20°C) wybierz model odporny na niskie temperatury.

• Ośrodek: Dla suchych środowisk wybierz stal stopową; dla wilgotnych/środowisk agresywnych wybierz stal nierdzewną 304/316L; dla silnie korozyjnych środowisk (np. roztwory kwasowo-zasadowe) wybierz Hastelloy.

• Klasa ochrony: Dla zastosowań zewnętrznych/wilgotnych środowisk ≥ IP67; dla zastosowań pod wodą lub w środowiskach obfitych w pył ≥ IP68.

3) Montaż i kompatybilność systemu

• Sposób montażu: Dla ograniczonej przestrzeni wybierz połączenie gwintowane; dla dużych obciążeń wybierz połączenie kołnierzowe; jeśli istnieje ryzyko obciążenia mimośrodowego, wybierz model z konstrukcją odporną na obciążenie mimośrodowe (błąd obciążenia mimośrodowego ≤ ±0,01%WS).

• Kompatybilność: Upewnij się, że sygnał wyjściowy czujnika jest zgodny z istniejącymi przyrządami/PLC; jeśli wiele czujników musi być połączonych równolegle, wybierz model cyfrowy obsługujący ustawianie adresu.

4) Potwierdzenie dodatkowych wymagań

• Wymagania certyfikacyjne: Scenariusze przeciwwybuchowe wymagają certyfikatu Ex ia IIC T6; przemysł spożywczy wymaga certyfikatu FDA/GMP; scenariusze metrologiczne wymagają CMC (Certyfikat Uznania Typu Przyrządu Pomiarowego).

• Funkcje specjalne: Do ważenia dynamicznego wybierz model o czasie reakcji ≤ 5 ms; do zdalnego monitorowania wybierz model inteligentny z transmisją bezprzewodową (LoRa/NB-IoT).

Podsumowanie

Czujniki siły typu kolumnowego charakteryzują się „wysoką sztywnością, odpornością na zakłócenia i szerokim zakresem” jako głównymi zaletami, rozwiązując przede wszystkim problemy związane z dokładnym ważeniem, adaptacją do trudnych warunków środowiskowych oraz kompatybilnością systemową w przypadku obciążeń średnich i dużych. Doświadczenie użytkownika koncentruje się na łatwej instalacji, prostym serwisowaniu i stabilnych danych. Przy doborze czujnika należy najpierw sprecyzować trzy podstawowe wymagania: zakres, dokładność i środowisko pracy, a następnie podjąć decyzję z uwzględnieniem metody montażu i kompatybilności z systemem; w trakcie użytkowania konieczne jest rygorystyczne przestrzeganie zasad montażu siłosiłowego oraz regularnej kalibracji, aby zapewnić długotrwałą niezawodność. Są one przeznaczone do zastosowań w dziedzinach takich jak metrologia przemysłowa, integracja mechaniczna i produkcja przyrządów wagowych, stanowiąc preferowany typ czujników w przypadku ważenia przy obciążeniach średnich i dużych.

Wyświetlacz szczegółów

Parametry