Czujnik obciążenia typu kolumnowego CZL110

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: Walec z elastomeru (średnica 10–100 mm opcjonalna), konstrukcja o wysokiej sztywności (wysoka częstotliwość własna), duża odporność na obciążenia boczne i mimośrodowe (zwykle wytrzymuje siły boczne w zakresie ±5% – ±10% nominalnego obciążenia), dobra jednorodność rozkładu siły.
• Dokładność działania: Wysoka klasa dokładności (zazwyczaj C3, C6, niektóre modele premium osiągają C1), błąd nieliniowości ≤ ±0,01%PW, błąd powtarzalności ≤ ±0,005%PW, niewielkie dryftowanie zera (≤ ±0,002%PW/℃).
• Materiały i ochrona: Materiał elastomerowy można wybrać ze stali stopowej (model ekonomiczny, granica plastyczności ≥800 MPa) lub stali nierdzewnej (304/316L, odporna na korozję), stopień ochrony IP67/IP68 opcjonalny, odpowiedni do wilgotnych, pylistych i lekko korozyjnych środowisk. • Kompatybilność montażu: oba końce z gwintem (M12 - M60) lub połączeniem kołnierzowym, kompaktowa przestrzeń montażowa, odpowiedni do przypadków obciążeń pionowych/osiowych, wiele czujników można połączyć równolegle, tworząc wagę (obsługujące 4 - 8 czujników pracujących synchronicznie).

Podstawowa funkcja

• Pomiar siły/masy: Obsługuje ważenie statyczne/dynamiczne (czas odpowiedzi dynamicznej ≤ 5 ms), o szerokim zakresie (1t - 500t, niektóre niestandardowe modele mogą osiągnąć 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 ochrony przed wybuchem (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 fluktuacjami danych w tradycyjnych czujnikach, zastosowano konstrukcję o wysokiej sztywności oraz precyzyjną technologię klejenia tensometrów, zapewniając błąd pomiaru w warunkach obciążenia mimośrodowego ≤±0,02%WS.

• Słaba przystosowalność do trudnych warunków środowiskowych: Konstrukcja ze stali nierdzewnej + ochrona IP68 rozwiązuje problemy uszkodzeń czujników i dryftu sygnału w warunkach wilgoci, kurzu oraz korozji kwasowo-zasadowej (np. w zasobnikach chemicznych i urządzeniach wagowych pracujących na zewnątrz).

• Ograniczenia montażowe i przestrzenne: 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 przy pomiarach obciążeń dużych mas: 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 z kompatybilnością systemu: Dostępne są różne tryby wyjścia sygnału, co rozwiązuje problem komunikacji z różnymi systemami sterowania (takimi jak PLC firmy Siemens czy panele operatorskie Kunlun Tongtai) bez konieczności stosowania dodatkowych konwerterów sygnału.

3. doświadczenie użytkownika

• Wygoda montażu: Standardowe gwintowane/kołnierzowe interfejsy, wraz z kluczami montażowymi i wpustami centrującymi, pozwalają jednej osobie na wykonanie instalacji; w dolnej części są zarezerwowane otwory do regulacji poziomej, 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.

• Niski koszt utrzymania: Uszczelniona konstrukcja eliminuje konieczność częstej konserwacji; czujniki odkształceń są pokryte materiałem chroniącym przed wilgocią, co skutkuje niskim współczynnikiem uszkodzeń (średni roczny współczynnik uszkodzeń ≤ 0,5%); elementy narażone na uszkodzenia (takie jak zaciski) można wymieniać indywidualnie.

• Transmisja danych: Szybka reakcja sygnału, brak opóźnień danych w warunkach dynamicznego ważenia; modele cyfrowe wyposażone są w wbudowaną funkcję diagnostyki usterki (taką jak alarm przekroczenia obciążenia, komunikat o nieprawidłowości w połączeniu), co ułatwia szybkie wykrywanie i usuwanie usterek.

• Kompatybilność i doświadczenie: 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 zastosowania

1) Przemysłowe ważenie 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: Ważenie towarów drogą lądową i kolejową, z pojedynczym czujnikiem o pojemności 50–200 t, a wiele czujników połączonych równolegle tworzy platformę wagową (np. waga samochodowa 100 t zwykle używa 4 czujników po 25 t).

• Ważenie reaktorów: Monitorowanie masy reaktorów w czasie rzeczywistym w przemyśle farmaceutycznym i chemicznym, współpracujące z systemem sterowania w celu osiągnięcia precyzyjnej kontroli dozowania materiałów (wymagane są czujniki przeciwwybuchowe).

2) Integracja maszyn i urządzeń

• 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 testowa: Pomiar siły nacisku/rozciągania w badaniach wytrzymałości materiałów, wymagana wysoka dokładność (klasa C1) oraz szybka odpowiedź dynamiczna (≤3 ms).

• Maszyny budowlane: Dawkowanie składników w betoniarniach oraz ochrona przed przeciążeniem żurawi wieżowych, odpowiednie dla zewnętrznych, wilgotnych i wibracyjnych 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 wybuchobezpieczne wagi elektroniczne i odporne na korozję wagi przemysłowe, wykonane z materiałów ze stali nierdzewnej oraz wyposażone w czujniki posiadające certyfikat wybuchobezpieczeństwa, spełniające potrzeby specjalistycznych branż.

4) Inne specjalne scenariusze

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

• Przemysł górniczy/metalurgiczny: Modele dostosowane do wysokich temperatur (≤120℃), używane do ważenia zbiorników z rudą oraz monitorowania masy pieców metalurgicznych (wymagające funkcji kompensacji temperatury).

5. Instrukcja użycia (Praktyczny przewodnik)

1) Proces instalacji

• Przygotowanie: Wyczyść powierzchnię montażową (upewnij się, że jest płaska, bez tłuszczu, z błędem płaskości ≤0,1 mm/m) oraz sprawdź wygląd czujnika (brak deformacji, nieuszkodzone zaciski elektryczne).

• Pozycjonowanie i mocowanie: Zainstaluj czujnik pionowo w punkcie obciążenia, aby zapewnić osiowe przekazywanie siły (unikaj sił bocznych); użyj klucza dynamometrycznego do dokręcenia zgodnie z określonym momentem obrotowym (zalecane 20–50 N·m dla czujników ze stali stopowej, 15–30 N·m dla stali nierdzewnej).

• Specyfikacja okablowania: Dla sygnałów analogowych (czerwony – zasilanie +, czarny – zasilanie –, zielony – sygnał +, biały – sygnał –), podłącz sygnały cyfrowe zgodnie z protokołem Modbus; trzymaj okablowanie z dala od linii wysokiego napięcia (≥10 cm), aby uniknąć zakłóceń elektromagnetycznych.

• Ochrona: W przypadku instalacji na zewnątrz dodaj osłonę przed deszczem i uszczelnij połączenia kabli za pomocą wodoodpornych konektorów; na powierzchni czujnika w środowisku agresywnym chemicznie zastosuj powłokę antykorozyjną.

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 obciążenia: Umieść standardowe odważniki (zalecane 50% i 100% nominalnego obciążenia), zanotuj wartość wyświetlaną na mierniku i skoryguj błąd za pomocą miernika lub oprogramowania (błąd musi być ≤ dopuszczalnego błędu odpowiadającego klasie dokładności).

• Debugowanie dynamiczne: W warunkach ważenia dynamicznego przetestuj czas reakcji czujnika, dostosuj parametry filtrowania miernika (zwykle częstotliwość filtrowania wynosi 5-10 Hz), aby uniknąć wahania danych.

3) Konserwacja rutynowa

• 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 poprawne 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 środowisk zewnętrznym/wilgotnych, ≥IP67; dla środowiska podwodnego lub pylistego, ≥IP68.

3) Montaż i kompatybilność systemu

• Metoda montażu: w przypadku ograniczonej przestrzeni wybrać połączenie gwintowane; w przypadku dużych obciążeń wybrać połączenie kołnierzowe; jeśli istnieje ryzyko obciążenia mimośrodowego, wybrać model z konstrukcją odporną na obciążenie mimośrodowe (błąd obciążenia mimośrodowego ≤ ±0,01%FS).

• 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: w przypadku zastosowań przeciwwybuchowych wymagane jest certyfikowanie Ex ia IIC T6; dla przemysłu spożywczego wymagane są certyfikaty FDA/GMP; w przypadkach metrologicznych wymagane jest CMC (Certyfikat Uznania Typu Przyrządu Pomiarowego).

• Funkcje specjalne: Dla ważenia dynamicznego wybierz model z czasem reakcji ≤5 ms; dla zdalnego monitorowania wybierz model inteligentny z transmisją bezprzewodową (LoRa/NB-IoT).

Podsumowanie

Czujniki obciążeniowe typu kolumnowego charakteryzują się „wysoką sztywnością, odpornością na zakłócenia i szerokim zakresem” jako podstawowymi zaletami, rozwiązując głównie 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 należy najpierw określić trzy podstawowe wymagania: zakres, dokładność i środowisko pracy, a następnie podejmować decyzje uwzględniające sposób montażu i kompatybilność systemową; w trakcie użytkowania należy ściśle przestrzegać zasad montażu siły wzdłuż osi oraz regularnej kalibracji, aby zagwarantować długotrwałą niezawodność. Nadaje się do zastosowań w dziedzinie metrologii przemysłowej, integracji maszynowej, produkcji przyrządów wagowych i innych obszarach – jest to preferowany typ czujnika do scenariuszy ważenia obciążeń średnich i dużych.

Wyświetlacz szczegółów

Parametry