Célula de Carga Tipo Coluna CZL425

Introdução do Produto

Coluna células de carga são componentes sensíveis à força baseados no princípio do extensômetro. Eles geram deformação através da deformação de um corpo elástico cilíndrico sob força, que é então convertida em um sinal elétrico pelo extensômetro. Apresentam alta rigidez, forte capacidade anti-interferência, etc., e são amplamente utilizados em cenários de pesagem com cargas médias e pesadas. Os seguintes detalhes são apresentados nas dimensões principais para atender às necessidades de produto seleção, avaliação técnica e elaboração de soluções:

1. Características e Funções do Produto

Principais Funcionalidades

• Design Estrutural: Corpo elástico cilíndrico (diâmetro de 10 a 100 mm opcional), design de alta rigidez (alta frequência natural), forte capacidade de resistência a cargas excêntricas/forças laterais (geralmente capaz de suportar forças laterais de ±5% a ±10% da carga nominal) e boa uniformidade de força.

• Desempenho de Precisão: Alta classe de precisão (comumente C3, C6, alguns modelos de alto desempenho alcançam C1), erro de não linearidade ≤ ±0,01%FS, erro de repetibilidade ≤ ±0,005%FS e pequena deriva de zero (≤ ±0,002%FS/℃).

• Material e Proteção: O material do corpo elástico pode ser selecionado entre aço-liga (versão econômica, resistência à tração ≥ 800MPa) ou aço inoxidável (304/316L, resistente à corrosão), com grau de proteção IP67/IP68 opcional, adequado para ambientes úmidos, empoeirados e levemente corrosivos.

• Compatibilidade de Instalação: Ambas as extremidades são roscadas (M12 - M60) ou conectadas por flange, com espaço de instalação compacto, adequado para cenários com forças verticais/axiais, e múltiplas unidades podem ser conectadas em paralelo para formar uma balança (suporta 4 - 8 sensores trabalhando sincronizadamente).

Funções principais

• Medição de Força/Peso: Suporta pesagem estática/dinâmica (tempo de resposta dinâmica ≤ 5 ms), com uma ampla faixa de medição (1 t - 500 t, alguns modelos personalizados podem atingir 1000 t).

• Saída de Sinal: Fornece sinais analógicos (4 - 20 mA, 0 - 10 V) ou sinais digitais (RS485/Modbus, HART), compatível com instrumentos de pesagem convencionais, CLPs e sistemas DCS.

• Funções Adicionais: Alguns modelos integram compensação de temperatura (faixa de compensação -20 ℃ ~ 80 ℃), proteção contra sobrecarga (150% - 200% da carga nominal), certificação à prova de explosão (Ex ia IIC T6) e design com proteção contra raios.

• Confiabilidade de Longo Prazo: Longa vida útil à fadiga (≥ 10⁶ ciclos de carga), boa estabilidade no zero e deriva anual ≤ ±0,01%FS.

2. Problemas Principais Solucionados

• Precisão Insuficiente na Medição: Para resolver os problemas de baixo desempenho contra cargas excêntricas e grandes flutuações de dados em sensores tradicionais, adota-se uma estrutura de alta rigidez e tecnologia precisa de colagem de extensômetros, garantindo que o erro de medição sob condições de carga excêntrica seja ≤±0,02%FS.

• Baixa adaptabilidade a ambientes adversos: Material em aço inoxidável + design de proteção IP68 resolvem os problemas de danos ao sensor e deriva do sinal em ambientes com umidade, poeira e corrosão por ácidos e bases (como silos químicos e equipamentos de pesagem ao ar livre).

• Limitações de instalação e espaço: Estrutura cilíndrica compacta + métodos de conexão flexíveis resolvem os problemas de espaço limitado de instalação e difícil orientação de força axial em equipamentos grandes (como reatores e guindastes).

• Estabilidade na medição de cargas pesadas: Elástico de alta rigidez + design com proteção contra sobrecarga evitam a deformação permanente dos sensores em cenários de carga média e pesada (como balanças para caminhões e pesagem de contêineres portuários), garantindo confiabilidade prolongada na medição.

• Problemas de compatibilidade do sistema: Vários modos de saída de sinal estão disponíveis, resolvendo as dificuldades de integração com diferentes sistemas de controle (como PLC Siemens e tela de toque Kunlun Tongtai) sem necessidade de conversores de sinal adicionais.

3. experiência do utilizador

• Facilidade de Instalação: Interfaces padronizadas com rosca/flange, com chaves de instalação e pinos de posicionamento inclusos, permitem que uma única pessoa realize a instalação; furos de ajuste horizontais são reservados na base para facilitar a calibração da direção da força.

• Operação e Calibração: A calibragem do zero é simples (zeragem por tecla única via instrumento), suporta calibragem com peso padrão (processo de calibragem ≤10 minutos) e alguns modelos digitais podem ser calibrados remotamente por meio de software.

• Baixo Custo de Manutenção: O design com estrutura selada elimina a necessidade de manutenção frequente; extensômetros são revestidos com camada à prova de umidade, resultando em baixa taxa de falha (taxa média anual de falhas ≤0,5%); peças facilmente substituíveis (como blocos terminais) podem ser substituídas individualmente.

• Retorno de Dados: Resposta rápida do sinal, sem atraso de dados em cenários de pesagem dinâmica; modelos digitais vêm com funções integradas de diagnóstico de falhas (como alarme de sobrecarga e aviso de ligação anormal) para facilitar e agilizar a resolução de problemas.

• Experiência de Compatibilidade: Compatível com mais de 90% dos instrumentos de pesagem e sistemas de controle disponíveis no mercado, sem necessidade de modificar interfaces de hardware, plug and play; suporta conexão paralela de múltiplos sensores com distribuição automática de carga.

4. Cenários típicos de aplicação

1) Pesagem Industrial e Metrologia

• Pesagem de Silos/Tanques: Monitoramento do peso de silos de pó/líquido nas indústrias química e de materiais de construção, suportando controle de nível e gestão de inventário (normalmente com 4 sensores instalados simetricamente).

• Balança Rodoviária/Balança Ferroviária: Pesagem de cargas rodoviárias e ferroviárias, com capacidade individual do sensor de 50-200 t, múltiplos sensores conectados em paralelo formando uma plataforma de pesagem (por exemplo, uma balança rodoviária de 100 t geralmente utiliza 4 sensores de 25 t).

• Pesagem de Reator: Monitoramento em tempo real do peso de reatores nas indústrias farmacêutica e química, integrado ao sistema de controle para alcançar controle preciso da alimentação (exigem sensores à prova de explosão).

2) Integração de Máquinas e Equipamentos

• Proteção contra Sobrecarga em Guindastes/Pontes Rolantes: Monitoramento da capacidade de elevação de guindastes em portos e fábricas, acionando um alarme quando a carga exceder o valor nominal (modelos com resistência a vibrações e resposta rápida exigidos).

• Prensa/Máquina de Teste: Medição de força de pressão/tração em ensaios de resistência de materiais, exigindo alta precisão (nível C1) e alta resposta dinâmica (≤3 ms).

• Máquinas de Construção: Pesagem de ingredientes em usinas de concreto e proteção contra sobrecarga em guindastes torre, adequado para ambientes externos úmidos e com vibração (grau de proteção ≥IP67).

3) Fabricação de Instrumentos de Pesagem

• Componentes Principais de Balanças de Bancada/Balanças de Chão: Unidades sensoras principais de balanças de bancada pequenas e médias (1-5 t) e balanças de chão grandes (50-500 t), exigindo boa consistência (erro entre múltiplos sensores ≤±0,01% FS).

• Instrumentos de Pesagem Personalizados: Como balanças eletrônicas à prova de explosão e balanças industriais resistentes à corrosão, utilizando materiais em aço inoxidável e sensores com certificação à prova de explosão para atender às necessidades de indústrias especiais.

4) Outros Cenários Especiais

• Indústria Alimentícia/Farmacêutica: Sensores higiênicos em aço inoxidável (material 316L, superfície polida), utilizados para pesagem de matérias-primas e medição de produtos acabados, em conformidade com os padrões GMP.

• Indústria de Mineração/Metalurgia: Modelos personalizados para ambientes de alta temperatura (≤120℃), utilizados para pesar caçambas de minério e monitorar o peso de fornos metalúrgicos (requer função de compensação de alta temperatura).

5. Instruções de Uso (Guia Prático)

1) Processo de Instalação

• Preparação: Limpe a superfície de instalação (certifique-se de que seja plana, isenta de manchas de óleo e com erro de planicidade ≤0,1mm/m) e verifique a aparência do sensor (sem deformações, blocos terminais intactos).

• Posicionamento e Fixação: Instale o sensor verticalmente no ponto de aplicação de força para garantir que a carga seja transmitida axialmente (evite forças laterais); utilize uma chave de torque para apertar conforme o torque especificado (recomenda-se 20-50N·m para sensores de aço liga, 15-30N·m para aço inoxidável).

• Especificação de Fiação: Para sinais analógicos (vermelho - alimentação +, preto - alimentação -, verde - sinal +, branco - sinal -), ligue os sinais digitais de acordo com o protocolo Modbus; mantenha a fiação afastada de cabos de alta potência (≥10cm) para evitar interferência eletromagnética.

• Tratamento de Proteção: Para instalação externa, adicione uma cobertura contra chuva e selo a conexão da fiação com um conector impermeável; aplique um revestimento anticorrosivo na superfície do sensor em ambientes corrosivos.

2) Calibração e Depuração

• Calibração de Zero: Ligue a energia e aqueça por 30 minutos, pressione o botão "zero" no medidor para garantir que a saída em zero esteja dentro de ±0,001%FS.

• Calibração de Carga: Coloque pesos padrão (recomenda-se 50% e 100% da carga nominal), registre o valor indicado no medidor e corrija o erro por meio do medidor ou software (o erro deve ser ≤ erro admissível correspondente à classe de exatidão).

• Depuração Dinâmica: Em um cenário de pesagem dinâmica, teste o tempo de resposta do sensor e ajuste os parâmetros de filtragem do medidor (normalmente a frequência de filtragem é de 5-10 Hz) para evitar flutuações nos dados.

3) Manutenção Padrão

• Inspeção Regular: Limpe a superfície do sensor mensalmente, verifique se a fiação está solta; calibre o ponto zero uma vez por trimestre e realize uma calibração completa uma vez por ano.

• Tratamento de Falhas: Se ocorrer deriva de dados, verifique a tensão da fonte de alimentação (deve ser estável entre 12-24 V CC); se não houver saída de sinal, verifique se a fiação está correta ou se o sensor está sobrecarregado e danificado.

6. Método de Seleção (Correspondência Precisa aos Requisitos)

1) Determinação dos Parâmetros Principais

• Seleção de Faixa: Selecione o modelo com base em 1,2 - 1,5 vezes a carga máxima real (por exemplo, para uma carga máxima de 50 t, pode-se selecionar um sensor de 60 - 75 t), deixando margem para sobrecarga.

• Classe de Precisão: Para metrologia industrial, selecione a Classe C3 (erro ≤ ±0,02%FM); para testes em laboratório, selecione a Classe C1 (erro ≤ ±0,01%FM); para monitoramento geral, selecione a Classe C6 (erro ≤ ±0,03%FM).

• Tipo de Sinal: O sinal analógico (4 - 20 mA) é adequado para instrumentos tradicionais, e o sinal digital (RS485) é adequado para sistemas de controle inteligentes, permitindo monitoramento remoto.

2) Seleção com Base na Adaptabilidade Ambiental

• Temperatura: Para cenários normais (-20°C - 60°C), selecione o modelo comum; para cenários de alta temperatura (60°C - 120°C), selecione o modelo compensado para alta temperatura; para cenários de baixa temperatura (-40°C - -20°C), selecione o modelo resistente a baixas temperaturas.

• Meio: Para ambientes secos, selecione aço-liga; para ambientes úmidos/corrosivos, selecione aço inoxidável 304/316L; para ambientes altamente corrosivos (por exemplo, soluções ácido-base), selecione material Hastelloy.

• Classe de Proteção: Para ambientes externos/úmidos, ≥IP67; para ambientes subaquáticos ou com intensa presença de poeira, ≥IP68.

3) Instalação e Compatibilidade do Sistema

• Método de Instalação: Para espaços limitados, selecione conexão roscada; para cargas elevadas, selecione conexão por flange; se houver risco de carga excêntrica, selecione um modelo com design anti-carga excêntrica (erro de carga excêntrica ≤ ±0,01%FS).

• Compatibilidade: Confirme que o sinal de saída do sensor corresponde aos instrumentos/PLCs existentes; se múltiplos sensores precisarem ser conectados em paralelo, selecione um modelo digital que suporte configuração de endereço.

4) Confirmação de Requisitos Adicionais

• Requisitos de Certificação: Para cenários à prova de explosão, é necessária a certificação Ex ia IIC T6; para a indústria alimentícia, é necessária a certificação FDA/GMP; para cenários de metrologia, é necessário o CMC (Certificado de Aprovação de Tipo de Instrumento de Metrologia).

• Funções Especiais: Para pesagem dinâmica, selecione um modelo com tempo de resposta ≤5 ms; para monitoramento remoto, selecione um modelo inteligente com transmissão sem fio (LoRa/NB-IoT).

Resumo

As células de carga tipo coluna possuem vantagens essenciais como "alta rigidez, anti-interferência e ampla faixa de medição", que atendem principalmente a questões como pesagem precisa, adaptação a ambientes adversos e compatibilidade com o sistema em cenários de cargas médias e pesadas. A experiência do usuário foca-se na instalação fácil, manutenção simples e dados estáveis. Ao selecionar uma célula de carga, é necessário definir claramente os três requisitos principais: faixa de medição, precisão e ambiente, para depois tomar uma decisão combinando o método de instalação e a compatibilidade com o sistema; durante o uso, é essencial seguir rigorosamente os princípios de instalação com força axial e calibração periódica, garantindo confiabilidade a longo prazo. É adequada para áreas como metrologia industrial, integração mecânica e fabricação de instrumentos de pesagem, sendo o tipo de sensor preferido em aplicações de pesagem de cargas médias e pesadas.

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