Célula de Carga do Tipo Raios CZL204

Introdução do Produto

Tipo raios células de carga são elementos de detecção sensíveis à força baseados no princípio resistivo de deformação, com um elastômero em formato de raios como estrutura principal. Quando submetidos a uma força, a deformação do elastômero faz com que o extensômetro produza mudanças de resistência, as quais são então convertidas em sinais elétricos mensuráveis. Eles combinam vantagens como estrutura compacta e excelente capacidade de resistência a cargas excêntricas, sendo amplamente utilizados em aplicações de pesagem com cargas médias e baixas e espaço limitado. A seguir, fornece-se uma explicação detalhada desde as 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: Adota uma estrutura integrada do tipo raiado (a roda e o cubo são conectados por raios, com altura normalmente variando entre 20 e 80 mm), apresentando distribuição uniforme de rigidez, excelente resistência a cargas excêntricas/forças laterais (capaz de suportar uma força de carga excêntrica de ±15% - ±20% da carga nominal), dispersando efetivamente o impacto de cargas não axiais e oferecendo alta estabilidade sob carga.

• Desempenho de Precisão: A classe de precisão abrange C2 - C6, com modelos convencionais alcançando C3. Erro de não linearidade ≤ ±0,02%FS, erro de repetibilidade ≤ ±0,01%FS, deriva de zero controlada dentro de ≤ ±0,003%FS/℃, e boa retenção de precisão em cenários de carga intermitente dinâmica.
• Material e Proteção: O elastômero comumente utiliza aço-liga (resistência à tração ≥ 900MPa) ou aço inoxidável 304/316L, com superfície passivada ou niquelada para aumento da capacidade de resistência à corrosão; a classe de proteção é tipicamente IP66/IP67, e modelos especiais personalizados podem alcançar IP68, sendo adequados para ambientes industriais úmidos e empoeirados.
• Compatibilidade de Instalação: As faces superior e inferior utilizam fixação por parafusos ou conexão por flange, com alguns modelos suportando adaptação por rosca. A altura de instalação é baixa (mínimo 18 mm), adequada para espaços estreitos principalmente submetidos a forças verticais, podendo ser usada individualmente ou em combinações múltiplas.

Função principal

• Detecção de Peso/Força: Suporta pesagem estática e pesagem quase dinâmica (tempo de resposta ≤ 8 ms), com uma faixa de medição que abrange de 0,1 t a 200 t. Aplicações regulares concentram-se na faixa de 1 t a 50 t, e alguns modelos personalizados podem atender requisitos especiais acima de 200 t.
• Saída de sinal: Fornece sinais analógicos padrão (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) e sinais digitais (RS485/Modbus RTU). Alguns modelos inteligentes suportam o protocolo CANopen e podem ser conectados diretamente a PLC, DCS e sistemas de gerenciamento de pesagem.
• Funções adicionais: Integra compensação de temperatura em ampla faixa (-30°C ~ 80°C), possui proteção contra sobrecarga (150% - 250% da carga nominal), modelos à prova de explosão são certificados por Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga, e alguns modelos possuem design antiderrupção para cabos.
• Confiabilidade a longo prazo: Vida útil à fadiga ≥ 10⁷ ciclos de carga, excelente estabilidade de operação contínua sob carga nominal, deriva anual ≤ ±0,015% FS, adequado para operação contínua prolongada em cenários industriais.

2. Problemas Principais Resolvidos

• Medição imprecisa em condições de carga excêntrica: Para resolver o problema de erro excessivo em sensores tradicionais sob cargas não axiais, por meio da otimização da transmissão de força na estrutura tipo raio, o erro de carga excêntrica é controlado dentro de ±0,03% FS, solucionando os problemas de precisão em cenários como excentricidade de silos e impacto de material.
• Difícil instalação em espaços reduzidos: Com suas características estruturais "curtas e robustas" (diâmetro 50 - 200 mm, altura 20 - 80 mm), resolve os problemas de adaptação de instalação em cenários com espaço limitado, como no interior de equipamentos, instrumentos de pesagem pequenos e módulos de pesagem embutidos, sem necessidade de espaço adicional redundante.
• Propenso a danos sob vibração e impacto: A distribuição de tensão do elastômero do tipo raio é mais uniforme, e sua resistência ao impacto é melhorada em mais de 30% em comparação com sensores do tipo coluna, evitando efetivamente a deformação permanente do sensor em cenários como vibração mecânica e impacto de queda de material, prolongando assim sua vida útil.
• Adaptabilidade insuficiente a múltiplos cenários: Por meio da melhoria do material (como aço inoxidável 316L) e proteção reforçada (IP68), resolve o problema de corrosão dos sensores em ambientes úmidos e corrosivos, como processamento de alimentos e dosagem química, enquanto o modelo à prova de explosão atende aos requisitos de segurança em cenários inflamáveis e explosivos.
• Integração e conexão do sistema trabalhosas: Suporta vários tipos de saída de sinal e protocolos industriais amplamente utilizados, resolvendo problemas de compatibilidade com PLCs de diferentes marcas (como Mitsubishi, Schneider) e instrumentos de pesagem, reduzindo o investimento em equipamentos intermediários como conversores de sinal.

3. experiência do utilizador

• Conveniência de instalação: Furos padronizados de montagem na face final e superfícies de referência de posicionamento, juntamente com juntas de montagem dedicadas e parafusos de fixação, permitem o posicionamento horizontal sem a necessidade de ferramentas profissionais de calibração. Uma única pessoa pode concluir a instalação e colocação em funcionamento de um único sensor em até 30 minutos.
• Operação e Calibração: Suporta zeragem por um botão e calibração de dois pontos do instrumento, simplificando o processo de calibração (requer apenas pesos padrão de 20% e 100% da carga nominal), e o modelo digital pode realizar calibração remota e configuração de parâmetros por meio do software do computador host, reduzindo o nível de complexidade operacional.
• Baixo custo de manutenção: A estrutura totalmente selada reduz a entrada de poeira e umidade, com uma taxa média anual de falhas ≤ 0,3%; o bloco de terminais adota um design anti-soltura, e a interface do cabo possui vedação à prova d'água e contra poeira. Apenas limpeza trimestral e inspeção de ponto zero são necessárias no uso diário, com baixa carga de manutenção.
• Feedback de Dados: Flutuação dos dados de pesagem estática ≤ ±0,005%FS, sem atraso evidente em cenários quase dinâmicos; o modelo digital possui um módulo integrado de diagnóstico de falhas que pode fornecer feedback em tempo real sobre sobrecarga, desconexão, temperatura anormal e outros estados, facilitando a localização rápida de problemas.
• Experiência de Compatibilidade: Compatível com mais de 95% dos dispositivos de controle de pesagem disponíveis no mercado, suporta distribuição automática de carga quando múltiplos sensores são usados em paralelo, eliminando a necessidade de equalizadores adicionais; o modelo inteligente pode ser conectado diretamente à plataforma industrial IoT para monitoramento remoto de dados.

4. Cenários típicos de aplicação

1) Fabricação de Equipamentos Industriais de Pesagem

• Balanças Plataforma Pequenas e Médias/Balanças de Chão: Unidades sensoras principais para balanças plataforma e balanças de chão de 1-50 t, com estrutura compacta adequada para instalação interna em equipamentos de pesagem e características antidesequilíbrio que garantem consistência de precisão em diferentes posições de pesagem (como balanças plataforma de precificação em supermercados e balanças de chão para movimentação em oficinas).

• Equipamentos de Pesagem Personalizados: Utilizados em balanças eletrônicas à prova de explosão e em balanças químicas resistentes à corrosão; o material 316L + certificação à prova de explosão atende às necessidades de indústrias especiais, e a estrutura tipo raio adapta-se ao design estrutural diversificado dos equipamentos de pesagem.

2) Engenharia e Máquinas para Construção

• Pesagem de Carregadeiras/Escavadeiras: Instalado no sistema hidráulico da caçamba, realiza pesagem indireta por meio da detecção da pressão hidráulica; a estrutura em tipo raio possui fortes capacidades de resistência à vibração e ao impacto, adaptando-se ao ambiente operacional severo das máquinas de construção, com precisão de até ±0,5%FS.

• Monitoramento de Pressão de Suportes Hidráulicos: Monitora a resistência operacional dos suportes hidráulicos em minas de carvão, utilizando sensores tipo raio à prova de explosão com nível de proteção IP67, capazes de operar de forma estável por longos períodos em ambientes empoeirados e úmidos, fornecendo suporte de dados para a segurança dos suportes.

3) Controle de Processos Industriais

• Pesagem de Tanques/Silos de Pequeno e Médio Porte: Pesagem de tanques de dosagem e silos tampão nas indústrias farmacêutica e alimentícia, com 4 sensores instalados simetricamente, características antidescarga excêntrica resolvendo o problema do deslocamento do centro de gravidade dos tanques de material, e integração com o sistema de controle para alcançar alimentação precisa.

• Pesagem de Máquinas de Embalagem: Módulos de pesagem dinâmica para máquinas de embalagem de partículas e máquinas de enchimento líquido, com tempo de resposta ≤8 ms para atender requisitos de embalagem em alta velocidade, e precisão controlada dentro de ±0,1% FS para garantir conformidade na medição de embalagens.

4) Equipamentos para Testes de Materiais e Pesquisa Científica

• Máquinas de Tração/Compressão: Medição estática de força em ensaios de resistência dos materiais, precisão nível C2 pode atender requisitos de testes científicos, e estrutura tipo raio distribui uniformemente as tensões, assegurando repetibilidade e precisão dos dados de teste.

• Equipamento de Teste de Fadiga: Monitoramento de carga no teste de vida em fadiga de componentes, com vida útil cíclica de ≥10⁷ vezes e propriedades mecânicas estáveis, capaz de atender às necessidades de experimentos de testes de longo prazo.

5) Aplicações em Indústrias Especiais

• Indústrias Alimentícia e Farmacêutica: Sensores em aço inoxidável grau higiênico 316L, com tratamento de polimento superficial (Ra ≤0,8μm), em conformidade com os padrões GMP, utilizados na pesagem de matérias-primas, medição de produtos acabados e outros processos, facilitando a limpeza e desinfecção.

• Mineração e Metalurgia: Sensores do tipo raio de alta temperatura (temperatura de compensação -40°C~120°C), utilizados em equipamentos de classificação de minério e pesagem de funis de fornos metalúrgicos, capazes de se adaptar às exigências de uso em ambientes com altas temperaturas e poeira.

5. Instruções de Uso (Guia Prático)

1) Processo de Instalação

• Preparação: Limpe a superfície de instalação (certifique-se de que ela seja plana e isenta de rebarbas, com erro de planicidade ≤0,05 mm/m), verifique a aparência do sensor (o elastômero sem deformações e o cabo sem danos) e verifique a compatibilidade das especificações dos parafusos de instalação com o sensor.

• Posicionamento e Fixação: Posicione o sensor verticalmente na base de montagem para garantir que a carga seja transmitida axialmente, utilize uma chave de torque para apertar conforme o torque especificado (recomenda-se 15-40 N·m para sensores de aço-liga e 10-30 N·m para sensores de aço inoxidável) e evite excesso de aperto, o que pode danificar o elastômero.

• Especificação de Fiação: Para sinais analógicos, siga o princípio de fiação "vermelho - alimentação +, preto - alimentação -, verde - sinal +, branco - sinal -"; para sinais digitais, conecte os pinos correspondentes de acordo com o protocolo Modbus; a fiação deve ficar afastada de fontes fortes de interferência eletromagnética (como inversores de frequência e cabos de alta tensão), com distância ≥15 cm.

• Tratamento de Proteção: Ao instalar em ambientes externos ou úmidos, utilize uma caixa de junção à prova d'água para selar as conexões dos cabos, e pode-se instalar uma cobertura contra poeira na parte exposta do sensor; em ambientes corrosivos, deve-se aplicar um revestimento especial anticorrosivo na superfície não sujeita a esforços mecânicos.

2) Calibração e Depuração

• Calibração de Zero: Ligue a energia e aqueça por 20 minutos, execute o comando "calibração de zero" através do instrumento de pesagem ou do computador host para garantir que a saída de zero esteja dentro de ±0,002%FS; caso o desvio seja muito grande, verifique o nivelamento da instalação.

• Calibração de Carga: Coloque pesos padrão de 20% e 100% da carga nominal sequencialmente, registre os valores do sinal de saída do sensor, corrija o erro de linearidade através do software de calibração e garanta que o erro em cada ponto de carga ≤ valor permitido da classe de exatidão correspondente (por exemplo, ≤±0,02%FS para classe C3).

• Depuração Dinâmica: Em um cenário quase dinâmico, ajuste os parâmetros de filtragem do instrumento (frequência de filtragem 8-15 Hz), teste a velocidade de resposta do sensor e a estabilidade dos dados, evitando flutuações de sinal causadas pelo impacto do material.

3) Manutenção Padrão

• Inspeção Regular: Limpe o pó e o óleo da superfície do sensor mensalmente, verifique a firmeza dos terminais de fiação; realize a calibração de zero a cada seis meses e conclua a calibração em escala total e testes de desempenho uma vez por ano.

• Tratamento de Falhas: Se ocorrer deriva nos dados, verifique primeiro a tensão da fonte de alimentação (estável entre 10-30V CC) e o nivelamento da superfície de instalação; se o sinal for anormal, verifique se o cabo está danificado ou se o extensômetro está sobrecarregado e danificado, substituindo o sensor se necessário.

6. Método de Seleção (Correspondência Precisa aos Requisitos)

1) Determinação dos Parâmetros Principais

• Seleção da Faixa: Escolha um modelo com faixa de 1,3 a 1,6 vezes a carga máxima real (por exemplo, para uma carga máxima de 10t, pode-se selecionar um sensor de 13 a 16t), deixando margem suficiente de sobrecarga para evitar danos causados por cargas de impacto.

• Classe de Exatidão: Para metrologia industrial, selecione a Classe C3 (erro ≤ ±0,02%FM); para testes em pesquisa científica, selecione a Classe C2 (erro ≤ ±0,01%FM); para monitoramento geral, selecione a Classe C6 (erro ≤ ±0,03%FM).

• Tipo de Sinal: Para sistemas de controle tradicionais, selecione sinais analógicos (4 - 20mA); para sistemas inteligentes IoT, selecione sinais digitais (RS485); para máquinas de construção, selecione modelos com protocolo CANopen.

2) Seleção com Base na Adaptabilidade Ambiental

• Temperatura: Para cenários normais (-30°C ~ 60°C), selecione modelos comuns; para cenários de alta temperatura (60°C ~ 120°C), selecione modelos com compensação térmica para altas temperaturas; para cenários de baixa temperatura (-50°C ~ -30°C), selecione modelos resistentes ao frio.

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

• Classe de Proteção: Para ambientes internos secos, ≥ IP66; 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 estreitos, selecione conexões com parafusos na face final; para cenários com grandes cargas, selecione conexões com flange; se houver carga excêntrica significativa, prefira modelos reforçados com erro de carga excêntrica ≤ ±0,01%FS.

• Compatibilidade: Confirme que o sinal do sensor corresponde ao Protocolo de Comunicação do instrumento/PLC existente. Quando múltiplos sensores forem usados em conjunto, selecione modelos digitais que suportem codificação de endereço para evitar conflitos de sinal. 4. Confirmação de Requisitos Adicionais

• Requisitos de Certificação: Cenários à prova de explosão exigem certificação correspondente de grau à prova de explosão (por exemplo, Ex d I para minas de carvão, Ex ia IIC T6 para indústria química), a indústria alimentícia exige certificação FDA/GMP, e cenários de metrologia exigem certificação CMC.

• Funções especiais: Para pesagem dinâmica, selecione modelos com tempo de resposta ≤ 5 ms; para monitoramento remoto, selecione modelos inteligentes com módulos sem fio LoRa/NB-IoT; para cenários de alta temperatura, selecione modelos especiais com chips de compensação térmica.

Resumo

A célula de carga do tipo raio apresenta "alta capacidade de resistência a cargas excêntricas, estrutura compacta e alta estabilidade" como suas principais vantagens, destinando-se principalmente à resolução de problemas de pesagem precisa sob condições de carga média a baixa, espaço limitado e cargas excêntricas. A experiência do usuário foca na facilidade de instalação, manutenção livre de complicações e dados confiáveis. Ao selecionar um modelo, é necessário definir claramente os quatro requisitos principais de faixa de medição, precisão, espaço de instalação e ambiente, para então tomar uma decisão combinando compatibilidade com o sistema e funções adicionais; durante o uso, é essencial seguir rigorosamente o princípio de instalação da força axial e as especificações de calibração periódica, garantindo operação estável a longo prazo. É adequada para instrumentos industriais de pesagem, máquinas de construção, controle de processos e outros campos, sendo uma solução ideal de sensoriamento de pesagem para cargas médias a baixas e cenários especiais de instalação.

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