Senzor elastomer CZL201

Introducerea produsului

Celula de încărcare de tip spiță este un element de detecție sensibil la forță, bazat pe principiul rezistenței la deformare, având un elastomer în formă de spiță ca structură principală. Atunci când este supus unei forțe, deformarea elastomerului determină modificarea rezistenței țesutului de deformare, care este apoi transformată într-un semnal electric măsurabil. Aceasta combină avantaje precum o structură compactă și o capacitate remarcabilă de rezistență la sarcini excentrice, fiind utilizată pe scară largă în aplicații de cântărire cu sarcini medii și reduse, unde spațiul este limitat. În continuare se oferă o explicație detaliată din dimensiunile principale pentru a satisface nevoile produs selecție, evaluare tehnică și redactare a soluțiilor:

1. Caracteristici și funcții ale produsului

Caracteristici de bază

• Proiectare structurală: Adoptă o structură integrată de tip spiță (janta și butucul sunt conectate prin spițe, cu o înălțime cuprinsă în mod tipic între 20 și 80 mm), având o distribuție uniformă a rigidității, rezistență excelentă la sarcina excentrică/forța laterală (capabilă să suporte o forță de sarcină excentrică de ±15% - ±20% din sarcina nominală), dispersând eficient impactul sarcinilor neaxiale și oferind o stabilitate mare în preluarea forțelor.

• Performanță de precizie: Nivelele de precizie acoperă domeniul C2 - C6, modelele principale atingând nivelul C3. Eroarea neliniară ≤ ±0,02%FS, eroarea de repetabilitate ≤ ±0,01%FS, deriva zero controlată în limitele ≤ ±0,003%FS/°C, precizie stabilă menținută în scenariile de sarcină dinamică intermitentă.

• Materiale și protecție: Elastomerul utilizează în mod obișnuit oțel aliat (rezistență la curgere ≥ 900 MPa) sau oțel inoxidabil 304/316L, suprafața fiind pasivată sau nichelată pentru a crește rezistența la coroziune; nivelul de protecție este în mod tipic IP66/IP67, iar modelele speciale personalizate pot atinge gradul IP68, fiind potrivite pentru medii industriale umede și prăfuoase.

• Compatibilitate instalare: Fețele finale superioară și inferioară utilizează fixare cu șuruburi sau conexiune flanșă, unele modele susținând adaptarea filetului, înălțime redusă de instalare (minim 18 mm), potrivit pentru spații înguste supuse în principal forțelor verticale, putând fi utilizate independent sau în combinații multiple.

Funcții Principale

• Detectarea valorii greutății/forței: Susține cântărirea statică și cântărirea quasi-dinamică (timp de răspuns ≤ 8 ms), cu un domeniu de măsurare cuprins între 0,1 t - 200 t, iar aplicațiile tipice concentrate în intervalul 1 t - 50 t. Unele modele personalizate pot satisface cerințe speciale peste 200 t.

• Ieșire semnal: Oferă semnale analogice standard (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) și semnale digitale (RS485/Modbus RTU), unele modele inteligente susținând protocolul CANopen, permițând conectarea directă la PLC, DCS și sisteme de gestionare a cântăririi.

• Funcții suplimentare: Integrează compensarea temperaturii pe o gamă largă de temperaturi (-30°C - 80°C), are protecție la suprasarcină (150% - 250% din sarcina nominală), modelele ignifuge sunt certificate conform Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga, iar unele modele dispun de design integrat anti-tragere a cablului.

• Fiabilitate pe termen lung: Durata de viață la oboseală ≥ 10⁷ cicluri de încărcare, stabilitate excelentă în funcționarea continuă la sarcina nominală, deriva anuală ≤ ±0,015%FS, potrivit pentru funcționare continuă pe termen lung în scenarii industriale.

2. Problemele Cheie Rezolvate

• Măsurare inexactă în condiții de sarcină excentrică: Pentru a remedia problema erorii excesive a senzorilor tradiționali în condițiile sarcinilor neaxiale, prin optimizarea transmiterii forței în structura tip spiță, eroarea la sarcina excentrică este controlată în limitele ±0,03%FS, rezolvând astfel problemele de precizie în scenarii precum excentricitatea silozurilor și impactul materialului.

• Dificultăți la instalare în spații restrânse: Datorită caracteristicilor sale structurale „scurt și gros” (diametru 50 - 200 mm, înălțime 20 - 80 mm), rezolvă problemele de adaptare la instalare în scenarii cu spațiu limitat, cum ar fi interiorul echipamentelor, instrumentele mici de cântărire și modulele integrate de cântărire, fără a necesita spațiu suplimentar redundant.

• Predispus la deteriorare în condiții de vibrații și impact : Distribuția tensiunilor la elastomerul de tip spiță este mai uniformă, iar rezistența la impact este îmbunătățită cu peste 30% în comparație cu senzorii de tip coloană, evitând eficient deformarea permanentă a senzorului în scenarii precum vibrațiile mecanice sau impactul datorat căderii materialelor, prelungind astfel durata sa de viață.

• Adaptabilitate insuficientă la multiple scenarii: Prin modernizarea materialelor (de exemplu, oțel inoxidabil 316L) și protecția sporită (IP68), se rezolvă problema coroziunii senzorilor în medii umede și corozive, cum ar fi prelucrarea alimentelor și dozarea chimicalelor, în timp ce modelul antiexploziv satisface cerințele de siguranță din scenariile inflamabile și explozive.

• Integrare și conectare sisteme laborioasă: Suportă mai multe tipuri de ieșire a semnalului și protocoale industriale larg răspândite, rezolvă problemele de compatibilitate cu PLC-uri de diferite mărci (de exemplu, Mitsubishi, Schneider) și cu instrumente de cântărire, reducând astfel investițiile în echipamente intermediare precum convertizorii de semnal.

3. experiența utilizatorului

• Comoditate la instalare: Găuri standardizate pentru montaj pe fața terminală și suprafețe de referință pentru poziționare, împreună cu garnituri de montaj dedicate și șuruburi de fixare, permit realizarea poziționării orizontale fără a fi necesare unelte profesionale de calibrare, iar o singură persoană poate finaliza instalarea și punerea în funcțiune a unui singur senzor în maxim 30 de minute.

• Funcționare și calibrare: Permite zerorizarea prin apăsarea unei taste și calibrarea în două puncte direct pe instrument, simplifică procesul de calibrare (necesitând doar mase etalon de 20% și 100% din sarcina nominală), iar modelul digital poate realiza calibrarea la distanță și configurarea parametrilor prin intermediul software-ului de pe calculatorul central, reducând astfel dificultatea operațiunilor.

• Costuri reduse de întreținere: Structura complet etanșată reduce pătrunderea prafului și a umidității, având o rată anuală medie de defectare ≤0,3%; blocul terminal adoptă un design anti-slăbire, iar interfața cablului are etanșare impermeabilă și anti-praf, necesitând doar curățare trimestrială și inspecție la punct zero în utilizarea zilnică, cu un volum redus de întreținere.

• Răspunsul datelor: Fluctuația datelor statice de cântărire ≤±0,005%FS, fără întârziere evidentă în scenariile quasi-dinamice; modelul digital are un modul integrat de diagnosticare a defecțiunilor care poate oferi feedback în timp real privind suprasarcina, deconectarea, temperatura anormală și alte stări, facilitând localizarea rapidă a problemelor.

• Compatibilitate și experiență: Este compatibil cu peste 95% dintre dispozitivele de control al cântăririi de pe piață, susține distribuirea automată a sarcinii atunci când mai mulți senzori sunt utilizați în paralel, fără nevoia de egalizatoare suplimentare; modelul inteligent poate fi conectat direct la platforma Internetului Industrial al Lucrurilor pentru monitorizarea remota a datelor.

4. Scenarii tipice de aplicare

1) Producția echipamentelor industriale de cântărire
• Cântare platformă și cântare de podea mici și mijlocii: Unități senzoriale principale pentru cântare platformă și cântare de podea de 1-50 t, cu o structură compactă potrivită pentru instalare internă în echipamente de cântărire și caracteristici anti-încărcare excentrică care asigură o precizie constantă în diferite poziții de cântărire (de exemplu, cântare platformă pentru stabilirea prețurilor în supermarketuri, cântare de podea pentru evidența schimburilor în ateliere).
• Echipamente de cântărire personalizate: Utilizate pentru cântare electronice antidetonante și cântare chimice rezistente la coroziune; materialul 316L + certificare antidetonantă poate satisface cerințele industiilor speciale, iar structura tip spiță se poate adapta la proiectările structurale diversificate ale echipamentelor de cântărire.

2) Echipamente pentru construcții și mașini de construcții
• Cântărirea încărcătorilor/excavatorilor: Instalat în sistemul hidraulic al cupelor, cântărește indirect prin detectarea presiunii hidraulice, structura tip spiță oferă o mare rezistență la vibrații și șocuri, se adaptează la mediile dificile de operare ale mașinilor de construcții, iar precizia poate atinge ±0,5%FS.
• Monitorizarea presiunii în susținerile hidraulice: Monitorizează rezistența la lucru a susținerilor hidraulice din minele de cărbune, utilizând senzori tip spiță cu protecție antiexplozivă și grad de protecție IP67, capabili să funcționeze stabil pe termen lung în medii prăfuite și umede, oferind suport de date pentru siguranța susținerilor.

3) Controlul proceselor industriale
• Cântărirea rezervoarelor/siloanelor mici și mijlocii de material: Cântărirea rezervoarelor de dozare și a siloanelor tampon în industria farmaceutică și alimentară, cu 4 senzori instalați simetric; caracteristica anti-încărcare excentrică rezolvă problema deplasării centrului de greutate al rezervorului de material și cooperează cu sistemul de control pentru a realiza o alimentare precisă.
• Cântărirea mașinilor de ambalare: Module de cântărire dinamică pentru mașini de ambalare a particulelor și mașini de umplere lichide, cu un timp de răspuns ≤8 ms pentru a satisface cerințele de ambalare rapidă, iar precizia este menținută în limitele ±0,1%FS pentru a asigura conformitatea cu metrologia ambalării.

4) Echipamente pentru testarea materialelor și cercetare științifică
• Mașini de încercare la tracțiune/compresiune: Măsurarea statică a valorii forței în testele de mecanică a materialelor; precizia de nivel C2 poate satisface necesitățile testărilor de cercetare științifică, iar structura tip spiță asigură o distribuție uniformă a efortului, garantând repetabilitatea și acuratețea datelor de testare.
• Echipamente pentru testarea la oboseală: Monitorizarea sarcinii în testarea la durata de viață la oboseală a componentelor, cu o durată de ciclu ≥10⁷ ori și proprietăți mecanice stabile, poate satisface nevoile experimentelor de testare pe termen lung.

5) Aplicații speciale în industrie
• Industria alimentară și farmaceutică: Senzori din oțel inoxidabil de calitate igienică 316L, cu tratament de lustruire a suprafeței (Ra ≤ 0,8μm), conformi cu standardele GMP, utilizați la cântărirea materiilor prime, dozarea produselor finite și alte procese, facilitând curățarea și dezinfectarea.
• Industria minieră și metalurgică: Senzori tip spiță pentru temperaturi înalte (temperatură de compensare -40°C~120°C), utilizați la echipamentele de sortare a minereului și la cântărirea jgărilor de furnal metalurgic, capabili să se adapteze la cerințele de utilizare în medii cu temperaturi înalte și prăfuite.

5. Instrucțiuni de utilizare (Ghid practic)

1) Procesul de instalare

• Pregătire: Curățați suprafața de instalare (asigurați-vă că este plană și fără bavuri, cu o eroare de planitate ≤0,05 mm/m), verificați aspectul senzorului (elastomerul să nu aibă deformații și cablul să fie intact) și verificați compatibilitatea specificațiilor șuruburilor de montaj cu senzorul.

• Poziționare și fixare: Așezați senzorul vertical pe baza de montare pentru a asigura transmiterea sarcinii axial, utilizați o cheie dinamometrică pentru strângerea acestuia conform cuplului indicat (se recomandă 15-40 N·m pentru senzori din oțel aliat, 10-30 N·m pentru cei din oțel inoxidabil) și evitați strângerea excesivă pentru a preveni deteriorarea elastomerului.

• Specificații cablare: Pentru semnale analogice, urmați principiul de cablare „roșu - alimentare +, negru - alimentare -, verde - semnal +, alb - semnal -”; pentru semnale digitale, conectați pinii corespunzător conform protocolului Modbus; cablarea trebuie să fie depărtată de surse puternice de interferențe electromagnetice (cum ar fi convertizoarele de frecvență și cablurile de înaltă tensiune), la o distanță ≥15 cm.

• Tratament protecție: La instalarea în medii exterioare sau umede, utilizați cutii de derivare impermeabile pentru a etanșa conexiunile cablurilor, iar pe părțile expuse ale senzorului pot fi montate capace anti-praf; în medii corozive, aplicați un strat special anticoroziv pe suprafețele care nu sunt supuse la efort mecanic.

2) Calibrare și reglare

• Calibrare zero: Pornește alimentarea și las-o în funcțiune timp de 20 minute pentru încălzire, execută comanda „calibrare zero” prin intermediul instrumentului de cântărire sau al calculatorului gazdă pentru a asigura că ieșirea la zero este în limitele ±0,002%FS, iar dacă abaterea este prea mare, verifică nivelmentul instalației.

• Calibrare sarcină: Așează în ordine mase etalon de 20% și 100% din sarcina nominală, înregistrează valorile semnalului de ieșire ale senzorului, corectează eroarea de liniaritate prin software-ul de calibrare și asigură-te că eroarea la fiecare punct de sarcină este ≤ valoarea admisă pentru clasa de precizie corespunzătoare (de exemplu, ≤±0,02%FS pentru clasa C3).

• Depanare dinamică: Într-un scenariu cuasi-dinamic, reglează parametrii de filtrare ai instrumentului (frecvență de filtrare 8-15 Hz), testează viteza de răspuns a senzorului și stabilitatea datelor și evită fluctuațiile semnalului cauzate de impactul materialului.

3) Întreținere curentă

• Inspecție periodică: Curățați praful și uleiul de pe suprafața senzorului lunar, verificați strângerea terminalelor cablurilor; efectuați calibrarea la zero o dată la șase luni și finalizați calibrarea completă a scalei și testele de performanță o dată pe an.

• Remedierea defecțiunilor: Dacă apare o derivație a datelor, verificați mai întâi tensiunea sursei de alimentare (stabilă între 10-30 V CC) și planitatea suprafeței de montare; dacă semnalul este anormal, verificați dacă cablul este deteriorat sau dacă celula de sarcină este suprasolicitată și deteriorată, înlocuind senzorul dacă este necesar.

6. Metodă de selecție (potrivire precisă a cerințelor)

1) Determinarea parametrilor principali

• Alegerea domeniului: Selectați un model cu un domeniu de 1,3 - 1,6 ori sarcina maximă reală (de exemplu, pentru o sarcină maximă de 10 t, se poate selecta un senzor de 13 - 16 t), lăsând un joc suficient pentru suprasarcină pentru a evita deteriorarea din cauza sarcinilor de impact.

• Clasa de precizie: Pentru metrologia industrială, selectați clasa C3 (eroare ≤ ±0,02%FS); pentru testarea în cercetarea științifică, selectați clasa C2 (eroare ≤ ±0,01%FS); pentru monitorizare generală, selectați clasa C6 (eroare ≤ ±0,03%FS).

• Tip semnal: Pentru sistemele tradiționale de control, selectați semnale analogice (4 - 20mA); pentru sistemele inteligente IoT, selectați semnale digitale (RS485); pentru utilaje de construcții, selectați modele cu protocolul CANopen.

2) Selectare în funcție de adaptabilitatea la mediu

• Temperatură: Pentru scenarii normale (-30°C ~ 60°C), selectați modele obișnuite; pentru scenarii cu temperaturi înalte (60°C ~ 120°C), selectați modele cu compensare la temperatură înaltă; pentru scenarii cu temperaturi joase (-50°C ~ -30°C), selectați modele rezistente la frig.

• Mediul: Pentru medii uscate, selectați oțel aliat; pentru medii umede/ușor corozive, selectați oțel inoxidabil 304; pentru medii puternic corozive (soluții acido-bazice), selectați materiale din oțel inoxidabil 316L sau Hastelloy.

• Clasă de protecție: Pentru medii interioare uscate, ≥IP66; pentru medii exterioare/umede, ≥IP67; pentru medii subacvatice sau cu praf intens, ≥IP68.

3) Instalare și compatibilitate cu sistemul

• Metodă de instalare: Pentru spații înguste, selectați conexiuni cu șuruburi pe fața terminală; pentru scenarii cu sarcină mare, selectați conexiuni cu flanșă; dacă există o sarcină excentrică evidentă, preferați modele îmbunătățite cu eroare de sarcină excentrică ≤ ±0,01%FS.

• Compatibilitate: Asigurați-vă că semnalul senzorului corespunde Protocolului de Comunicație al instrumentului/PLC existent. Atunci când mai mulți senzori sunt utilizați în combinație, selectați modele digitale care să permită codificarea adreselor pentru a evita conflictele de semnal. 4) Confirmarea Cerințelor Suplimentare

• Cerințe de Certificare: Pentru scenariile cu risc de explozie sunt necesare certificate corespunzătoare pentru tipul de protecție (de exemplu, Ex d I pentru minele de cărbune, Ex ia IIC T6 pentru industria chimică), pentru industria alimentară sunt necesare certificate FDA/GMP, iar pentru aplicații de metrologie este necesară certificarea CMC.

• Funcții speciale: Pentru cântărirea dinamică, selectați modelele cu un timp de răspuns ≤ 5 ms; pentru monitorizarea la distanță, selectați modelele inteligente cu module wireless LoRa/NB-IoT; pentru scenariile cu temperaturi înalte, selectați modelele speciale cu cipuri de compensare a temperaturii.

Rezumat

Senzorul de cântărire de tip spiță are avantajele principale ale „unei rezistențe mari la încărcarea excentrică, o structură compactă și o stabilitate ridicată”, ceea ce rezolvă problema cântăririi precise în condiții de sarcină medie și scăzută, spațiu limitat și încărcare excentrică. Experiența utilizatorului se concentrează asupra instalării ușoare, întreținerii fără griji și a datelor fiabile. La alegerea acestuia, trebuie acordată prioritate celor patru cerințe principale: domeniul de măsurare, precizia, spațiul de instalare și mediul, combinându-se apoi compatibilitatea cu sistemul și deciziile privind funcțiile suplimentare. În timpul utilizării, trebuie urmat strict principiul instalării cu forță axială și procedurile de calibrare periodică, pentru a asigura o funcționare stabilă pe termen lung. Este potrivit pentru domenii precum cântarele industriale, utilajele de construcții, controlul proceselor etc., reprezentând o soluție ideală de senzor de cântărire pentru sarcini medii și scăzute, precum și pentru scenarii speciale de instalare.

Afişare detaliată

Parametrii