Колонная тензометрическая нагрузочная втулка CZL425H

Введение в продукт

Столбец датчиков веса являются чувствительными к силе компонентами, основанными на принципе тензометрического измерения. Они создают деформацию путем изменения формы цилиндрического упругого тела под действием силы, которая затем преобразуется тензометрическим датчиком в электрический сигнал. Отличаются высокой жесткостью, сильной устойчивостью к помехам и широко используются в средних и тяжелых условиях взвешивания. Ниже приведены подробные сведения по основным параметрам для удовлетворения потребностей продукт выбора, технической оценки и подготовки решений:

1. Характеристики и функции изделия

Основные характеристики

• Конструктивный дизайн: Цилиндрический упругий элемент (диаметр 10–100 мм, опционально), конструкция с высокой жесткостью (высокая собственная частота), высокая устойчивость к внецентренной нагрузке/боковой силе (обычно способна выдерживать боковые силы ±5%–±10% от номинальной нагрузки) и хорошее равномерное распределение усилия.

• Точность работы: Высокий класс точности (обычно C3, C6, в некоторых высококлассных моделях достигает C1), погрешность нелинейности ≤±0,01%FS, погрешность воспроизводимости ≤±0,005%FS и незначительный дрейф нуля (≤±0,002%FS/℃).

• Материалы и защита: Варианты эластомерных материалов включают легированную сталь (экономичная версия, предел текучести ≥800 МПа) или нержавеющую сталь (304/316L, устойчивую к коррозии), возможна степень защиты IP67/IP68, подходит для влажных, пыльных и слабоагрессивных сред.

• Совместимость по установке: Оба конца имеют резьбу (M12–M60) или фланцевое соединение, компактное место установки, подходит для измерения вертикальных/осевых усилий; возможно параллельное подключение нескольких датчиков для создания весов (поддержка одновременной работы 4–8 датчиков).

Основные функции

• Измерение силы/веса: Поддержка статического/динамического взвешивания (время динамического отклика ≤ 5 мс), широкий диапазон измерений (1 т – 500 т, в некоторых индивидуальных моделях — до 1000 т).

• Выходный сигнал: Предоставляет аналоговые сигналы (4 - 20 мА, 0 - 10 В) или цифровые сигналы (RS485/Modbus, HART), совместимые с основными измерительными приборами, ПЛК и системами DCS.

• Дополнительные функции: Некоторые модели оснащены компенсацией температуры (диапазон компенсации -20 °C - 80 °C), защитой от перегрузки (150% - 200% от номинальной нагрузки), сертификацией на взрывозащищенность (Ex ia IIC T6) и защитой от молний.

• Долгосрочная надежность: Длительный срок службы при циклических нагрузках (≥ 10⁶ циклов нагружения), хорошая стабильность нуля и годовой дрейф ≤ ±0,01% НВ.

2. Основные решаемые проблемы

•Недостаточная точность измерений: Для устранения проблем, связанных с плохой устойчивостью к внецентренной нагрузке и большим разбросом данных в традиционных датчиках, применяется высокожесткая конструкция и точная технология наклеивания тензодатчиков, что обеспечивает погрешность измерения ≤ ±0,02% НВ в условиях внецентренной нагрузки.

•Плохая адаптация к жестким условиям окружающей среды: Материал из нержавеющей стали + конструкция с защитой IP68 решают проблемы повреждения датчиков и смещения сигнала в условиях влажности, пыли, кислотно-щелочной коррозии (например, в химических резервуарах и наружных весоизмерительных приборах).

•Ограничения при установке и по пространству: Компактная цилиндрическая конструкция + гибкий способ подключения решают проблемы ограниченного монтажного пространства и сложностей с направлением осевых усилий в крупном оборудовании (например, в реакторах и кранах).

•Стабильность измерения при больших нагрузках: Высокопрочный упругий элемент + конструкция с защитой от перегрузки предотвращают необратимую деформацию датчиков в условиях средних и высоких нагрузок (например, в автомобильных весах и системах взвешивания контейнеров в портах), обеспечивая долгосрочную надёжность измерений.

•Проблемы совместимости системы: Доступны различные режимы выходного сигнала, чтобы решить трудности подключения к различным системам управления (например, к ПЛК Siemens и сенсорным панелям Kunlun Tongtai), что исключает необходимость использования дополнительных преобразователей сигналов.

3. пользовательский опыт

•Удобство установки: Стандартизированные резьбовые/фланцевые соединения в комплекте с монтажными ключами и установочными штифтами позволяют производить установку одним человеком; в нижней части предусмотрены отверстия для горизонтальной регулировки, что упрощает калибровку направления усилия.

• Работа и калибровка: Нулевая калибровка проста (сброс на ноль одной кнопкой через измеритель), поддерживается калибровка с использованием эталонных грузов (процесс калибровки ≤ 10 минут), а некоторые цифровые модели могут быть откалиброваны дистанционно с помощью программного обеспечения.

• Низкие эксплуатационные расходы: Герметичная конструкция исключает необходимость частого технического обслуживания; тензодатчики покрыты влагозащитным материалом, что обеспечивает низкий уровень отказов (среднегодовой показатель отказов ≤ 0,5%); легко заменяемые детали (например, клеммные колодки) можно заменять по отдельности.

• Обратная связь по данным: Быстрый отклик сигнала, отсутствие задержки данных в динамических режимах взвешивания; цифровые модели оснащены встроенными функциями диагностики неисправностей (например, сигнализация перегрузки, оповещение о неисправности проводки) для быстрого устранения неполадок.

• Опыт совместимости: Совместимо более чем с 90% весоизмерительных приборов и систем управления на рынке, нет необходимости в изменении аппаратных интерфейсов, подключай и работай; поддерживает параллельное подключение нескольких датчиков с автоматическим распределением нагрузки.

4. Типовые сценарии использования

1) Промышленные взвешивания и метрология

• Взвешивание силосов/резервуаров: контроль массы силосов для порошков/жидкостей в химической и строительной отраслях, поддержка управления уровнем и учёта запасов (обычно используется 4 датчика, установленных симметрично).

• Автомобильные и железнодорожные весы: взвешивание автомобильных и железнодорожных грузов, грузоподъёмность одного датчика — 50–200 т, несколько датчиков подключаются параллельно для формирования взвешивающей платформы (например, 100-тонные автомобильные весы обычно используют 4 датчика по 25 т).

• Взвешивание реакторов: контроль массы реакторов в фармацевтической и химической промышленности в реальном времени, взаимодействие с системой управления для точного дозирования компонентов (требуются взрывозащищённые датчики).

2) Интеграция в станки и оборудование

• Защита от перегрузки кранов/мостовых кранов: контроль грузоподъемности кранов в портах и на заводах, срабатывание сигнала тревоги при превышении нагрузкой номинального значения (требуются модели с виброустойчивостью и быстрым откликом).

• Пресс/испытательная машина: измерение давления/растягивающего усилия при испытаниях механических свойств материалов, требуется высокая точность (класс C1) и высокий динамический отклик (≤3 мс).

• Строительная техника: дозирование и взвешивание на бетонных заводах и защита от перегрузки башенных кранов, подходит для использования в уличных условиях с повышенной влажностью и вибрацией (степень защиты ≥IP67).

3) Производство весоизмерительных приборов

• Основные компоненты настольных и напольных весов: основные измерительные элементы малых и средних настольных весов (1–5 т) и крупных напольных весов (50–500 т), требуется высокая стабильность (погрешность нескольких датчиков ≤±0,01% от предела измерений).

• Индивидуальные весоизмерительные приборы: например, взрывозащищенные электронные весы и промышленные весы, устойчивые к коррозии, с использованием материалов из нержавеющей стали и датчиков, сертифицированных на взрывозащиту, подходят для нужд особых отраслей промышленности.

4) Другие специальные сценарии

• Пищевая/фармацевтическая промышленность: гигиенические датчики из нержавеющей стали (материал 316L, полированная поверхность), используемые для взвешивания сырья и дозирования готовой продукции, соответствуют стандартам GMP.

• Горнодобывающая/металлургическая промышленность: индивидуальные модели для высокотемпературных условий (≤120 °C), применяемые для взвешивания руды в бункерах и контроля веса металлургических печей (требуется функция компенсации высоких температур).

5. Инструкции по использованию (практическое руководство)

1) Процесс установки

• Подготовка: Очистите поверхность установки (убедитесь, что она ровная, без масла, с погрешностью плоскостности ≤0,1 мм/м) и проверьте внешний вид датчика (отсутствие деформаций, целостность клеммных блоков). • Установка и фиксация: Устанавливайте датчик вертикально в точке нагрузки, чтобы обеспечить осевую передачу нагрузки (избегайте боковых усилий); используйте динамометрический ключ для затяжки с указанным моментом (рекомендуемый момент — 20–50 Н·м для датчиков из легированной стали, 15–30 Н·м для нержавеющей стали).

• Требования к подключению проводов: Для аналоговых сигналов (красный — питание +, чёрный — питание -, зелёный — сигнал +, белый — сигнал -), для цифровых сигналов подключайте согласно протоколу Modbus; при прокладке проводов держитесь на расстоянии от высоковольтных линий (≥10 см), чтобы избежать электромагнитных помех.

• Защитная обработка: При установке на открытом воздухе добавьте защитный кожух от дождя и герметизируйте соединения проводов с помощью водонепроницаемых разъёмов; в агрессивных средах нанесите антикоррозийное покрытие на поверхность датчика.

2) Калибровка и наладка

• Калибровка нуля: включите питание и прогрейте в течение 30 минут, нажмите кнопку «ноль» на приборе, чтобы убедиться, что нулевой выход находится в пределах ±0,001% от полной шкалы.

• Калибровка нагрузки: установите стандартные гири (рекомендуется 50% и 100% от номинальной нагрузки), зафиксируйте показания прибора и скорректируйте погрешность с помощью прибора или программного обеспечения (погрешность должна быть ≤ допустимой погрешности, соответствующей классу точности).

• Динамическая настройка: в условиях динамического взвешивания проверьте время отклика датчика, отрегулируйте параметры фильтрации прибора (обычно частота фильтрации составляет 5–10 Гц), чтобы избежать колебаний данных.

3) Техническое обслуживание

• Регулярный осмотр: ежемесячно очищайте поверхность датчика, проверяйте надежность подключения проводов; раз в квартал выполняйте калибровку нулевой точки, а раз в год — полную калибровку.

• Обработка неисправностей: при возникновении смещения данных проверьте напряжение питания (должно быть стабильным в диапазоне 12–24 В постоянного тока); если выходного сигнала нет, проверьте правильность подключения проводов и не перегружен ли датчик и поврежден ли он.

6. Метод выбора (точное соответствие требованиям)

1) Определение основных параметров

• Выбор диапазона: выберите модель с диапазоном измерения в 1,2 – 1,5 раза больше максимальной фактической нагрузки (например, при максимальной нагрузке 50 т можно выбрать датчик на 60 – 75 т), оставив запас по перегрузке.

• Класс точности: для промышленных измерений выбирайте класс C3 (погрешность ≤ ±0,02 % от предела измерения); для лабораторных испытаний — класс C1 (погрешность ≤ ±0,01 % от предела измерения); для общего контроля — класс C6 (погрешность ≤ ±0,03 % от предела измерения).

• Тип сигнала: аналоговые сигналы (4 – 20 мА) подходят для традиционных приборов, а цифровые сигналы (RS485) — для интеллектуальных систем управления и поддерживают удалённый мониторинг.

2) Выбор по устойчивости к условиям окружающей среды

• Температура: для нормальных условий (-20 °C – 60 °C) выберите стандартную модель; для высокотемпературных условий (60 °C – 120 °C) — модель с компенсацией высокой температуры; для низкотемпературных условий (-40 °C – -20 °C) — морозостойкую модель.

• Среда: для сухих условий выберите легированную сталь; для влажных/агрессивных сред — нержавеющую сталь 304/316L; для сильно агрессивных сред (например, кислотно-щелочные растворы) — Хастеллой.

• Степень защиты: для наружной установки/влажных условий — не менее IP67; для подводной установки или запылённых сред — не менее IP68.

3) Монтаж и совместимость с системой

• Способ монтажа: при ограниченном пространстве выбирайте резьбовое соединение; при больших нагрузках — фланцевое соединение; при наличии риска внецентренной нагрузки выбирайте модель с конструкцией, защищённой от внецентренной нагрузки (ошибка внецентренной нагрузки ≤ ±0,01 %FS).

• Совместимость: Убедитесь, что выходной сигнал датчика соответствует существующим приборам/ПЛК; если необходимо параллельное подключение нескольких датчиков, выберите цифровую модель с поддержкой установки адреса.

4) Подтверждение дополнительных требований

• Требования к сертификации: для взрывозащищённого исполнения требуется сертификат Ex ia IIC T6; для пищевой промышленности — сертификаты FDA/GMP; для метрологических применений — сертификат CMC (Свидетельство об утверждении типа средств измерений).

• Специальные функции: для динамического взвешивания выберите модель с временем отклика ≤ 5 мс; для удалённого мониторинга — интеллектуальную модель с беспроводной передачей данных (LoRa/NB-IoT).

РЕЗЮМЕ

Датчики нагрузки колонного типа отличаются «высокой жесткостью, устойчивостью к помехам и широким диапазоном» — это их основные преимущества, которые в первую очередь решают такие задачи, как точное взвешивание, адаптация к тяжелым условиям эксплуатации и совместимость с системой в сценариях средних и высоких нагрузок. Опыт пользователя сосредоточен на простоте установки, легком обслуживании и стабильности данных. При выборе датчика нагрузки необходимо сначала определить три ключевых требования: диапазон, точность и условия эксплуатации, а затем принимать решение с учетом способа монтажа и совместимости с системой; в процессе эксплуатации необходимо строго соблюдать принципы осевой установки силы и регулярной калибровки для обеспечения долгосрочной надежности. Они подходят для таких областей, как промышленная метрология, механическая интеграция и производство весоизмерительных приборов, и являются предпочтительным типом датчиков для сценариев взвешивания средних и высоких нагрузок.

Детальное отображение

Параметры