Цилиндрический тензодатчик CZL110

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 эластомер (диаметр 10–100 мм, опционально), конструкция с высокой жесткостью (высокая собственная частота), высокая устойчивость к внецентренной нагрузке и боковым силам (обычно способны выдерживать боковые силы ±5% – ±10% от номинальной нагрузки), хорошая равномерность передачи усилия.
• Точность работы: Высокий класс точности (обычно C3, C6, некоторые модели премиум-класса достигают C1), погрешность нелинейности ≤ ±0,01%НВ, погрешность воспроизводимости ≤ ±0,005%НВ, незначительный дрейф нуля (≤ ±0,002%НВ/℃).
• Материалы и защита: Эластомерный материал может быть выбран из легированной стали (экономичная модель, предел текучести ≥800 МПа) или нержавеющей стали (304/316L, устойчив к коррозии), степень защиты IP67/IP68 — опционально, подходит для влажных, пыльных и слабоагрессивных сред. • Совместимость по монтажу: оба конца с резьбой (M12 – M60) или фланцевые соединения, компактное место установки, подходит для вертикальных/осевых нагрузок, несколько датчиков могут подключаться параллельно для формирования весов (поддерживает одновременную работу 4–8 датчиков).

Основная функция

• Измерение силы/веса: Поддерживает статическое/динамическое взвешивание (время динамического отклика ≤ 5 мс), широкий диапазон (от 1 т до 500 т, некоторые индивидуальные модели могут достигать 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 температурной компенсацией (диапазон компенсации от -20 °C до +80 °C), защитой от перегрузки (150% – 200% от номинальной нагрузки), сертификатом взрывозащиты (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 измерения: Для устранения проблем слабой устойчивости к внецентренной нагрузке и сильных колебаний данных в традиционных датчиках применяется конструкция с высокой жесткостью и точная технология наклеивания тензометрических датчиков, что обеспечивает погрешность измерения при внецентренной нагрузке ≤±0,02% от предела измерения.

• Слабая адаптация к жестким условиям эксплуатации: Конструкция из нержавеющей стали и защита по классу IP68 решают проблемы повреждения датчиков и дрейфа сигналов в условиях повышенной влажности, пыли и кислотно-щелочной коррозии (например, в химических силосах и наружном весоизмерительном оборудовании).

• Ограничения по монтажу и занимаемому 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 при измерении больших нагрузок: 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, что решает проблему подключения к различным системам управления (например, к ПЛК Siemens и сенсорным панелям Kunlun Tongtai) без необходимости использования дополнительных преобразователей сигналов.

3. пользовательский опыт

• Удобство монтажа: Стандартизированные резьбовые/фланцевые соединения, оснащенные монтажными ключами и установочными штифтами, позволяют одному человеку выполнить установку; в нижней части предусмотрены отверстия для горизонтальной регулировки, что обеспечивает удобную калибровку направления усилия.

• Эксплуатация 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.

• Низкая стоимость обслуживания: Герметичная конструкция исключает необходимость частого технического обслуживания; тензодатчики покрыты влагозащитным материалом, что обеспечивает низкий уровень отказов (среднегодовая частота отказов ≤ 0,5%); уязвимые компоненты (например, клеммные блоки) можно заменять по отдельности.

• Обратная связь по данным: Быстрый отклик сигнала, отсутствие задержки данных в динамических сценариях взвешивания; цифровые модели оснащены встроенными функциями диагностики неисправностей (например, сигнал перегрузки, подсказка о неисправности подключения проводов), что облегчает быстрое устранение 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 применения

1) Промышленное взвешивание 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 с возможностью одного датчика 50–200 т, несколько датчиков подключаются параллельно для формирования платформы взвешивания (например, автомобильные весы на 100 т обычно используют 4 датчика по 25 т)

• Взвешивание реакторов: мониторинг массы реакторов в фармацевтической и химической промышленности в реальном времени, взаимодействие с системой управления для достижения точного контроля подачи материалов (требуются взрывозащищённые датчики)

2) Интеграция машин и оборудования

• 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: взвешивание компонентов на бетонных заводах и защита от перегрузки башенных кранов, подходит для наружного использования в условиях повышенной влажности и вибрации (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, для удовлетворения потребностей особых отраслей.

4) Другие специальные сценарии

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

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

5) Руководство по эксплуатации (практическое руководство)

1) Процесс установки

• Подготовка: очистите монтажную поверхность (убедитесь, что она ровная, без масла, погрешность плоскостности ≤0,1 мм/м), проверьте внешний вид датчика (отсутствие деформаций, целостность клемм подключения).

• Установка и фиксация: устанавливайте датчик вертикально в точке приложения нагрузки, чтобы обеспечить передачу нагрузки по оси (избегайте боковых усилий); затягивайте его динамометрическим ключом с указанным моментом (рекомендуемый момент — 20–50 Н·м для датчиков из легированной стали и 15–30 Н·м для датчиков из нержавеющей стали).

• Подключение проводов: для аналоговых сигналов (красный — питание +, чёрный — питание –, зелёный — сигнал +, белый — сигнал –) подключайте цифровые сигналы в соответствии с протоколом Modbus; располагайте провода на расстоянии не менее 10 см от силовых кабелей во избежание электромагнитных помех.

• Защитная обработка: при установке на открытом воздухе используйте защитный кожух от дождя, а соединения проводов герметизируйте с помощью водонепроницаемых разъёмов; в агрессивной среде наносите 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 индикатора и скорректируйте погрешность с помощью индикатора или программного обеспечения (погрешность должна быть ≤ допустимой погрешности, соответствующей классу точности).

• Динамическая настройка: в условиях динамического взвешивания проверьте время отклика датчика, отрегулируйте параметры фильтрации индикатора (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.

• Устранение неисправностей: при возникновении дрейфа данных проверьте напряжение питания (оно должно быть стабильным в диапазоне 12–24 В постоянного тока); при отсутствии выходного сигнала проверьте правильность подключения проводов или перегрузку и повреждение датчика.

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 наружных/влажных условий ≥IP67; для подводных или запыленных условий ≥IP68.

3) Установка и совместимость системы

• Способ установки: при ограниченном пространстве выберите резьбовое соединение; при больших нагрузках — фланцевое соединение; если существует риск внецентренной нагрузки, выберите модель с конструкцией, защищенной от внецентренной нагрузки (погрешность 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 взрывоопасных условий требуется сертификат Ex ia IIC T6; для пищевой промышленности — сертификат 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 удаленного мониторинга — интеллектуальную модель с беспроводной передачей данных (LoRa/NB-IoT).

РЕЗЮМЕ

Датчики нагрузки колонного типа обладают «высокой жесткостью, устойчивостью к помехам и широким диапазоном» в качестве основных преимуществ, в основном решая такие задачи, как точное взвешивание, адаптация к тяжелым условиям эксплуатации и совместимость системы в сценариях средних и высоких нагрузок. Опыт пользователя ориентирован на простоту установки, легкое обслуживание и стабильность данных. При выборе необходимо сначала четко 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 нагрузки и регулярной калибровки для обеспечения долгосрочной надежности. Подходит для областей промышленной метрологии, механической интеграции, производства весоизмерительных приборов и других отраслей, является предпочтительным типом датчиков для сценариев взвешивания при средних и высоких нагрузках.

Детальное отображение

Параметры