Цилиндрический тензометрический датчик CZL425

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 продукта

Основные характеристики

• Конструктивное исполнение: Цилиндрическое упругое тело (диаметр 10–100 мм, опционально), конструкция с высокой жесткостью (высокая собственная частота), высокая устойчивость к эксцентричной нагрузке/боковой силе (обычно способна выдерживать боковые силы в пределах ±5% – ±10% от номинальной нагрузки) и хорошая равномерность передачи усилия.

• Высокая точность: Высокий класс точности (обычно C3, C6, в некоторых высококлассных моделях достигает C1), нелинейная погрешность ≤ ±0,01%НВ, погрешность воспроизводимости ≤ ±0,005%НВ, незначительный дрейф нуля (≤ ±0,002%НВ/℃).

• Материал и защита: Материал упругого тела может быть выбран из легированной стали (экономичная версия, предел текучести ≥ 800 МПа) или нержавеющей стали (304/316L, коррозионностойкая), возможна степень защиты IP67/IP68, подходит для влажных, пыльных и слабоагрессивных сред.

• Совместимость с установкой: Оба конца с резьбой (M12 - M60) или фланцевое соединение, компактное место установки, подходит для вертикальных/осевых нагрузок, несколько устройств могут быть подключены параллельно для создания весов (поддержка 4 - 8 датчиков, работающих синхронно).

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).

• Выходной 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℃ ~ 80℃), защитой от перегрузки (150% - 200% от номинальной нагрузки), сертификацией на взрывозащиту (Ex ia IIC T6) и защитой от молний.

• Долговечность: Долгий срок службы при циклических нагрузках (≥ 10⁶ циклов), хорошая стабильность нуля и годовой дрейф ≤ ±0,01% от предела измерений.

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 IP68 решают проблемы повреждения датчиков и дрейфа сигнала в условиях влажности, пыли и коррозии кислотами и щелочами (например, в химических силосах и наружных весоизмерительных устройствах).

• Ограничения по монтажу и занимаемому пространству: Компактная цилиндрическая конструкция и гибкие способы подключения решают проблемы ограниченного монтажного пространства и сложностей с передачей осевых нагрузок 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 устраняет трудности при подключении к разным 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, а также комплект монтажных ключей и фиксирующих штифтов позволяют одному человеку выполнить установку; в нижней части предусмотрены отверстия для горизонтальной регулировки, что упрощает калибровку направления приложения усилия.

• Эксплуатация и калибровка: Нулевая калибровка проста (сброс к нулю одной кнопкой через прибор), поддерживается калибровка с использованием эталонных грузов (процесс калибровки ≤10 минут), а некоторые цифровые модели могут калиброваться дистанционно с помощью программного обеспечения.

• Низкая стоимость обслуживания: Конструкция герметичного типа устраняет необходимость частого технического обслуживания; тензодатчики покрыты влагозащитным покрытием, что обеспечивает низкий уровень отказов (среднегодовой показатель отказов ≤0,5%); легко заменяемые детали (например, клеммные блоки) можно заменять по отдельности.

• Обратная связь по данным: Быстрый отклик сигнала, отсутствие задержки данных в динамических условиях взвешивания; цифровые модели оснащены встроенными функциями диагностики неисправностей (например, сигнализация перегрузки и подсказки при неправильном подключении), что упрощает и ускоряет 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 порошковых/жидких материалов в химической промышленности и строительных материалах, поддержка управления уровнем и учёта запасов (обычно с установкой 4 датчиков 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 машин и оборудования

• Защита кранов/мостовых кранов от перегрузки: контроль грузоподъёмности кранов в портах и на производственных предприятиях, срабатывание сигнала при превышении номинальной нагрузки (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: гигиенические датчики из нержавеющей стали (материал 316L, полированная поверхность), используемые для взвешивания сырья и дозирования готовой продукции, соответствуют стандартам GMP.

• Горнодобывающая/металлургическая промышленность: специальные модели для высокотемпературных условий (≤120 °C), используемые для взвешивания рудных бункеров и контроля массы металлургических печей (требуется функция компенсации высокой температуры).

5. Инструкции по использованию (практическое руководство)

1) Процесс установки

• Подготовка: очистите поверхность монтажа (убедитесь, что она ровная, без масляных пятен, погрешность плоскостности ≤0,1 мм/м), проверьте внешний вид датчика (отсутствие деформаций, целостность клеммных блоков).

• Установка и фиксация: устанавливайте датчик вертикально в точке приложения нагрузки, чтобы обеспечить осевую передачу усилия (избегайте боковых нагрузок); затягивайте его динамометрическим ключом с заданным моментом (рекомендуется 20–50 Н·м для датчиков из легированной стали, 15–30 Н·м для 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 подальше от силовых линий (≥10 см), чтобы избежать 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 грузы (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.

• 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 учетом 1,2–1,5-кратной фактической максимальной нагрузки (например, при максимальной нагрузке 50 т можно выбрать датчик на 60–75 т), оставляя запас на перегрузку.

• 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: аналоговый сигнал (4–20 мА) подходит для традиционных приборов, а цифровой сигнал (RS485) — для интеллектуальных систем управления, поддерживает удаленный мониторинг.

2) Выбор по устойчивости к условиям окружающей среды

• Температура: для нормальных условий (-20 °C – 60 °C) выберите обычную модель; для высоких температур (60 °C – 120 °C) выберите модель с компенсацией высокой температуры; для низких температур (-40 °C – -20 °C) выберите 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) выберите материал Хастеллой.

• Степень защиты: для наружного применения/влажных условий — ≥IP67; для подводного применения или запыленных сред — ≥IP68.

3) Установка и совместимость системы

• Метод 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 (ошибка внецентренности ≤ ±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 взрывозащищённых исполнений требуется сертификация Ex ia IIC T6; для пищевой промышленности требуется сертификация FDA/GMP; для метрологических применений требуется сертификат CMC (Свидетельство о типовом одобрении 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 основными преимуществами: «высокая жесткость, устойчивость к помехам и широкий диапазон», которые в основном решают задачи точного взвешивания, адаптации к тяжелым условиям эксплуатации и совместимости системы в сценариях средних и высоких нагрузок. Пользовательский опыт сосредоточен на простоте установки, легком обслуживании и стабильности данных. При выборе датчика нагрузки 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 и регулярной калибровки для обеспечения долгосрочной надежности. Подходит для таких областей, как промышленная метрология, механическая интеграция и производство весоизмерительных приборов, и является предпочтительным типом датчика для сценариев взвешивания при средних и высоких нагрузках.

Детальное отображение

Параметры