Nosníkový snímač váhy CZL803KB

Nosníkový snímač záťaže je silovo citlivý snímací prvok založený na princípe odporu proti deformácii, ktorého jadrovou štruktúrou je pružné teleso v tvare nosníka s jedným pevným a druhým voľným koncom. Pri pôsobení sily ohybová deformácia nosníka spôsobí zmenu odporu tenzometra, ktorá sa následne prevodí na štandardizovaný elektrický signál. Kombinuje výhody ako stredná nosnosť, flexibilný inštalačný priestor a vysoká odolnosť voči nárazom a používa sa najmä v aplikáciách so strednými a nízkymi zaťaženiami, napríklad priemyselné zásobníky materiálov, platformové váhy a pásikové váhy. Nasledujúce podrobnosti sú uvedené z hľadiska kľúčových rozmerov, aby vyhovovali požiadavkám produkt výberu, technického hodnotenia a tvorby riešení:

1. Vlastnosti produktu a kľúčové funkcie

Hlavné funkcie

1)Štrukturálny dizajn: Používa integrovanú konzolovú nosníkovú konštrukciu (hrúbka nosníka 8-50 mm, dĺžka 50-300 mm) s viacerými sadami montážnych otvorov na pevnom konci za účelom zvýšenia stability. Napätie na zaťaženom konci je koncentrované v strednej časti nosníka, čo umožňuje meranie zvisle pôsobiacej bodovej záťaže, s vynikajúcou odolnosťou voči nárazom (schopný odolať okamžitému nárazu 200 % - 300 % menovitej záťaže) a vysokou účinnosťou prenosu napätia.

2) Presnosť výkonu: Trieda presnosti pokrýva rozsah C3-C6, pričom najbežnejšie modely dosahujú triedu C3. Chyba nelinearity ≤±0,02 % FS, chyba opakovateľnosti ≤±0,01 % FS, drift nuly ≤±0,003 % FS/℃, stabilita presnosti je lepšia v porovnaní s podobnými snímačmi v strednom rozsahu 50 kg - 5 t.

3) Materiály a ochrana: Elastické telo bežne používa legovanú oceľ (Q235, 40CrNiMoA) alebo nerezovú oceľ 304/316L, pričom povrch je upravený piaskovaním a odstránením hrdze + nikelovanie (legovaná oceľ) alebo pasivácia (nerezová oceľ); ochranná trieda je zvyčajne IP66/IP67 a pri priemyselných ťažkých modeloch až IP68, vhodné pre zložité priemyselné prostredia, ako sú prach a vlhkosť.

4) Kompatibilita inštalácie: Pevný koniec podporuje skrutkové upevnenie alebo zváranie a zaťažený koniec možno pripojiť cez závit, príruby alebo tlačidlá, vhodné pre viacpolohovú inštaláciu na spodnej, bočnej atď. strane zariadenia. Jednotky je možné použiť samostatne alebo paralelne viac kusov, čo zabezpečuje vysokú flexibilitu kombinácie.

Základné funkcie

1) Meranie sily stredného rozsahu: Zameriava sa na statické/kvázi-dynamické váženie stredných a nízkych zaťažení (doba odozvy ≤7 ms), s rozsahom od 50 kg do 20 t. Bežné aplikácie sa koncentrujú do rozsahu 1 t – 10 t a niektoré ťažké modely možno rozšíriť až na 50 t, čím sa pokryjú potreby väčšiny priemyselných scenárov so stredným zaťažením.

2) Štandardizovaný výstup signálu: Poskytuje analógové signály (4-20 mA, 0-5 V, 0-10 V) a digitálne signály (RS485/Modbus RTU), niektoré priemyselné modely navyše podporujú protokol HART, čo umožňuje priame pripojenie k PLC, DCS a systémom riadenia váženia bez dodatočných modulov na úpravu signálu.

3) Funkcia ochrany bezpečnosti: Integruje kompenzáciu teploty v širokom rozsahu teplôt (-20 ℃ ~ 80 ℃), má ochranu proti preťaženiu (150 % - 250 % menovitej záťaže, až 300 % u modelov z ocele), výbušno-bezpečné modely sú certifikované podľa Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6 a niektoré modely obsahujú konektory chránené proti vytrhnutiu káblov.

4) Dlhodobá spoľahlivosť: Únavová životnosť ≥10⁶ cyklov záťaže, s ročným driftom ≤±0,015 % FS pri menovitej záťaži, vhodné pre scenáre dlhodobého nepretržitého prevádzkovania, ako sú priemyselné výrobné linky a monitorovanie zásobníkov materiálov.

2. Riešené kľúčové problémy

1) Obtiažna inštalácia zariadenia na okraji: Riešenie obmedzenia tradičných snímačov, ktoré vyžadujú symetrickú inštaláciu. Konzolová konštrukcia s „pevne upevneným jedným koncom“ sa môže priamo inštalovať na spodný okraj zariadenia alebo na stranu nosníka, čím sa vyrieši problém nedostatku inštalačného priestoru v strede zariadení, ako sú sila alebo platformové váhy.

2) Meranie stredného rozsahu koncentrovanej záťaže: V strednom rozsahu 1t - 10t sa optimalizovaným návrhom namáhania nosníka dosahuje chyba merania koncentrovanej záťaže v rozmedzí ±0,02 % FS, čo spĺňa požiadavky na presnosť v stredných záťažových scenároch, ako je dávkovanie v priemysle a váženie hotových výrobkov.

3) Poškodenie spôsobené dynamickým nárazovým zaťažením: Charakteristiky deformácie tlmiaceho prvku konzolového nosníka z elastoméru efektívne absorbujú okamžitý náraz spôsobený pádom materiálu a vibráciami zariadenia, čím riešia problémy s ľahkým poškodením a driftom presnosti tradičných snímačov v dynamických scenároch.

4) Váženie s kombináciou viacerých snímačov: Snímače vykazujú dobrú konzistenciu (chyba ≤ ±0,01 % FS pre rovnakú várku), podporujú paralelné kombinácie pre váženie 2 - 4 kusov a riešia problémy superpozície hmotnosti a rovnomernosti presnosti v aplikáciách s rozloženými silami, ako sú veľké platformové váhy a sily.

5) Prispôsobivosť náročným priemyselným prostrediam: Zosilnením materiálu zliatinovej ocele a návrhom ochrany na úrovni IP67 a vyššej sa riešia problémy korózie snímačov a porúch signálu v prostredí s prachom (napr. v dovoch), vlhkosťou (napr. v chemických závodoch) a miernou koróziou (napr. v galvanizácii).

3. Používateľské zážitky

1) Vysoká flexibilita inštalácie: Štandardizované montážne otvory na pevnom konci sú kompatibilné s rôznymi konštrukciami zariadení, čo eliminuje potrebu odborných polohovacích nástrojov. Inštaláciu a kalibráciu je možné vykonať pomocou vodováhy a jedna osoba dokáže dokončiť upevnenie a zapojenie jedného snímača do 20 minút.

2) Jednoduchá obsluha a kalibrácia: Podporuje jedno-klasičné nulové nastavenie váženia, proces kalibrácie v troch bodoch (25%, 50%, 100% menovitého zaťaženia) je vhodný pre scenáre stredného rozsahu a digitálny model môže diaľkovou konfiguráciou a kalibráciou parametrov dokončiť prostredníctvom hostiteľského počítačového softvéru.

3) Kontrolovateľné náklady na údržbu: Plne uzatvorená štruktúra zníži nebezpečenstvo vnikania prachu, priemerná ročná poruchovosť je ≤ 0,5 %; kľúčové komponenty ( tenziometrické snímače , svorky) sú nezávisle zabalené a miestne poruchy je možné opraviť samostatne, bez nutnosti celkového výmeny.

4) Stabilná spätná väzba údajov: V prípade, že sa v prípade, že sa použije systém s rýchlosťou ≤ 0,005% FS, pri výkone merania v prípade, že sa použije systém s rýchlosťou ≤ 0,005% FS, sa pri výkone merania v prípade, že sa použije systém s rýchlosťou ≤ 0,005% FS, použije systém s rýchlos

5) Vysoká prispôsobivé kombinácie: Pri paralelnom pripojení viacerých snímačov podporuje automatické rozloženie zaťaženia, čím odpadá potreba dodatočného vyrovnávacieho zariadenia, prispôsobuje sa konštrukčným požiadavkám platformových váh a sýpok rôznych veľkostí a znižuje náročnosť integrácie systému.

4. Typické aplikačné scenáre

1 Váha priemyselných siló/sklopov
• Závory chemických surovín: Vážiace 1 - 10t zásobníky chemických surovín, 2 - 4 senzory balustrád sú symetrické nainštalované na spodnej držiaku nádrže, materiál z legovanej ocele je odolný voči korózii, ochrana IP67 je vhodná pre vlhké
• Zásobníky pre krmivo/múku: Váženie dávkovacích zásobníkov v priemysle spracovania obilnín, snímače sú inštalované na nosných nohách na spodnej časti zásobníka, nárazuvzdorný dizajn odoláva nárazu padajúceho materiálu a spolupracuje so systémom riadenia na dosiahnutie presného dávkovania.

2) Váženie pásomých váh / dopravníkov
• Priemyselné pásomé váhy: Váženie pásov na sypké materiály v banách a elektrárňach, snímače sú inštalované na nosiči valníka, ponesú súčtové zaťaženie pásu a materiálu, doba odozvy ≤ 7 ms je vhodná pre nepretržité dopravné scenáre a meracia presnosť je ±0,1 %.

• Dopravník: Používa sa na váženie a triedenie pri výrobnej linke v elektronickom a potravinárskom priemysle. Snímače sú zabudované na spodnej strane dopravníka, ktoré dokážu v reálnom čase zisťovať hmotnosť výrobkov a komunikovať so zoraďovacím mechanizmom. Stredná presnosť vyhovuje požiadavkám hromadnej výroby.

3) Váhy pre stredné a malé nákladné autá / platformové váhy

• Dielenská platformová váha: 1-5 t dielenská obratová platformová váha. Štyri senzory ohybových nosníkov sú inštalované v štyroch rohoch telesa váhy. Upevnený koniec je pripevnený k zemi, a nosný koniec prenáša zaťaženie telesa váhy. Odolnosť proti mimobežnému zaťaženiu zabezpečuje konzistentnú presnosť váženia na rôznych pozíciách.

• Váha pre prepravný vozík: Prepravné vážiace zariadenie pre prepravný vozík. Snímače sú inštalované na vidliciach vozíka, ktoré prenášajú zvislé zaťaženie tovaru. Vyrobené z ocele s nízkou hmotnosťou, odolné voči nárazom a vhodné pre dynamické požiadavky váženia pri prevádzke prepravného vozíka.

4) Riadenie sily automatizačných zariadení

• Kontrola tlaku kovanie: Riadenie tlaku malých kovacích strojov. Snímače sú inštalované medzi kovacou hlavicou a telom stroja, ktoré môžu poskytovať okamžitú spätnú väzbu hodnoty kovacieho tlaku, čím sa zabráni poškodeniu formy spôsobenému preťažením. Presnosť ±0,01 % FS zabezpečuje kvalitu kovania.

• Riadenie sily montáže robota: Monitorovanie tlaku počas procesu montáže priemyselných robotov. Senzory strihovej tyče sú integrované na konci robotickej ruky, ktoré dokážu detekovať montážny tlak a upraviť pôsobiacu silu, vhodné pre montáž autodielov a elektronických komponentov.

5) Špeciálne priemyselné aplikácie

• Výbušné prostredia: Výbušnou bezpečnosťou chránené vážiace zariadenia pre uhľové bane a ropný a plynový priemysel. Používajú sa výbuchove bezpečné senzory strihovej nosníka Ex d IIB T4, ktoré sú inštalované vo výbuchove bezpečných vážiacich skriňach, aby spĺňali bezpečnostné požiadavky na výbušné prostredia.

• Korózne prostredia: Vážiace zariadenia pre galvanický a chemický priemysel. Snímače vyrobené z nehrdzavejúcej ocele 316L sú povrchovo pasivované, odolné voči kyseline a alkalickej korózii, vhodné pre scenáre ako detekcia koncentrácie galvanizačného roztoku alebo váženie chemických reagencií.

5. Pokyny na použitie (Praktická príručka)

1) Inštalačný proces

• Príprava: Vyčistite montážny povrch (uistite sa, že je rovný, bez oleja a chyba rovinnosti ≤0,1 mm/m), skontrolujte vonkajší stav snímača (bez deformácie nosníka a poškodenia kábla) a vyberte upevňovacie skrutky špecifikácie M12-M24 podľa rozsahu.

• Umiestnenie a upevnenie: Upevnite pevný koniec snímača na držiak zariadenia skrutkami, aby bol pevne fixovaný bez akýchkoľvek voľných pohybov; nosný koniec by mal tesne priliehať k nosnej konštrukcii, aby zaťaženie pôsobilo zvisle na nosník, čím sa zabráni bočným a krútiacim silám.

• Zapojenie vodičov: Pri analógových signáloch dodržiavajte zapojenie podľa schémy „červený – napájanie +, čierny – napájanie –, zelený – signál +, biely – signál –“; pri digitálnych signáloch pripojte podľa príslušných pinov protokolu Modbus; vodiče umiestnite vo vzdialenosti aspoň 15 cm od silných rušivých zdrojov, ako sú frekvenčné meniče.

• Ochranná úprava: Pri inštalácii vonku by mala byť pridaná ochrana proti dažďu; vo vlhkom prostredí by sa mali káblové spoje utesniť vodotesnou rozvodnou krabicou; v koróznom prostredí by sa malo na neprenosovú plochu snímača naniesť špeciálne protikorózne povlak.

2) Kalibrácia a ladenie

• Kalibrácia nuly: Zapnite napájanie a nechajte zariadenie otepľovať sa 30 minút, potom spustite príkaz „kalibrácia nuly“, aby ste zabezpečili, že výstup pri nule bude v rozsahu ±0,002 % FS. Ak je odchýlka príliš veľká, skontrolujte, či je inštalácia pevná a či nepôsobí bočná sila.

• Kalibrácia zaťaženia: Postupne umiestnite štandardné závažia 25 %, 50 % a 100 % menovitého zaťaženia, zaznamenajte hodnoty výstupného signálu v každom bode, opravte lineárnu chybu pomocou kalibračného softvéru a zabezpečte, aby chyba v každom bode zaťaženia bola ≤ prípustnej hodnote triedy C3 (±0,02 % FS).

• Lineárny test: Vyberte 5 rovnomerne rozmiestnených testovacích bodov v rozsahu, overte lineárnosť výstupného signálu, pričom lineárna chyba by nemala prekročiť ±0,015 % FS, aby sa zabezpečila stabilita úplnej presnosti v strednej časti rozsahu.

3) Bežná údržba

• Pravidelná kontrola: Mesiacne vyčistite prach a olej z povrchu snímača, skontrolujte utiahnutie upevňovacích skrutiek; raz za štvrťrok vykonajte kalibráciu nulového bodu a raz ročne dokončite kalibráciu celej škály a testovanie výkonu.

• Riešenie porúch: Keď sa dáta odchyľujú, najprv skontrolujte napätie napájania (stabilné na 12–24 V DC); keď je meranie neobvyklé, skontrolujte preťaženie (prekročenie 300 % menovitej záťaže môže spôsobiť poškodenie) alebo deformáciu nosníka a v prípade potreby senzor vymeňte.

6. Spôsob výberu (presné prispôsobenie požiadavkám)

1) Určenie kľúčových parametrov

• Výber rozsahu: Vyberte model s rozsahom 1,3–1,6-násobku skutočnej maximálnej záťaže (napr. pri maximálnej záťaži 5 t možno vybrať snímač 6,5–8 t), aby zostal priestor pre rázovú záťaž a bezpečnostnú rezervu.

• Trieda presnosti: Vyberte triedu C3 (chyba ≤ ±0,02 %FS) pre priemyselnú metrológiu, triedu C6 (chyba ≤ ±0,03 %FS) pre všeobecné monitorovanie a model triedy C3 s dobou odozvy ≤ 7 ms pre dynamické váženie.

• Typ signálu: Vyberte analógové signály (4-20 mA) pre tradičné riadiace systémy, digitálne signály (RS485) pre inteligentné systémy a modely s bezdrôtovými modulmi prenosu pre scenáre priemyselného IoT.

2) Výber podľa prispôsobenia prostrediu

• Teplota: Vyberte bežné modely pre bežné podmienky (-20°C až 60°C), modely s kompenzáciou vysokých teplôt pre vysokoteplotné podmienky (60°C až 120°C) a modely odolné voči nízkym teplotám pre nízkoteplotné podmienky (-40°C až -20°C).

• Prostredie: Vyberte zliatinovú oceľ (niklovú pokovenú) pre suché prostredie, nehrdzavejúcu oceľ 304 pre vlhké/mierne agresívne prostredie a nehrdzavejúcu oceľ 316L pre vysoko agresívne prostredie (kyselé/alkalické roztoky).

• Trieda ochrany: ≥IP66 pre suché vnútorné prostredia, ≥IP67 pre vonkajšie/vlhké prostredia a ≥IP68 pre podvodné alebo prachom zatienené prostredia.

3) Inštalácia a kompatibilita systému

• Spôsob inštalácie: Pre spodnú inštaláciu zariadenia zvoľte upevnenie skrutkami, pre bočnú inštaláciu zvoľte prírubové pripojenie; ak sa v systéme na váženie používajú viaceré snímače, vyberte digitálne modely s podporou adresného kódovania, aby sa predišlo konfliktom signálov.

• Kompatibilita: Uistite sa, že signál snímača zodpovedá komunikačnému protokolu existujúceho meracieho zariadenia/PLC, napríklad pre Siemens PLC uprednostnite modely podporujúce protokol Profibus, čím sa zníži náročnosť integrácie.

4) Potvrdenie dodatočných požiadaviek

• Požiadavky na certifikáciu: Pre výbušné prostredia sú potrebné príslušné certifikácie odolnosti proti výbuchu (Ex d I pre uhliarne, Ex ia IIC T6 pre chemický priemysel), pre meracie aplikácie je potrebná certifikácia CMC a pre vývoz je potrebná certifikácia OIML.

• Špeciálne vlastnosti: Pre dynamické váženie vyberte odolnejší typ s odolnosťou proti nárazom (nárazové zaťaženie ≥300 %FS); pre diaľkové monitorovanie vyberte model s modulom NB-IoT/LoRa; pre vysokoteplotné prostredia vyberte špeciálny model s kompenzačným čipom teploty.

Zhrnutie

Konzolový nosník vahových bunkách majú kľúčové výhody „presnosti v strednom rozsahu, flexibilnej inštalácie a vysokého odolania voči nárazom“ a riešia hlavne problémy ako okrajová inštalácia zariadení, meranie sústredeného zaťaženia a ochrana pri dynamických nárazoch v priemyselných scenároch so stredným zaťažením. Užívateľská skúsenosť sa zameriava na pohodlnú inštaláciu, údržbu bez starostí a dobrú kompatibilitu so systémom. Pri výbere modelu je potrebné najprv objasniť štyri kľúčové požiadavky: rozsah, presnosť, miesto inštalácie a prostredie, a potom rozhodnúť na základe kompatibility so systémom a dodatočných funkcií; počas používania je potrebné vyhnúť sa bočným silám a preťaženiu a prísne dodržiavať predpisy pravidelnej kalibrácie, aby sa zabezpečil dlhodobý stabilný prevádzka. Je vhodný pre priemyselné zásobníky materiálov, pásikové váhy, malé a stredné vážiace prístroje a iné oblasti a predstavuje dominantné senzorické riešenie pre priemyselné vážiace scenáre s nízkym a stredným zaťažením.