Stĺpový snímač sily CZL425H

Úvod do produktu

Kolónka vahových bunkách sú sily citlivé komponenty založené na princípe tenzometra. Vyvolávajú deformáciu valcového pružného telesa pôsobením sily, ktorá je následne prevodená tenzometrom na elektrický signál. Vyznačujú sa vysokou tuhosťou, silnou odolnosťou proti rušeniu atď. a sú široko využívané v aplikáciách merania stredných a veľkých zaťažení. Nasledujúce podrobnosti sú uvedené z hľadiska kľúčových parametrov, aby vyhovovali požiadavkám produkt výberu, technického hodnotenia a tvorby riešení:

1. Vlastnosti a funkcie produktu

Hlavné funkcie

• Štrukturálny dizajn: Valcový elastomer (priemer 10–100 mm, voliteľné), konštrukcia s vysokou tuhosťou (vysoká vlastná frekvencia), silná odolnosť voči bočnému zaťaženiu/bočnej sile (zvyčajne odolá bočným silám ±5 % až ±10 % menovitého zaťaženia) a dobrá rovnomernosť sily.

• Presný výkon: Vysoká trieda presnosti (bežne C3, C6, niektoré vyššie modely dosahujú C1), nelinearita ≤±0,01 % FS, chyba opakovateľnosti ≤±0,005 % FS a malý drift nuly (≤±0,002 % FS/°C).

• Materiály a ochrana: Voľba materiálu elastomeru zahŕňa legovanú oceľ (hospodárna verzia, medza klzu ≥800 MPa) alebo nehrdzavejúcu oceľ (304/316L, odolná voči korózii), ochranná trieda IP67/IP68 je voliteľná, vhodná pre vlhké, prašné a mierne agresívne prostredia.

• Inštalačná kompatibilita: Oba konce majú závit (M12–M60) alebo prírubové pripojenie, kompaktný inštalačný priestor, vhodné pre vertikálne/osiachové zaťaženie, viacero snímačov možno pripojiť paralelne a vytvoriť váhu (podporuje súčasné použitie 4–8 snímačov).

Základné funkcie

• Meranie sily/hmotnosti: Podporuje statické/dynamické váženie (dynamická doba odozvy ≤ 5 ms) s širokým rozsahom merania (1 t - 500 t, niektoré vlastné modely dosahujú až 1000 t).

• Výstup signálu: Poskytuje analógové signály (4 - 20 mA, 0 - 10 V) alebo digitálne signály (RS485/Modbus, HART), kompatibilné s bežnými vážiacimi prístrojmi, PLC a systémami DCS.

• Dodatočné funkcie: Niektoré modely integrujú kompenzáciu teploty (-20 °C - 80 °C), ochranu proti preťaženiu (150 % - 200 % menovitého zaťaženia), certifikáciu na výbušné prostredie (Ex ia IIC T6) a ochranu pred bleskom.

• Dlhodobá spoľahlivosť: Dlhá únavová životnosť (≥ 10⁶ cyklov zaťaženia), dobrá stabilita nulového bodu a ročný drift ≤ ±0,01 % FS.

2. Základné vyriešené problémy

•Nedostatočná presnosť merania: Na riešenie problémov s nízkou odolnosťou voči mimoosovému zaťaženiu a veľkými kolísaniami údajov u tradičných snímačov sa používa vysokopevná konštrukcia a presná technológia pripevnenia tenzometrov, čo zabezpečuje chybu merania ≤ ±0,02 % FS za podmienok mimoosového zaťaženia.

•Nízka prispôsobivosť náročným prostrediam: Materiál z nehrdzavejúcej ocele + dizajn s ochranou IP68 riešia problémy poškodenia snímača a posunu signálu v podmienkach vlhkosti, prachu, kyselín a zásad (napr. chemické nádrže a vonkajšie vážiace prístroje).

•Inštalačné a priestorové obmedzenia: Kompaktná valcová štruktúra + flexibilná pripojovacia metóda riešia problémy obmedzeného inštalačného priestoru a ťažkého vedenia axiálnej sily u veľkých zariadení (napr. reakčné nádoby a žeriavy).

•Stabilita merania zaťaženia: Vysokopevný elastomer + dizajn s ochranou proti preťaženiu zabraňujú trvalému deformovaniu snímačov v stredných a ťažkých zaťaženiach (napr. nákladné autá a portové kontajnery), čo zabezpečuje dlhodobú spoľahlivosť merania.

•Problémy so systémovou kompatibilitou: K dispozícii je viacero režimov výstupu signálu na vyriešenie problémov s pripojením k rôznym riadiacim systémom (napr. Siemens PLC a dotykové panely Kunlun Tongtai), čo eliminuje potrebu dodatočných prevodníkov signálu.

3. Používateľské zážitky

•Pohodlie inštalácie: Štandardizované závitové/prírubové rozhrania spolu s inštalačnými kľúčmi a vodiacimi kolíkmi umožňujú montáž jednou osobou; na dne sú vyhradené otvory pre horizontálne nastavenie, čo uľahčuje kalibráciu smeru sily.

• Prevádzka a kalibrácia: Nulová kalibrácia je jednoduchá (nulovanie jedným tlačidlom cez meradlo), podporuje kalibráciu pomocou štandardných závaží (proces kalibrácie ≤ 10 minút) a niektoré digitálne modely možno kalibrovať na diaľku prostredníctvom softvéru.

• Nízke náklady na údržbu: Tesnený konštrukčný dizajn eliminuje potrebu častých údržieb; tenziometrické snímače sú potiahnuté vlhkuodolným materiálom, čo vedie k nízkym poruchám (priemerná ročná miera porúch ≤ 0,5 %); ľahko vymeniteľné diely (napr. svorkovnice) možno vymeniť individuálne.

• Spätná väzba údajov: Rýchla odozva signálu, žiadne oneskorenie údajov v dynamických podmienkach váženia; digitálne modely sú vybavené integrovanými funkciami diagnostiky porúch (napr. alarm pri preťažení, upozornenie na chybné zapojenie), čo umožňuje rýchle odstraňovanie problémov.

• Kompatibilita: Kompatibilný s viac ako 90 % vážiacich prístrojov a riadiacich systémov na trhu, nie je potrebné upravovať hardvérové rozhrania, plug and play; podporuje paralelné pripojenie viacerých snímačov s automatickým rozdelením zaťaženia.

4. Typické prípady použitia

1) Priemyselné váženie a metrológia

• Váženie zásobníkov/nádrží: Sledovanie hmotnosti zásobníkov s práškami/tekutinami v chemickom priemysle a priemysle stavebných materiálov, podpora regulácie hladiny a správy zásob (zvyčajne so 4 snímačmi namontovanými symetricky).

• Váha pre nákladné vozidlá/koľajové váhy: Váženie pozemnej a železničnej nákladnej dopravy, s nosnosťou jedného snímača 50–200 t, viacero snímačov pripojených paralelne tvorí vážiacu plošinu (napr. 100-tonová autováha bežne využíva 4 snímače po 25 t).

• Váženie reaktorov: Sledovanie hmotnosti reaktorov v farmaceutickom a chemickom priemysle, spolupráca s riadiacim systémom umožňuje presnú kontrolu dávkovania (vyžadujú sa výbušno-bezpečné snímače).

2) Integrácia strojov a zariadení

• Ochrana proti preťaženiu pri mostných alebo prevádzkových žeriavoch: Kontrola zdvíhacej kapacity žeriavov v prístavoch a továrňach, aktivuje poplach, keď záťaž presiahne menovitú hodnotu (požadované modely s odolnosťou voči vibráciám a rýchlym odozvou).

• Lisy/skúšobné stroje: Meranie tlakových a ťahových síl pri skúšaní mechanických vlastností materiálov, vyžadujúce vysokú presnosť (úroveň C1) a vysokú dynamickú odozvu (≤3 ms).

• Stroje pre stavebníctvo: Dávkové váženie v betónových závodoch a ochrana proti preťaženiu pri vežových žeriavoch, vhodné pre vonkajšie vlhké a vibrujúce prostredie (stupeň ochrany ≥IP67).

3) Výroba vážiacich prístrojov

• Základné komponenty stolných a podlahových váh: Základné snímacie jednotky malých a stredných stolných váh (1-5 t) a veľkých podlahových váh (50-500 t), vyžadujúce dobrú konzistenciu (chyba viacerých snímačov ≤±0,01 %FS).

• Prispôsobené vážiace prístroje: Napríklad výbušno-bezpečné elektronické váhy a korózne odolné priemyselné váhy s použitím materiálov z nehrdzavejúcej ocele a snímačov s certifikáciou proti výbuchu, vhodné pre potreby špeciálnych odvetví.

4) Iné špeciálne scenáre

• Potravinársky/farmaceutický priemysel: Hygienické snímače z nehrdzavejúcej ocele (materiál 316L, povrch leštený), používané na váženie surovín a dávkovanie hotových výrobkov, v súlade so štandardmi GMP.

• Banícky/metalurgický priemysel: Prispôsobené modely pre vysokoteplotné prostredia (≤120 °C), používané na váženie rudných zásobníkov a monitorovanie hmotnosti metalurgických pecí (vyžaduje funkciu kompenzácie vysokých teplôt).

5. Pokyny na použitie (Praktická príručka)

1) Inštalačný proces

• Príprava: Vyčistite montážny povrch (uistite sa, že je rovný, bez oleja, s chybou rovinnosti ≤0,1 mm/m) a skontrolujte vonkajší stav snímača (bez deformácie, nepoškodené svorky). • Umiestnenie a upevnenie: Snímač nainštalujte zvisle v bode zaťaženia, aby sa zaťaženie prenášalo osovo (vyhýbajte sa bočným silám); utiahnite ho momentovým kľúčom podľa špecifikovaného krútiaceho momentu (odporúčané 20–50 N·m pre snímače z ocele, 15–30 N·m pre nehrdzavejúcu oceľ).

• Špecifikácie zapojenia: Pre analógové signály (červený – napájanie +, čierna – napájanie –, zelená – signál +, biela – signál –), pre digitálne signály pripojte podľa protokolu Modbus; pri zapájaní dodržiavajte vzdialenosť od vysokonapäťových vedení (≥10 cm), aby ste predišli elektromagnetickému rušeniu.

• Ochranné opatrenia: Pri vonkajšej inštalácii pridajte ochranu pred dažďom a zapojenie utesnite vodotesnými konektormi; v koróznym prostredí naneste na povrch snímača protikoróznu vrstvu.

2) Kalibrácia a ladenie

• Kalibrácia nuly: Zapnite napájanie a nechajte prístroj otepľovať sa 30 minút, potom stlačte tlačidlo „nula“ na meracom prístroji, aby ste zabezpečili, že výstup nuly je v rozmedzí ±0,001 %FS.

• Kalibrácia za zaťaženia: Umiestnite štandardné závažia (odporúča sa 50 % a 100 % menovitého zaťaženia), zapíšte údaje z displeja prístroja a opravte chybu prostredníctvom prístroja alebo softvéru (chyba musí byť ≤ prípustnej chybe zodpovedajúcej triede presnosti).

• Dynamické ladenie: Pri dynamickom vážení otestujte dobu odozvy snímača, upravte filterovacie parametre prístroja (zvyčajne je filterovacia frekvencia 5–10 Hz), aby ste predišli kolísaniu údajov.

3) Bežná údržba

• Pravidelná kontrola: Mesiacne čistite povrch snímača, skontrolujte, či nie sú káble uvoľnené; raz za kvartál kalibrujte nulový bod a raz ročne vykonajte kompletnú kalibráciu.

• Riešenie porúch: Ak dôjde k posunu údajov, skontrolujte napájací napätie (malé byť stabilné na 12-24 V DC); ak nie je žiadny výstup signálu, skontrolujte správnosť zapojenia alebo či snímač nie je preťažený a poškodený.

6. Spôsob výberu (presné prispôsobenie požiadavkám)

1) Určenie kľúčových parametrov

• Výber rozsahu: Vyberte model s rozsahom 1,2 – 1,5-násobku skutočnej maximálnej záťaže (napr. pri maximálnej záťaži 50 t možno vybrať snímač 60 – 75 t), pričom nechajte rezervu na preťaženie.

• Trieda presnosti: Pre priemyselné merania vyberte triedu C3 (chyba ≤ ±0,02 % FS); pre laboratórne testovanie triedu C1 (chyba ≤ ±0,01 % FS); pre bežné monitorovanie triedu C6 (chyba ≤ ±0,03 % FS).

• Typ signálu: Analógové signály (4 – 20 mA) sú vhodné pre tradičné prístroje, zatiaľ čo digitálne signály (RS485) sú vhodné pre inteligentné riadiace systémy a podporujú diaľkové monitorovanie.

2) Výber na základe prispôsobenia prostrediu

• Teplota: Pre bežné podmienky (-20 °C – 60 °C) vyberte štandardný model; pre vysokoteplotné podmienky (60 °C – 120 °C) vyberte model s kompenzáciou vysokých teplôt; pre nízkoteplotné podmienky (-40 °C – -20 °C) vyberte nízkoteplotne odolný model.

• Prostredie: Pre suché prostredia vyberte oceľové zliatiny; pre vlhké/korózne prostredia vyberte nehrdzavejúcu oceľ 304/316L; pre vysoce korózne prostredia (napr. kyslé alebo zásadité roztoky) vyberte materiál Hastelloy.

• Stupeň ochrany: Pre vonkajšie/vlhké prostredia ≥ IP67; pod vodou alebo v prostredí s veľkým množstvom prachu ≥ IP68.

3) Inštalácia a kompatibilita systému

• Spôsob inštalácie: Pri obmedzenom priestore vyberte závitové pripojenie; pri veľkých zaťaženiach vyberte prírubové pripojenie; ak hrozí riziko mimostredného zaťaženia, vyberte model s konštrukciou odolnou voči mimostrednému zaťaženiu (chyba mimostredného zaťaženia ≤ ±0,01 %FS).

• Kompatibilita: Uistite sa, že výstupný signál snímača zodpovedá existujúcim prístrojom/PLC; ak je potrebné pripojiť viacero snímačov paralelne, vyberte digitálny model s podporou nastavenia adresy.

4) Potvrdenie dodatočných požiadaviek

• Požiadavky na certifikáciu: Pri výbušných prostrediach je potrebná certifikácia Ex ia IIC T6; v potravinárskom priemysle sú potrebné certifikáty FDA/GMP; v oblasti metrológie je potrebný CMC (certifikát schválenia typu meradla).

• Špeciálne funkcie: Pre dynamické váženie vyberte model s dobou odozvy ≤ 5 ms; pre diaľkové monitorovanie vyberte inteligentný model s bezdrôtovým prenosom (LoRa/NB-IoT).

Zhrnutie

Senzory záťažových článkov v stĺpoch majú ako kľúčové výhody „vysokú tuhosť, odolnosť voči rušeniu a široký rozsah“, pričom primárne riešia problémy ako presné váženie, prispôsobenie náročným prostrediam a kompatibilitu systémov v stredných až ťažkých záťažových scenároch. Skúsenosti používateľa sa zameriavajú na jednoduchú inštaláciu, jednoduchú údržbu a stabilné dáta. Pri výbere snímača záťaže je potrebné najprv objasniť tri základné požiadavky: rozsah, presnosť a prostredie, a až potom urobiť rozhodnutie v kombinácii s metódou inštalácie a kompatibilitou systému; počas používania je nevyhnutné prísne dodržiavať princípy axiálneho pôsobenia sily a pravidelné kalibrácie, aby sa zabezpečila dlhodobá spoľahlivosť. Sú vhodné pre oblasti ako priemyselná metrológia, mechanická integrácia a výroba vážiacich prístrojov a sú preferovaným typom senzorov pre stredné až ťažké záťažové vážiace scenáre.

Zobrazenie podrobností

Parametre