Stĺpový snímač sily CZL425

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

• Konštrukčný dizajn: Valcové pružné teleso (priemer 10 – 100 mm, možnosť výberu), konštrukcia s vysokou tuhosťou (vysoká vlastná frekvencia), vysoká odolnosť voči mimostrednému zaťaženiu/priečnej sile (zvyčajne odolá priečnym silám ±5 % – ±10 % menovitej záťaže) a dobrá rovnomernosť prenosu sily.

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

• Materiál a ochrana: Elastický materiál tela možno vybrať z nízkolegovannej ocele (ekonomická verzia, medza klzu ≥ 800 MPa) alebo z nehrdznúcej ocele (304/316L, odolná voči korózii), ochranná trieda IP67/IP68 je voliteľná, vhodné pre vlhké, prašné a mierne agresívne prostredia.

• Kompatibilita inštalácie: Obe koncovky sú závitové (M12 – M60) alebo prírubovo spojené, kompaktný inštalačný priestor, vhodné pre vertikálne/osové zaťaženie, viacero jednotiek možno pripojiť paralelne a vytvoriť váhu (podporuje súčasnejšiu prácu 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 teplotnú kompenzáciu (-20 ℃ ~ 80 ℃ rozsah kompenzácie), ochranu proti preťaženiu (150 % – 200 % menovitého zaťaženia), certifikáciu na výbušnosť (Ex ia IIC T6) a ochranu pred bleskom.

• Dlhodobá spoľahlivosť: Dlhá únava životnosti (≥ 10⁶ cyklov zaťaženia), dobrá stabilita nuly a ročný posun ≤ ±0,01 % FS.

2. Základné vyriešené problémy

• Nedostatočná presnosť merania: Na riešenie problémov s nedostatočnou odolnosťou voči mimostrednému zaťaženiu a veľkými výkyvmi údajov pri tradičných senzoroch sa používa štruktúra s vysokou tuhosťou a presná technológia lepenia tenzometrov, čo zabezpečuje chybu merania pri mimostrednom zaťažení ≤±0,02 % FS.

• Nedostatočná prispôsobivosť náročným prostrediam: Materiál z nehrdzavejúcej ocele + ochranný dizajn IP68 riešia problémy poškodenia snímača a posunu signálu v scenároch s vlhkosťou, prachom a koróziou kyselín a zásad (napríklad chemické silá a vonkajšie vážiace zariadenia).

• Obmedzenia pri inštalácii a priestore: Kompaktná valcová štruktúra + flexibilné spôsoby pripojenia riešia problémy obmedzeného inštalačného priestoru a ťažkostí s axiálnym vedením sily u veľkých zariadení (napríklad reakčné kotly a žeriavy).

• Stabilita pri meraní 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 výstupného signálu, čo rieši problémy s prístykovaním k rôznym ovládacím systémom (napr. Siemens PLC a dotyková obrazovka Kunlun Tongtai) bez potreby dodatočných prevodníkov signálu.

3. Používateľské zážitky

• Pohodlie inštalácie: Štandardizované závitové/prírubové rozhrania spolu s priloženým montážnym kľúčom a centrážnymi kolíkmi umožňujú inštaláciu jednou osobou; na spodnej strane sú vyhradené otvory pre horizontálne nastavenie, čo uľahčuje kalibráciu smeru pôsobenia sily.

• Prevádzka a kalibrácia: Kalibrácia nuly je jednoduchá (jednoťahové vynulovanie cez prístroj), podporuje kalibráciu pomocou štandardných závaží (proces kalibrácie ≤10 minút) a niektoré digitálne modely možno kalibrovať diaľkovo cez softvér.

• Nízke náklady na údržbu: Uzavretý konštrukčný dizajn eliminuje potrebu časté údržby; tenziometrické snímače sú potiahnuté vlhkuodolnou vrstvou, čo vedie k nízkej miere porúch (priemerná ročná miera porúch ≤0,5%); jednotlivo vymeniteľné diely (napr. svorkovnice) možno vymeniť individuálne.

• Spätná väzba údajov: Rýchla odozva signálu, žiadne oneskorenie údajov v dynamických vážiacich scenároch; digitálne modely sú vybavené integrovanou funkciou diagnostiky porúch (napr. alarm pri preťažení a upozornenie na chybné zapojenie), čo umožňuje jednoduché a rýchle odstraňovanie problémov.

• Kompatibilita a skúsenosti: 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 aplikačné scenáre

1) Priemyselné váženie a metrológia

• Váženie zásobníkov/nádrží: Sledovanie hmotnosti prachových/kvapalných zásobníkov v chemickom priemysle a priemysle stavebných materiálov, podpora regulácie hladiny a správy zásob (zvyčajne s 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 stavebných žeriavoch / mostových žeriavoch: Sledovanie zdvíhacej kapacity žeriavov v prístavoch a továrňach, spustenie alarmu v prípade, že záťaž presiahne menovitú hodnotu (požadované modely s odolnosťou voči vibráciám a rýchla odpoveď).

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

• Stavebné stroje: Váženie zložiek v betónových závodoch a ochrana pred preťažením u žeriavov, vhodné pre vonkajšie vlhké a vibračné prostredia (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 zariadenia: Napríklad výbušno-bezpečné elektronické váhy a koróziou odolné priemyselné váhy s použitím materiálov z nehrdzavejúcej ocele a výbuchove bezpečných snímačov s certifikáciou pre špeciálne priemyselné odvetvia.

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.

• Baníctvo / hutníctvo: Modely na mieru pre vysokoteplotné prostredia (≤120 ℃), používané na váženie rudových košov a monitorovanie hmotnosti hutníckych pecí (vyžaduje funkciu kompenzácie vysokých teplôt).

5. Pokyny na použitie (Praktická príručka)

1) Inštalačný proces

• Príprava: Vyčistite povrch inštalácie (uistite sa, že je rovný, bez mastných škvŕn a chyba rovinnosti ≤0,1 mm/m) a skontrolujte vonkajší stav snímača (bez deformácie, nepoškodené svorky).

• Umiestnenie a upevnenie: Snímač nainštalujte zvislo v bode zaťaženia, aby sa zaťaženie prenášalo osovo (vyhýbajte sa bočným silám); na utiahnutie použite momentový kľúč podľa stanoveného momentu (odporúča sa 20–50 N·m pre snímače z ocele, 15–30 N·m pre nerezovú oceľ).

• Zapojenie vedenia: Pre analógové signály (červená – napájanie +, čierna – napájanie –, zelená – signál +, biela – signál –), digitálne signály pripojte podľa protokolu Modbus; vedenie udržiavajte vo vzdialenosti aspoň 10 cm od výkonných vodičov, aby sa predišlo elektromagnetickému rušeniu.

• Ochranné opatrenia: Pri inštalácii na vonkajšie prostredie pridajte ochranu pred dažďom a zapojenie utesnite pomocou vodotesného konektora; v koróznom prostredí aplikujte na povrch snímača protikorózny náter.

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 zaťaženia: Umiestnite štandardné závažia (odporúča sa 50 % a 100 % menovitého zaťaženia), zapíšte zobrazenú hodnotu na displeji 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 filterovacia frekvencia je 5–10 Hz), aby sa zabránilo 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 driftu údajov, skontrolujte napätie napájania (malо by byť stabilné v rozsahu 12–24 V DC); ak nie je žiadny výstup signálu, skontrolujte správnosť zapojenia alebo či nie je snímač preťažený alebo poškodený.

6. Spôsob výberu (presné prispôsobenie požiadavkám)

1) Určenie kľúčových parametrov

• Výber rozsahu: Vyberte model podľa 1,2 – 1,5-násobku skutočného maximálneho zaťaženia (napr. pri maximálnom zaťažení 50 t možno vybrať snímač 60 – 75 t), ponechajte 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: Analógový signál (4 - 20 mA) je vhodný pre tradičné prístroje, digitálny signál (RS485) je vhodný pre inteligentné riadiace systémy a podporuje diaľkové monitorovanie.

2) Výber na základe prispôsobenia prostrediu

• Teplota: Pre bežné podmienky (-20 °C - 60 °C) vyberte bežný model; pre vysokoteplotné podmienky (60 °C - 120 °C) vyberte model s kompenzáciou vysokých teplôt; pre nízkoteplotné podmienky (-40 °C - -20 °C) vyberte model odolný voči nízkym teplôtam.

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

• Trieda ochrany: Pre vonkajšie/vlhké prostredie ≥IP67; pre podvodné alebo prachom zatiažené prostredie ≥IP68.

3) Inštalácia a kompatibilita systému

• Spôsob inštalácie: Pri obmedzenom priestore vyberte závitové pripojenie; pri veľkých zaťaženiach vyberte prírubové pripojenie; ak hrozí riziko excentrického zaťaženia, vyberte model s návrhom na odolnosť voči excentrickému zaťaženiu (chyba excentrického 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: Pre výbušné prostredia je potrebné mať certifikáciu Ex ia IIC T6; pre potravinársky priemysel je potrebné mať certifikáciu FDA/GMP; pre metrológne aplikácie 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 stĺpikov majú kľúčové výhody „vysoká tuhosť, odolnosť voči rušeniu a široký rozsah“, ktoré riešia hlavne problémy ako presné váženie, prispôsobenie náročným prostrediam a kompatibilitu systémov v scenároch stredného a ťažkého zaťaženia. Skúsenosti používateľa sa zameriavajú na jednoduchú inštaláciu, jednoduchú údržbu a stabilné dáta. Pri výbere senzora je potrebné najprv objasniť tri kľúčové požiadavky: rozsah, presnosť a prostredie, a až potom urobiť rozhodnutie v súlade s metódou inštalácie a kompatibilitou systému; počas používania je nevyhnutné prísne dodržiavať zásady axiálneho pôsobenia sily a pravidelné kalibrácie, aby sa zabezpečila dlhodobá spoľahlivosť. Je vhodný pre oblasti ako priemyselná metrológia, mechanická integrácia a výroba vážiacich prístrojov a predstavuje preferovaný typ snímača pre scenáre váženia stredného a ťažkého zaťaženia.

Zobrazenie podrobností

Parametre