Snímač elastomér CZL201

Úvod do produktu

Spojnicový snímač záťaže je detekčný prvok citlivý na silu, ktorý pracuje na princípe odporu pri deformácii, pričom jeho základnou štruktúrou je pružný člen tvaru spojnice. Keď pôsobí sila, deformácia pružného člena spôsobí zmenu odporu tenzometra, ktorá sa následne premení na merateľný elektrický signál. Kombinuje výhody ako kompaktná konštrukcia a vynikajúca odolnosť voči mimostrednej záťaži a široko sa používa pri vážení v scenároch so strednou až nízkou záťažou a obmedzeným priestorom. Nasleduje podrobné vysvetlenie základných rozmerov, aby boli splnené požiadavky produkt výberu, technického hodnotenia a tvorby riešení:

1. Vlastnosti a funkcie produktu

Hlavné funkcie

• Konštrukčný dizajn: Používa špicovú integrovanú konštrukciu (disk a náboj sú spojené špicami, pričom výška sa zvyčajne pohybuje od 20 do 80 mm), vyznačujúcu sa rovnomerným rozložením tuhosti, vynikajúcou odolnosťou voči excentrickému zaťaženiu/priečnej sile (schopná odolať excentrickému zaťaženiu ±15% až ±20% menovitého zaťaženia), efektívne rozdeľuje náraz neosových zaťažení a má vysokú stabilitu pri prenášaní zaťaženia.

• Presnosť a výkon: Presnosť zahŕňa úrovne C2 až C6, pričom najbežnejšie modely dosahujú úroveň C3. Nelineárna chyba ≤ ±0,02% FS, chyba opakovateľnosti ≤ ±0,01% FS, drift nuly je kontrolovaný v rozmedzí ≤ ±0,003% FS/°C a zabezpečuje dobré udržanie presnosti v podmienkach dynamického prerušovaného zaťaženia.

• Materiály a ochrana: Elastomer sa bežne vyrába z ocelej zliatiny (mezná klzivosť ≥ 900 MPa) alebo z nerezovej ocele 304/316L, povrch je pasivovaný alebo niklový na zvýšenie odolnosti voči korózii; ochranná úroveň je zvyčajne IP66/IP67 a špeciálne vyrábané modely môžu dosiahnuť úroveň IP68, čo je vhodné pre vlhké a prachom znečistené priemyselné prostredia.

• Kompatibilita inštalácie: Horné a dolné koncové plochy používajú skrutkové upevnenie alebo prírubové pripojenie, pričom niektoré modely podporujú závitovú adaptáciu, malú inštalačnú výšku (minimálne až 18 mm), sú vhodné pre úzke priestory, ktoré sú hlavne vystavené zvislým silám, a môžu byť použité samostatne alebo v kombináciách.

Základné funkcie

• Detekcia hmotnosti/silovej hodnoty: Podporuje statické váženie a kvázi-dynamické váženie (doba odozvy ≤ 8 ms), s meracím rozsahom od 0,1 t do 200 t, pričom typické aplikácie sa koncentrujú do rozsahu 1 t – 50 t. Niektoré špecializované modely môžu spĺňať špeciálne požiadavky nad 200 t.

• Výstup signálu: Poskytuje štandardné analógové signály (4 – 20 mA, 0 – 5 V, 0 – 10 V) a digitálne signály (RS485/Modbus RTU), pričom niektoré inteligentné modely podporujú protokol CANopen, čo umožňuje priame pripojenie k PLC, DCS a systémom riadenia váženia.

• Dodatočné funkcie: Obsahuje kompenzáciu teploty v širokom rozsahu teplôt (-30 °C až 80 °C), má ochranu proti preťaženiu (150 % – 250 % menovitej záťaže), výbušnúbezpečné modely sú certifikované podľa Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga a niektoré modely majú zabudovaný kábel s ochranou proti vyťahovaniu.

• Dlhodobá spoľahlivosť: Životnosť pri únavových záťažiach ≥ 10⁷ cyklov zaťaženia, vynikajúca stabilita nepretržitej prevádzky pri menovitom zaťažení, ročný drift ≤ ±0,015 % FS, vhodné pre dlhodobú nepretržitú prevádzku v priemyselných aplikáciách.

2. Základné vyriešené problémy

• Nepresné meranie pri zaťažení mimo osi: Na riešenie problému nadmerných chýb tradičných snímačov pri zaťažení mimo osi bolo optimalizované prenosové pôsobenie vo vsadenom type konštrukcie, čím sa chyba pri zaťažení mimo osi obmedzila na ±0,03 % FS a tým sa vyriešili problémy s presnosťou v prípadoch ako napríklad excentricita sila alebo náraz materiálu.

• Ťažká inštalácia v obmedzenom priestore: Vďaka svojim „krátkym a hrubým“ konštrukčným charakteristikám (priemer 50 – 200 mm, výška 20 – 80 mm) rieši problém prispôsobenia inštalácie v scenároch s obmedzeným priestorom, ako napríklad vo vnútri zariadení, malých vážiacich prístrojoch a zabudovaných vážiacich moduloch, bez potreby dodatočného nadbytočného priestoru.

• Náchylné na poškodenie pri vibráciách a nárazech : Rozloženie napätia u pružného člena v tvare lopatiek je rovnomernejšie, jeho odolnosť proti nárazom je o viac ako 30 % vyššia v porovnaní so senzormi stĺpcového typu, čo účinne zabraňuje trvalému deformovaniu snímača v situáciách, ako sú mechanické vibrácie alebo dopad materiálu, a predlžuje tak jeho životnosť.

• Nedostatočná prispôsobivosť rôznym scenárom: Prostredníctvom vylepšenia materiálu (napr. nerezová oceľ 316L) a posilnenej ochrany (IP68) rieši problém korózie snímačov vo vlhkých a agresívnych prostrediach, ako sú potravinárstvo a chemické miešanie, zatiaľ čo výbušuvzdorný model spĺňa bezpečnostné požiadavky v priestoroch so zvýšeným rizikom výbuchu.

• Zložitá integrácia a pripojenie systému: Podporuje viacero typov výstupných signálov a bežné priemyselné protokoly, rieši problémy s kompatibilitou s rôznymi značkami PLC (napr. Mitsubishi, Schneider) a vážiacimi prístrojmi a zníži investície do medzizariadení, ako sú prevodníky signálov.

3. Používateľské zážitky

• Pohodlie inštalácie: Štandardizované montážne otvory na koncových plochách a referenčné merací plochy spolu so špeciálnymi tesneniami a upevňovacími skrutkami umožňujú horizontálne pozicionovanie bez potreby profesionálnych kalibračných nástrojov a inštaláciu a uvedenie do prevádzky jedného snímača môže vykonať jedna osoba do 30 minút.

• Prevádzka a kalibrácia: Podporuje jednokľúčové vynulovanie a dvojbodovú kalibráciu na prístroji, zjednodušuje kalibračný proces (vyžaduje iba štandardné závažia 20 % a 100 % menovitej záťaže) a digitálny model umožňuje diaľkovú kalibráciu a konfiguráciu parametrov prostredníctvom softvéru na nadradenom počítači, čím sa zníži prevádzkový prah.

• Nízke náklady na údržbu: Plne uzatvorená konštrukcia znižuje prenikanie prachu a vlhkosti, priemerná ročná poruchovosť je ≤0,3 %; svorkovnica má protiuvolňovaciu konštrukciu a káblové rozhranie má tesnenie proti vode a prachu, v bežnom používaní stačí čistiť štvrťročne a vykonávať kontrolu nulového bodu, údržba je tak minimálna.

• Spätná väzba údajov: Kolísanie údajov statického váženia ≤±0,005 % FS, v kvázidynamických scenároch nie je žiadne výrazné oneskorenie; digitálny model má zabudovaný diagnostický modul porúch, ktorý môže poskytovať okamžitú spätnú väzbu o preťažení, prerušení, neobvyklej teplote a iných stavoch, čo uľahčuje rýchle lokalizovanie problémov.

• Kompatibilita a skúsenosti: Je kompatibilný s viac ako 95 % vážiacich riadiacich zariadení na trhu, podporuje automatické rozdelenie zaťaženia pri paralelnom použití viacerých snímačov, bez potreby dodatočných vyrovnávacích zariadení; inteligentný model sa môže priamo pripojiť k platforme priemyselného internetu vecí (IIoT) a umožňuje diaľkové monitorovanie údajov.

4. Typické aplikačné scenáre

1) Výroba priemyselného vážiaceho zariadenia
• Malé a stredné platformové váhy/podlahové váhy: Základné snímacie jednotky pre platformové a podlahové váhy s nosnosťou 1–50 t, kompaktnej štruktúry vhodnej pre vnútornú inštaláciu vo vážiacich zariadeniach, s vlastnosťami odolnosti voči mimoosému zaťaženiu, čo zabezpečuje konzistentnú presnosť na rôznych vážiacich pozíciách (napr. cenové platformové váhy v supermarketoch, prevádzkové podlahové váhy v dielniach).
• Vážiace zariadenia na mieru: Používané pre nevýbušné elektronické váhy a chemicky odolné váhy, materiál 316L + certifikácia proti výbuchu spĺňa požiadavky špeciálnych odvetví, špicová štruktúra sa prispôsobuje rozmanitým konštrukčným návrhom vážiacich zariadení.

2) Stroje pre stavebníctvo a techniku
• Váženie nakladačov/lôžok: Inštalované v hydraulickom systéme korčule, nepriame váženie prostredníctvom detekcie hydraulického tlaku, špicová štruktúra má vysokú odolnosť voči vibráciám a nárazom, prispôsobuje sa náročným prevádzkovým podmienkam stavebných strojov, presnosť dosahuje ±0,5 % FS.
• Sledovanie tlaku hydraulických podpier: Monitorovanie pracovného odporu hydraulických podpier v uhlových baních, použitie výbuchove bezpečných snímačov rámovej konštrukcie s ochranou IP67, schopných dlhodobo stabilne pracovať v prašnom a vlhkom prostredí, poskytujúcich dátovú podporu pre bezpečnosť podpier.

3) Priemyselné riadenie procesov
• Váženie malých a stredných zásobníkov na materiál/silá: Váženie dávkovacích zásobníkov a vyrovnávacích silí v farmaceutickom a potravinárskom priemysle so 4 snímačmi namontovanými symetricky, vlastnosť odolná proti mimostrednému zaťaženiu rieši problém posunu ťažiska zásobníka s materiálom a v spolupráci so systémom riadenia umožňuje presné dávkovanie.
• Váženie balicích strojov: Dynamické vážiace moduly pre stroje na balenie častíc a napĺňanie kvapalín s dobou odozvy ≤8 ms, ktoré spĺňajú požiadavky na rýchle balenie, s presnosťou v rozmedzí ±0,1 % ZH, čo zabezpečuje súlad s metrologickými požiadavkami na balenie.

4) Skúšanie materiálov a zariadenia pre vedecký výskum
• Ťahové/tlakové skúšobné stroje: Meranie statickej sily pri skúšaní mechanických vlastností materiálov, presnosť úrovne C2 spĺňa požiadavky vedeckého výskumu, a radiálne usporiadaná konštrukcia zabezpečuje rovnomerné zaťaženie, čo zaručuje opakovateľnosť a presnosť skúšobných dát.
• Zariadenia na skúšanie únavy: Sledovanie zaťaženia pri skúšaní životnosti na únavu komponentov, s počtom cyklov ≥10⁷ a stabilnými mechanickými vlastnosťami, spĺňa požiadavky dlhodobých skúšobných experimentov.

5) Špeciálne priemyselné aplikácie
• Potravinársky a farmaceutický priemysel: Hygienické snímače z nerezovej ocele 316L s povrchovou leštenou úpravou (Ra ≤ 0,8 μm), ktoré vyhovujú normám GMP, používané pri vážení surovín, dávkovaní hotových výrobkov a iných procesoch, čo uľahčuje čistenie a dezinfekciu.
• Ťažba a hutníctvo: Vysokoteplotné špicové snímače (teplotná kompenzácia -40 °C až 120 °C), používané v zariadeniach na triedenie rúd a pri vážení surovín vo výsypkách metalurgických pecí, prispôsobené prevádzkovým podmienkam vysokých teplôt a prašnosti.

5. Pokyny na použitie (Praktická príručka)

1) Inštalačný proces

• Príprava: Vyčistite montážny povrch (uistite sa, že je rovný a bez hrúb, pričom chyba rovinnosti musí byť ≤0,05 mm/m), skontrolujte vonkajší stav snímača (elastomer nemá deformácie a kábel je nepoškodený) a overte si kompatibilitu špecifikácií montážnych skrutiek so snímačom.

• Umiestnenie a upevnenie: Snímač umiestnite kolmo na montážnu základňu, aby sa zaťaženie prenášalo osovo, utiahnite ho momentovým kľúčom podľa predpísaného momentu (odporúča sa 15–40 N·m pre snímače z ocele, 10–30 N·m pre snímače z nehrdzavejúcej ocele) a vyhýbajte sa nadmernému utiahnutiu, ktoré môže poškodiť elastomer.

• Špecifikácie zapojenia: Pre analógové signály dodržiavajte zapojenie podľa princípu „červený – napájanie +, čierny – napájanie –, zelený – signál +, biely – signál –“; pre digitálne signály pripojte zodpovedajúce piny podľa protokolu Modbus; vedenie by malo byť umiestnené mimo silných zdrojov elektromagnetického rušenia (napr. frekvenčné meniče a vysokonapäťové káble), vo vzdialenosti ≥15 cm.

• Ochranné opatrenia: Pri inštalácii v exteriéri alebo vo vlhkých prostrediach použite vodotesné rozvádzače na utesnenie káblových spojov a na vonkajšie časti snímača nainštalujte kryty proti prachu; v koróznym prostredí aplikujte špeciálnu protikoróznu vrstvu na neprenapäté plochy.

2) Kalibrácia a ladenie

• Kalibrácia nuly: Zapnite napájanie a nechajte prístroj predohriať 20 minút, potom spustite príkaz „kalibrácia nuly“ cez vážiaci prístroj alebo nadradený počítač, aby ste zabezpečili, že nulový výstup je v rozmedzí ±0,002 %FS. Ak je odchýlka príliš veľká, skontrolujte vodorovnosť inštalácie.

• Kalibrácia zaťaženia: Postupne umiestnite štandardné závažia 20 % a 100 % menovitého zaťaženia, zaznamenajte výstupné signálne hodnoty snímača, opravte lineárnu chybu pomocou kalibračného softvéru a zabezpečte, aby chyba na každom bode zaťaženia bola ≤ povolenej hodnote príslušnej triedy presnosti (napr. ≤±0,02 %FS pre triedu C3).

• Dynamické ladenie: V kvázi-dynamickej situácii nastavte filtračné parametre prístroja (frekvencia filtrovania 8–15 Hz), otestujte rýchlosť reakcie snímača a stabilitu dát a vyhnete sa tak kolísaniu signálu spôsobenému nárazom materiálu.

3) Bežná údržba

• Pravidelná kontrola: Mesiacne čistite prach a olej z povrchu snímača, skontrolujte tesnosť svoriek káblov; raz za šesť mesiacov vykonajte kalibráciu nuly a raz ročne dokončite kalibráciu plného rozsahu a výkonnostné testy.

• Riešenie porúch: Ak dôjde k posunu údajov, najprv skontrolujte napätie napájania (stabilné 10–30 V DC) a rovnosť inštalačného povrchu; ak je signál nepravidelný, skontrolujte, či nie je kábel poškodený alebo či nie je tenzometrický merací člen preťažený a poškodený, a v prípade potreby vymeňte snímač.

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 10 t možno vybrať snímač 13 – 16 t), pričom ponechajte dostatočnú rezervu na preťaženie, aby sa zabránilo poškodeniu nárazovou záťažou.

• Trieda presnosti: Pre priemyselnú metrológiu vyberte triedu C3 (chyba ≤ ±0,02 %FS); pre vedecký výskum vyberte triedu C2 (chyba ≤ ±0,01 %FS); pre všeobecné monitorovanie vyberte triedu C6 (chyba ≤ ±0,03 %FS).

• Typ signálu: Pre tradičné riadiace systémy vyberte analógové signály (4 – 20 mA); pre inteligentné IoT systémy vyberte digitálne signály (RS485); pre stavebné stroje vyberte modely s protokolom CANopen.

2) Výber na základe prispôsobenia prostrediu

• Teplota: Pre bežné podmienky (-30 °C až 60 °C) vyberte bežné modely; pre vysokoteplotné podmienky (60 °C až 120 °C) vyberte modely s kompenzáciou vysokých teplôt; pre nízkoteplotné podmienky (-50 °C až -30 °C) vyberte modely odolné voči nízkym teplôtam.

• Prostredie: Pre suché prostredie vyberte oceľové zliatiny; pre vlhké/mierne agresívne prostredie vyberte nerezovú oceľ 304; pre vysokoagresívne prostredie (kyselé/alkalické roztoky) vyberte nerezovú oceľ 316L alebo materiály z radu Hastelloy.

• Trieda ochrany: Pre suché priestory uzavreté dovnútra, ≥IP66; pre vonkajšie/vlhké prostredia, ≥IP67; pre podvodné alebo prachom nasýtené prostredia, ≥IP68.

3) Inštalácia a kompatibilita systému

• Spôsob inštalácie: Pre úzke priestory vyberte skrutkové pripojenie na koncovú plochu; pre scenáre s veľkým zaťažením vyberte prírubové pripojenie; ak existuje zreteľné excentrické zaťaženie, uprednostnite vylepšené modely s chybou excentricity ≤ ±0,01 %FS.

• Kompatibilita: Uistite sa, že signál snímača zodpovedá komunikačnému protokolu existujúceho zariadenia/PLC. Ak sa používajú viaceré snímače v kombinácii, vyberte digitálne modely podporujúce adresné kódovanie, aby sa predišlo konfliktom signálov. 4) Potvrdenie dodatočných požiadaviek

• Požiadavky na certifikáciu: Pre aplikácie s nebezpečenstvom výbuchu sú potrebné príslušné certifikáty odolnosti voči výbuchu (napr. Ex d I pre uhlové bane, Ex ia IIC T6 pre chemický priemysel), potravinársky priemysel vyžaduje certifikáciu FDA/GMP a metrológia vyžaduje certifikáciu CMC.

• Špeciálne funkcie: Pre dynamické váženie vyberte modely s dobou odozvy ≤ 5 ms; pre diaľkové monitorovanie vyberte inteligentné modely s bezdrôtovými modulmi LoRa/NB-IoT; pre vysokoteplotné scenáre vyberte špeciálne modely s kompenzačnými čipmi teploty.

Zhrnutie

Snímač váženia typu ramena má kľúčové výhody „silná odolnosť voči bočnému zaťaženiu, kompaktná štruktúra a vysoká stabilita“, čo rieši problém presného váženia pri stredných a nízkych zaťaženiach, obmedzenom priestore a podmienkach bočného zaťaženia. Skúsenosti používateľa sú zamerané na pohodlnú inštaláciu, údržbu bez starostí a spoľahlivé údaje. Pri výbere by mali mať prednosť štyri základné požiadavky: rozsah, presnosť, inštalačný priestor a prostredie, a mali by sa zohľadniť aj kompatibilita systému a dodatočné funkcie. Počas používania je potrebné prísne dodržiavať zásadu axiálneho pôsobenia sily a pravidelné kalibračné predpisy, aby sa zabezpečil dlhodobý stabilný prevádzka. Je vhodný pre priemyselné váhy, stavebné stroje, procesnú kontrolu a iné oblasti a predstavuje ideálne riešenie pre váženie pri stredných a nízkych zaťaženiach a špeciálnych inštalačných podmienkach.

Zobrazenie podrobností

Parametre