Tenziometrický snímač typu CZL204

Úvod do produktu

Typ ráfik vahových bunkách sú detekčné prvky citlivé na silu, ktoré vychádzajú z princípu odporovej deformácie, pričom jadrom konštrukcie je elastomer tvaru ráfika. Keď pôsobí sila, deformácia elastomeru spôsobí zmenu odporu tenzometra, ktorá sa následne premení na merateľné elektrické signály. Kombinujú výhody ako kompaktná štruktúra a vynikajúca odolnosť voči mimostrednému zaťaženiu a bežne sa používajú vo vážiacich aplikáciách so strednými až nízkymi zaťaženiami a obmedzeným priestorom. Nasleduje podrobné vysvetlenie z hľadiska kľúčových parametrov, aby boli splnené požiadavky na produkt výber, technické hodnotenie a tvorbu riešení:

1. Vlastnosti a funkcie produktu

Hlavné funkcie

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

• Presnosť: Trieda presnosti pokrýva C2 – C6, pričom najrozšírenejšie modely dosahujú triedu C3. Chyba nelinearity ≤ ±0,02 %FS, chyba opakovateľnosti ≤ ±0,01 %FS, drift nuly je kontrolovaný v rámci ≤ ±0,003 %FS/℃ a zachováva sa dobrá stabilita presnosti aj v podmienkach dynamického prerušovaného zaťaženia.
• Materiál a ochrana: Elastomer bežne využíva legovanú oceľ (mezná pevnosť ≥ 900 MPa) alebo nerezovú oceľ 304/316L, pričom povrch je pasivovaný alebo niklový pre zvýšenie odolnosti voči korózii; ochranná trieda je zvyčajne IP66/IP67 a špeciálne vyrábané modely môžu dosiahnuť stupeň IP68, čo je vhodné pre vlhké a prašné priemyselné prostredia.
• Inštalačná kompatibilita: Horné a dolné koncové plochy používajú upevnenie skrutkami alebo prírubové spojenie, pričom niektoré modely podporujú adaptáciu závitov. Inštalačná výška je nízka (minimálne 18 mm), vhodná pre úzke priestory, ktoré sú hlavne namáhané vertikálnymi silami, a môže byť použitá samostatne alebo v kombinácii viacerých jednotiek.

Hlavná funkcia

• Detekcia hmotnosti/sily: Podporuje statické váženie a kvázi-dynamické váženie (doba odozvy ≤ 8 ms), s meracím rozsahom od 0,1 t do 200 t. Bežné aplikácie sa nachádzajú v rozsahu 1 t – 50 t a niektoré vyrábané 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). Niektoré inteligentné modely podporujú protokol CANopen a môžu byť priamo pripojené k PLC, DCS a systémom riadenia váženia.
• Dodatočné funkcie: Integruje kompenzáciu teplotnej rozťažnosti v širokom rozsahu teplôt (-30 °C ~ 80 °C), má ochranu proti preťaženiu (150 % – 250 % menovitého zaťaženia), modely s výbušnou nevýbušnosťou sú certifikované Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga a niektoré modely majú konštrukčné riešenie na ochranu pred prerušením kábla.
• 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. Riešené kľúčové problémy

• Nepresné meranie pri zaťažení mimo os: Na vyriešenie problému nadmerných chýb tradičných snímačov pri neosiach zaťaženiach, prostredníctvom optimalizácie prenosu sily vo špicovej konštrukcii, sa chyba excentrického zaťaženia udržiava v rozmedzí ±0,03 % FS, čím sa riešia problémy s presnosťou v prípadoch ako excentricita sila alebo náraz materiálu.
• Náročná inštalácia v úzkych priestoroch: Vďaka svojim „krátkym a hrubým“ konštrukčným charakteristikám (priemer 50 – 200 mm, výška 20 – 80 mm) rieši problémy s prispôsobením inštalácie v priestorovo obmedzených scenároch, ako napríklad vo vnútri zariadení, malých vážiacich prístrojoch a zabudovaných vážiacich moduloch, bez potreby dodatočného nadbytočného priestoru.
• Náchylnosť na poškodenie pri vibráciách a nárazoch: Rozloženie napätia v elastomérovej špicovej konštrukcii je rovnomernejšie a jej odolnosť voči nárazom je o viac ako 30 % vyššia v porovnaní so senzormi stĺpcového typu, čo účinne zabraňuje trvalému deformovaniu snímača v prípade mechanického vibrovania alebo dopadu materiálu a predlžuje tak jeho životnosť.
• Nedostatočná prispôsobivosť viacerým scenárom: Prostredníctvom vylepšenia materiálu (napr. nerezová oceľ 316L) a posilnenej ochrany (IP68) rieši problém korózie snímačov vo vlhkých a agresívnych prostrediach, ako sú spracovanie potravín a dávkovanie chemikálií, pričom model odolný voči výbuchu spĺňa bezpečnostné požiadavky pre horľavé a výbušné prostredia.
• Zložitá integrácia a pripájanie systému: Podporuje viacero typov výstupných signálov a najbežnejšie priemyselné protokoly, čím rieši problémy kompatibility s PLC rôznych výrobcov (napr. Mitsubishi, Schneider) a vážiacimi prístrojmi a zníži tak investície do medzičlánkov, ako sú prevodníky signálu.

3. Používateľské zážitky

• Pohodlie inštalácie: Štandardizované montážne otvory na koncových plochách a referenčné meracie plochy spolu so špeciálnymi tesneniami a upevňovacími skrutkami umožňujú horizontálne nastavenie bez potreby použitia odborných kalibračných nástrojov. Inštaláciu a uvedenie do prevádzky jedného snímača môže vykonať jedna osoba do 30 minút.
• Prevádzka a kalibrácia: Podporuje kalibráciu jedným tlačidlom na nulu a dvojbodovú kalibráciu prístroja, čo zjednodušuje proces kalibrácie (vyžaduje iba štandardné závažia 20 % a 100 % menovitej záťaže). Digitálny model umožňuje diaľkovú kalibráciu a konfiguráciu parametrov prostredníctvom softvéru na riadiacom počítači, čím sa zníži prevádzkový prah.
• Nízke náklady na údržbu: Plne uzatvorená štruktúra znižuje prenikanie prachu a vlhkosti, priemerná ročná poruchovosť je ≤ 0,3 %; svorkovnica má protiuvolňovací dizajn a káblové rozhranie je tesnené proti vode a prachu. V bežnom používaní stačí štvrťročné čistenie a kontrola nulového bodu, údržba je tak minimálna.
• Spätná väzba údajov: Kmitanie údajov statického váženia ≤ ±0,005 %FS, v kvázidynamických scenároch bez výrazného oneskorenia; digitálny model obsahuje integrovaný modul diagnostiky porúch, ktorý umožňuje okamžitú spätnú väzbu pri preťažení, prerušení, abnormálnej teplote a iných stavoch, čo uľahčuje rýchle lokalizovanie problémov.
• Kompatibilita: Kompatibilný s viac ako 95 % vážiacich riadiacich zariadení na trhu, podporuje automatické rozdeľovanie zaťaženia pri paralelnom použití viacerých snímačov, čím odpadá potreba dodatočných vyrovnávačov; inteligentný model možno priamo pripojiť k priemyselnému IoT platforme na dosiahnutie diaľkového monitorovania 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, kompaktná štruktúra vhodná na vnútornú inštaláciu do vážiacich zariadení, vlastnosti odolné voči mimoosému zaťaženiu zabezpečujú konzistentnú presnosť na rôznych vážiacich pozíciách (napr. cenové platformové váhy v supermarketoch a prevádzkové podlahové váhy).

• 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) Strojársky a stavebný stroj

• Váženie nakladačov/lôžok: Inštalované v hydraulickom systéme korby, nepriame váženie detekciou hydraulického tlaku, rámová konštrukcia má vysokú odolnosť proti vibráciám a nárazom, prispôsobená náročnému prevádzkovému prostrediu stavebných strojov, s presnosťou až ±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) Priemyselná regulácia procesov

• Váženie malých a stredných nádrží na materiál/silo: Váženie dávkovacích nádrží a vyrovnávacích sil v farmaceutickom a potravinárskom priemysle s 4 snímačmi namontovanými symetricky, vlastnosťami proti skosenému zaťaženiu riešiacimi problém posunutého ťažiska nádrží na materiál a spoluprácou so systémom riadenia umožňujúci presné dávkovanie.

• Váženie balicích strojov: Dynamické vážiace moduly pre stroje na balenie častíc a napĺňacie stroje na kvapaliny s dobou odozvy ≤8 ms na splnenie požiadaviek rýchleho balenia a s presnosťou v rozmedzí ±0,1 % ZH na zabezpečenie dodržania merania balenia.

4) Skúšanie materiálov a zariadenia pre vedecký výskum

• Ťahové/tlakové skúšobné stroje: Meranie statickej sily v mechanike materiálov, presnosť úrovne C2 dokáže spĺňať požiadavky testovania na úrovni vedeckého výskumu, špicová konštrukcia rovnomerne rozdeľuje zaťaženie a zabezpečuje opakovateľnosť a presnosť skúšobných dát.

• Zariadenie na skúšanie únavy: Monitorovanie zaťaženia pri skúšaní životnosti na únavu komponentov, s počtom cyklov ≥10⁷ a stabilnými mechanickými vlastnosťami, schopné spĺňať požiadavky dlhodobých skúšobných experimentov.

5) Špeciálne priemyselné aplikácie

• Potravinársky a farmaceutický priemysel: Hygienické snímače z nehrdzavejúcej ocele 316L, s povrchovou leštenou úpravou (Ra ≤0,8 μm), vyhovujúce normám GMP, používané pri vážení surovín, dávkovaní hotových výrobkov a iných procesoch, čo uľahčuje čistenie a dezinfekciu.

• Baníctvo a hutníctvo: Vysokoteplotné špicové snímače (kompenzačná teplota -40 °C až 120 °C), používané v zariadeniach na triedenie rúd a pri vážení kôl na metalurgické pece, schopné vyhoviavať požiadavkám prevádzky vo vysokoteplotných a prachových prostrediach.

5. Pokyny na použitie (Praktická príručka)

1) Inštalačný proces

• Príprava: Vyčistite montážny povrch (uistite sa, že je rovný a bez hrotov, s chybou rovinnosti ≤0,05 mm/m), skontrolujte vonkajší stav snímača (elastomer nemá deformácie a kábel nie je poškodený) a overte kompatibilitu špecifikácií upevňovacích skrutiek so snímačom.

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

• Špecifikácia zapojenia: Pre analógové signály dodržiavajte zapojenie podľa pravidla „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 káble vysokého napätia) vo vzdialenosti ≥15 cm.

• Ochranné opatrenia: Pri inštalácii v exteriéri alebo vo vlhkých prostrediach použite vodotesnú rozvádzačku na utesnenie káblových spojov, na vonkajšiu časť snímača možno nainštalovať ochranu proti nečistotám; v koróznom prostredí by sa malo naniesť špeciálne protikorózne povlak na neprenapäté plochy.

2) Kalibrácia a ladenie

• Kalibrácia nuly: Zapnite napájanie a nechajte prístroj zohriať 20 minút, potom vykonajte príkaz „kalibrácia nuly“ cez vážiaci prístroj alebo hlavný počítač, aby ste zabezpečili, že výstup na nule je v rámci ±0,002 %FS. Ak je odchýlka príliš veľká, skontrolujte úroveň 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 v miestnostiach, ≥ IP66; pre vonkajšie/vlhké prostredia, ≥ IP67; pre podvodné alebo prachom zatienené prostredia, ≥ IP68.

3) Inštalácia a kompatibilita systému

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

• Kompatibilita: Potvrďte, že signál snímača zodpovedá komunikačnému protokolu existujúceho zariadenia/PLC. Ak sa viacero snímačov používa spoločne, vyberte digitálne modely s podporou adresného kódovania, aby sa predišlo konfliktom signálov. 4. Potvrdenie dodatočných požiadaviek

• Požiadavky na certifikáciu: Scenáre s výbušným prostredím vyžadujú zodpovedajúcu certifikáciu triedy výbušnosti (napr. Ex d I pre uhlové bane, Ex ia IIC T6 pre chemický priemysel), potravinársky priemysel vyžaduje certifikáciu FDA/GMP a meracie scenáre vyžadujú 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 záťaže typu radiálnej príruby má „vysokú odolnosť voči mimostrednému zaťaženiu, kompaktnú štruktúru a vysokú stabilitu“ ako svoje hlavné výhody, pričom primárne rieši presné váženie pri strednej až nízkej záťaži, obmedzenom priestore a podmienkach mimostredného zaťaženia. Skúsenosti používateľa sú zamerané na jednoduchú inštaláciu, bezproblémovú údržbu a spoľahlivé dáta. Pri výbere modelu je nevyhnutné najprv objasniť štyri základné požiadavky: rozsah, presnosť, inštalačný priestor a prostredie, a potom urobiť rozhodnutie v kombinácii so systémovou kompatibilitou a dodatočnými funkciami; počas používania je nevyhnutné prísne dodržiavať princíp axiálnej sily pri inštalácii a predpisy pravidelného kalibrovania, aby sa zabezpečil dlhodobý stabilný prevádzkový chod. Je vhodný pre priemyselné vážiace prístroje, stavebné stroje, procesnú kontrolu a iné oblasti a predstavuje ideálne senzorické riešenie pre váženie pri strednej až nízkej záťaži a špeciálne inštalačné scenáre.

Zobrazenie podrobností

Parametre