Konzolni žarek tehtanja senzor CZL801L2

Nosilec z enojno stransko nosilko je silo občutljiv detekcijski element, ki temelji na principu upornosti obteženosti, z elastičnim telesom v obliki nosilca z enojno stransko nosilko, ki je na enem koncu trdno pritrjeno in na drugem koncu prosto nosilno, kot njegova osnovna struktura. Ko je izpostavljen sili, upogibna deformacija nosilca poganja tenzometer, da ustvari spremembe upornosti, ki se nato pretvorijo v standardizirane električne signale. Kombinira prednosti, kot so zmerna nosilnost, fleksibilni namestitveni prostor in močna odpornost proti udarom, in se pogosto uporablja v primerih koncentriranih obremenitev srednje in nizke razine, kot so industrijski rezervoarji za materiale, platformske tehtnice in trakne tehtnice. Naslednje podrobnosti so predstavljene iz osnovnih dimenzij, da bi izpolnile potrebe izdelek izbire, tehnične ocene in pisanja rešitev:

1. Značilnosti izdelka in osnovne funkcionalne značilnosti

1) Konstruktivna zasnova: Uporablja integrirano konzolno nosilno konstrukcijo (debelina nosilca 8–50 mm, dolžina 50–300 mm) z več skupinami montažnih lukenj na strani pritrditve za izboljšanje stabilnosti. Napetost na obremenjenem koncu je osredotočena na srednji del nosilca, kar omogoča merjenje navpično usmerjenih koncentriranih obremenitev, z odlično odpornostjo proti udarom (lahko prenese trenutne udare do 200 %–300 % nazivne obremenitve) ter visoko učinkovitost prenosa napetosti.

2) Natančnostne lastnosti: Razred natančnosti zajema razred C3–C6, pri čemer dosežejo glavni modeli razred C3. Napaka nelinearnosti ≤ ±0,02 %NS, napaka ponovljivosti ≤ ±0,01 %NS, drift ničle ≤ ±0,003 %NS/°C, stabilnost natančnosti pa je nadpovprečna v primerjavi s podobnimi senzorji v srednjem območju obremenitve 50 kg–5 t.

3) Materiali in zaščita: Elastično telo se pogosto izdeluje iz jekla z dodatki (Q235, 40CrNiMoA) ali nerjavnega jekla 304/316L, površina pa je obdelana s pikljanjem in odstranjevanjem rje ter nato poniklanjem (za jeklo z dodatki) ali pasiviranjem (za nerjavno jeklo); zaščitni razred je navadno IP66/IP67, industrijski težki modeli pa lahko dosegajo IP68, kar jih naredi primerne za kompleksna industrijska okolja, kot so prašna in vlažna okolja.

4) Kompatibilnost namestitve: Nepremični konec podpira vijakno povezavo ali zvarjenje, nosilni konec pa se lahko poveže prek navojev, flančev ali pritiskovnih glav. Primerno za namestitev na dnu, strani in drugih položajih opreme, uporablja se lahko posamezno ali vzporedno, z visoko stopnjo kombinacijske fleksibilnosti.

JEDRNE FUNKCIJE

1) Merjenje sile srednjega dosega: Osredotočen na statično/kvazidinamično tehtanje srednje in nizke obremenitve (čas odziva ≤ 7 ms), z razponom od 50 kg do 20 t, pri čemer so tipične uporabe koncentrirane v razponu od 1 t do 10 t. Nekatere izvedbe za težke obremenitve je mogoče razširiti do 50 t, kar zadovoljuje potrebe večine industrijskih scenarijev srednje obremenitve.

2) Standardizirani izhodni signal: Ponuja analognih signala (4–20 mA, 0–5 V, 0–10 V) in digitalnih signalov (RS485/Modbus RTU), nekateri modeli industrijskega razreda podpirajo tudi protokol HART, kar omogoča neposredno povezavo s PLC, DCS in sistemi za upravljanje tehtanj brez dodatnih modulov za kondicioniranje signalov.

3) Funkcija zaščite in varnosti: Vgrajena kompenzacija temperature v širokem temperaturnem območju (-20 ℃ ~ 80 ℃), ima zaščito proti preobremenitvi (150 % - 250 % nazivne obremenitve, modeli iz jeklenih zlitin dosegajo 300 %), eksplozijsko varni modeli so certificirani z Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6, nekateri modeli vključujejo tudi kabelske priključke za preprečevanje izvlečenja.

4) Dolgoročna zanesljivost : Življenjska doba pri utrujanju ≥ 10⁶ ciklov obremenitve, letni drift ≤ ±0,015 % NS pri nazivni obremenitvi, primerno za scenarije dolgoročnega neprekinjenega delovanja, kot so industrijske proizvodne linije in nadzor materialnih rezervoarjev.

2. Osnovni rešeni problemi

1) Težave pri namestitvi opreme na rob: S tem ko odpravi omejitev tradicionalnih senzorjev, ki zahtevajo simetrično namestitev, se struktura konzolnega nosilca z »enojno stransko pritrditvijo« lahko neposredno namesti na spodnji rob opreme ali na stran nosilca, s čimer se reši problem nezadostnega prostora za namestitev v sredini opreme, kot so posode za materiale in platformske tehtnice.

2) Merjenje srednjedaljne koncentrirane obremenitve: V srednjem območju od 1 t do 10 t se prek optimiziranega načrtovanja napetosti v nosilcu napaka pri merjenju koncentriranega bremena omeji na ±0,02 % NS, kar izpolnjuje zahteve po natančnosti v primerih srednjih obremenitev, kot so industrijsko doziranje in tehtanje končnih izdelkov.

3) Poškodbe zaradi dinamičnega udarnega bremena: Lastnosti deformacije dušilnika na konzolnem nosilcu lahko učinkovito absorbirajo trenutni udarec, ki ga povzroči padec materiala in vibracije opreme, ter tako rešujejo težave s hitrim poškodovanjem in odmikom natančnosti tradicionalnih senzorjev v dinamičnih pogojih.

4) Tehtanje z več senzorji: Senzorji imajo dobro konzistentnost (napaka ≤ ±0,01 % NS za isto serijo), podpirajo 2–4-težiščno vzporedno kombinacijo pri tehtanju in rešujejo probleme prištevanja uteži ter enotnosti natančnosti v primerih razpršenih sil, kot so velike platformske tehtnice in posode za materiale.

5) Prilagoditev zahtevnim industrijskim okoljem: S uporabo trdnega jekla in konstrukcije z zaščitnim razredom IP67 ali višjim so rešene težave s korozijo senzorjev in nenormalnimi signalnimi vrednostmi v okoljih z prahom (npr. v rudnikih), vlažnostjo (npr. v kemični industriji) in rahlo korozijo (npr. pri galvanskih postopkih).

3. Uporabniško izkušnjo

1) Visoka fleksibilnost namestitve: Standardizirane montažne luknje na nepremičnem koncu so prilagodljive različnim strukturam opreme, kar odpravlja potrebo po strokovnih orodjih za pozicioniranje. Kalibracijo namestitve je mogoče dokončati z vodno tehtnico, ena oseba pa lahko v 20 minutah dokonča pritrditev in ožičenje posameznega senzorja.

2) Enostavna uporaba in kalibracija: Podpira enostavno ničlenje tehtnice, postopek trotočne kalibracije (25 %, 50 %, 100 % nazivne obremenitve) pa je prilagojen scenarijem srednjega obsega, digitalni model pa omogoča oddaljeno nastavitev parametrov in kalibracijo prek programske opreme računalniškega glavnega sistema.

3) Nadzorovani stroški vzdrževanja: Popolnoma tesna konstrukcija zmanjšuje prodor prahu, letna povprečna stopnja okvar je ≤ 0,5 %; osnovni sestavni deli ( tenziometri , terminali) so neodvisno pakirani in lokalne napake je mogoče popraviti ločeno, brez potrebe po zamenjavi celotnega sistema.

4) Stabilna povratna informacija podatkov: Nihanje statičnih merilnih podatkov ≤ ±0,005 % NS, s hitrim odzivom in brez zamujevanja v kvazidinamičnih scenarijih (npr. trakni transporter); digitalni model je opremljen s funkcijo diagnostike napak, ki omogoča takojšnja opozorila za nepravilnosti, kot so preobremenitev in premajhen napetostni nivo.

5) Možnost močne kombinacije: Ko so več senzorjev priključenih vzporedno, podpira samodejno porazdelitev obremenitve, kar odpravlja potrebo po dodatni izravnalni enoti, prilagaja se konstrukcijskim zahtevam platformskih tehtnic in posod za različne velikosti ter zmanjšuje zahtevnost integracije sistema.

4. Tipični primeri uporabe

1) Tehtanje industrijskih posod za materiale/vsebnikov
• Posode za kemične surovine: Tehtanje posod za shranjevanje kemičnih surovin 1–10 t, pri čemer sta na nosilcu dna posode simetrično nameščena 2–4 prečna senzorja. Material iz jeklenega litja je odporen proti koroziji, zaščita IP67 je primerna za vlažno okolje delavnice, natančnost ±0,02 % NS pa zagotavlja točno merjenje zalih.

• Zasipni rezervoarji za hrano/moko: Tehtanje dozirnih rezervoarjev v prehrambeni industriji zrno, s senzorji, nameščenimi na nosilnih nogah na dnu rezervoarja. Protibarvna konstrukcija prenese udarec padajočega materiala in v kombinaciji s sistemom krmiljenja omogoča natančno doziranje.

2) Tehtanje trakovnih tehtnic/transporterjev
• Industrijske tehtnice na traku: Tehtanje trakovnih prevoznikov za razsipek v rudnikih in elektrarnah, s senzorji, nameščenimi na nosilcu valjčkov, ki prenaša skupni obremenitvi traku in materialu. Čas odziva ≤ 7 ms je prilagodljiv za neprekinjene prevozne scenarije, z merilno natančnostjo ±0,1%.

• Prevoznik: Uporablja se za tehtanje v vrsti in razvrščanje v elektronski in prehrambeni industriji. Senzorji so vgrajeni na dnu prevoznika za detekcijo teže izdelka v realnem času ter povezani z mehanizmom za razvrščanje. Srednja natančnost ustreza potrebam serijske proizvodnje.

3) Tehtnice za srednje in manjše tovornjake/ploščaste tehtnice

• Delovna tehtnica za delavnico: tehtnica za delavnico s kapaciteto 1–5 t. Štirje senzorji z strižnimi žarki so nameščeni v štirih kotih telesa tehtnice. Pritrjeni konec je pritrdjen na tla, nosilni konec pa prenaša obremenitev telesa tehtnice. Odpornost proti ekscentrični obremenitvi zagotavlja dosledno natančnost tehtanja na različnih položajih.

• Tehtnica za vilijako: Prenosljiva tehtna naprava za vilijako. Senzorji so nameščeni na nosilcu vilijake vilijaka in prenašajo navpično obremenitev blaga. Material iz legiranega jekla je odporen proti udarom, primernega za dinamične zahteve pri tehtanju med obratovanjem vilijaka.

4) Nadzor sile pri avtomatizaciji opreme

• Nadzor tlaka pri krpeljnih napravah: Nadzor tlaka pri majhnih krpeljnih strojih. Senzorji so nameščeni med krpeljnim delom in telesom stroja ter zagotavljajo takojšnjo povratno informacijo o vrednosti krpeljne sile, s čimer preprečujejo poškodbe kalibrov zaradi preobremenitve. Točnost ±0,01 %NS zagotavlja kakovost krpeljenja.

• Nadzor sile pri sestavljanju robotov: Nadzor tlaka v procesu sestave industrijskih robotov. Senzorji strižnih nosilcev so integrirani na koncu robotske roke za zaznavanje sestavnega tlaka in prilagoditev sile gibanja, primerni za sestavo avtomobilskih delov in elektronskih komponent.

5) Posebne industrijske uporabe

• Eksplozijsko varni scenariji: Eksplozijsko varna tehtna oprema za premogovne mine in industrijo nafte ter plina. Uporabljajo se eksplozijsko varni senzorji strižnih nosilcev Ex d IIB T4, nameščeni v eksplozijsko varne tehtne ohišja, da izpolnijo varnostne zahteve v eksplozivnih okoljih.

• Korozivna okolja: Tehtna oprema za galvansko obdelavo in kemično industrijo. Senzorji iz nerjavnega jekla 316L z površinsko pasivacijsko obdelavo so odporni na korozijo zaradi kislin in alkalij, primerni za aplikacije, kot so detekcija koncentracije galvanskih raztopin in tehtanje kemičnih reagentov.

5. Navodila za uporabo (praktični vodnik)

1) Postopek namestitve

• Priprava: Očistite površino za namestitev (prepričajte se, da je ravna, brez olja in da napaka ravnotežja ≤0,1 mm/m), preverite videz senzorja (nobena deformacija nosilca in nobena poškodba kabla) ter izberite montažne vijake v specifikaciji M12-M24 glede na obseg.

• Pozicioniranje in pritrditev: Pritrditev fiksne strani senzorja na držalo opreme z vijaki, da se zagotovi trdna fiksacija brez lufta; nosilni konec naj tesno prilega nosilni konstrukciji, da se zagotovi, da obremenitev deluje navpično na nosilec, ter se izognemo stranskim in torzijskim silam.

• Določila za ožičenje: Za analognih signale sledite načelu ožičenja »rdeča - napajanje +, črna - napajanje -, zelena - signal +, bela - signal -«; za digitalne signale se priključite glede na ustrezne pine protokola Modbus; ožičenje naj bo oddaljeno od močnih virov motenj, kot so pretvorniki frekvence, z razdaljo ≥15 cm.

• Zaščitna obravnava: Pri zunanjih montažah je treba dodati pokrov proti dežju; v vlažnem okolju je treba kabelske spojke tesno zapreti z vodotesnimi razdelilnimi omaricami; v korozivnem okolju je treba nepreobremenjeno površino senzorja obdelati s posebnim protikorozijskim premazom.

2) Kalibracija in vzdrževanje

• Ničelna kalibracija: Vklopite napajanje in segrevajte 30 minut, nato izvedite ukaz »ničelna kalibracija«, da zagotovite, da je ničelni izhod znotraj ±0,002 %NS. Če je odstopanje preveliko, preverite, ali je namestitev trdna in ali obstaja stranska sila.

• Kalibracija obremenitve: Postavite standardne uteži 25 %, 50 % in 100 % nazivne obremenitve zaporedoma, zapišite vrednosti izhodnega signala v vsaki točki, popravite linearno napako s pomočjo kalibracijske programske opreme in zagotovite, da je napaka v vsaki točki obremenitve ≤ dovoljeni vrednosti razreda C3 (±0,02 %NS).

• Linarna preizkušnja: Enakomerno izberite 5 preizkusnih točk znotraj obsega, preverite linearnost izhodnega signala, linearna napaka naj bo ≤ ±0,015 %NS in zagotovite stabilnost točnosti v srednjem obsegu.

3) Redna vzdrževanja

• Redni pregled: Mesečno očistite prah in olje s površine senzorja, preverite tesnost pritrdilnih vijakov; enkrat na četrtletje izvedite kalibracijo ničelne točke ter enkrat letno celotno kalibracijo in preskus zmogljivosti.

• Odpravljanje napak: Ko pride do driftanja podatkov, najprej preverite napetost napajanja (stabilna pri 12–24 V enosmernega toka); kadar je odčitek nenavaden, preverite preobremenitev (preseganje 300 % nazivne obremenitve lahko povzroči poškodbo) ali deformacijo nosilca ter po potrebi zamenjajte senzor.

6. Metoda izbire (natančno usklajevanje z zahtevi)

1) Določitev osnovnih parametrov

• Izbira obsega: Izberite model z obsegom 1,3–1,6-krat večjim od dejanske največje obremenitve (npr. za največjo obremenitev 5 t izberite senzor 6,5–8 t), da pustite prostor za udarno obremenitev in varnostni faktor.

• Razred natančnosti: Izberite razred C3 (napaka ≤ ±0,02 %NS) za industrijsko merilno tehniko, razred C6 (napaka ≤ ±0,03 %NS) za splošno nadzorovanje in model razreda C3 z odzivnim časom ≤ 7 ms za dinamično tehtanje.

• Vrsta signala: Izberite analogni signal (4–20 mA) za tradicionalne nadzorne sisteme, digitalni signal (RS485) za inteligentne sisteme in modele z brezžičnim modulom za scenarije industrijskega interneta stvari (IIoT).

2) Izbira glede na okoljsko primernost

• Temperatura: Za običajne pogoje izberite navadne modele (-20 °C~60 °C), za visoke temperature kompenzacijske modele za visoke temperature (60 °C~120 °C) in za nizke temperature odporne modele (-40 °C~-20 °C).

• Sredstvo: Izberite zlitino jekla (niklirano) za suhe pogoje, nerjavno jeklo 304 za vlažne / nekoliko korozivne pogoje in nerjavno jeklo 316L za zelo korozivne pogoje (kislinsko-bazne raztopine).

• Zaščitni razred: ≥IP66 za suhe notranje prostore, ≥IP67 za zunanje/vlažne prostore in ≥IP68 za podvodne ali prašne prostore.

3) Namestitev in združljivost sistema

• Način vgradnje: Za namestitev na dno izberite vijak, za stransko namestitev pa priključek s flenco; kadar se več senzorjev uporablja v tehtnem sistemu, izberite digitalne modele, ki podpirajo naslovno kodiranje, da se izognete konfliktom signalov.

• Kompatibilnost: Preverite, ali signal senzorja ustreza protokolu komunikacije obstoječega števca/PLC-ja; na primer za Siemens PLC izberite prednostno modele, ki podpirajo protokol Profibus, da zmanjšate težave pri integraciji.

4) Potrditev dodatnih zahtev

• Zahteve po certifikaciji: Za eksplozijsko varne scenarije so potrebne ustrezne certifikacije (Ex d I za premogovnike, Ex ia IIC T6 za kemično industrijo), za merilne namene je potrebna CMC certifikacija, izvozni izdelki pa morajo imeti OIML certifikacijo.

• Posebne značilnosti: Za dinamično tehtanje izberite izboljšano, udaru odporno izvedbo (udarno obremenitev ≥300%FS); za oddaljeno nadzorstvo izberite modele z moduli NB-IoT/LoRa; za visokotemperaturne pogoje izberite posebne modele s čipi za kompenzacijo temperature.

Povzetek

Nosilec tovornega člena z nosilnim žarkom ima ključne prednosti »natančnost v srednjem območju, fleksibilna namestitev in visoka odpornost proti udarom« ter se predvsem ukvarja s problemi, kot so robovna namestitev opreme, merjenje koncentrirane obremenitve in zaščita pred dinamičnimi udari v industrijskih scenarijih srednje obremenitve. Uporabniška izkušnja se osredotoča na priročno namestitev, vzdrževanje brez skrbi in dobro združljivost s sistemom. Pri izbiri modela je potrebno najprej pojasniti štiri temeljne zahteve glede obsega, natančnosti, mesta namestitve in okolja, nato pa odločitev sprejeti na podlagi združljivosti s sistemom in dodatnih funkcij; med uporabo je treba izogibati stranskim silam in preobremenitvi ter strogo upoštevati redna umeritvena navodila, da se zagotovi dolgotrajno stabilno delovanje. Primerno je za industrijske rezervoarje za materiale, trakove za tehtanje, majhne in srednje tehtnice ter druge področja in predstavlja glavno rešitev za senzorje v industrijskih tehtalnih scenarijih z nizko do srednjo obremenitvijo.