Stolpična tehtnica CZL425H

Predstavitev produkta

Kolumna merilnih celicah so komponente, občutljive na silo, ki temeljijo na principu tenziometričnega merila. Pri delovanju sile povzročijo deformacijo cilindričnega elastičnega telesa, s čimer nastane raztezek, ki ga tenziometer pretvori v električni signal. Ima visoko togost, močno odpornost proti motnjam itd. in se pogosto uporablja v primerih srednjih in težkih obremenitev. V nadaljevanju so predstavljene podrobnosti glede osnovnih dimenzij, da bi izpolnile potrebe izdelek izbire, tehnične ocene in pisanja rešitev:

1. Značilnosti in funkcije izdelka

Jedrske značilnosti

• Konstrukcijski načrt: Cilindrični elastomer (premer 10–100 mm po izbiri), konstrukcija z visoko togostjo (visoka lastna frekvenca), močna odpornost proti obremenitvi zunaj središča/stranskim silam (običajno zmore stranske sile ±5 % do ±10 % nazivne obremenitve) ter dobra enakomernost sile.

• Natančna zmogljivost: Visoka točnost (običajno razred C3, C6, pri nekaterih visokorazrednih modelih do C1), nelinearnost ≤±0,01 %NS, ponovljivost ≤±0,005 %NS in majhen drift ničle (≤±0,002 %NS/°C).

• Materiali in zaščita: Možnosti materiala elastomera vključujejo jeklo z dodatki (cenejša verzija, trdnost pri raztezanju ≥800 MPa) ali nerjaveče jeklo (304/316L, odporen proti koroziji), stopnja zaščite IP67/IP68 po izbiri, primerno za vlažne, prahne in rahlo agresivne okolje.

• Kompatibilnost namestitve: Obe končnici sta z navojem (M12-M60) ali ploščatnim priključkom, kompaktni montažni prostor, primerno za navpične/osijske sile, več senzorjev se lahko priključi vzporedno za tvorbo tehtnice (podpira hkratno delovanje 4–8 senzorjev).

JEDRNE FUNKCIJE

• Merjenje sile/mase: Podpira statično/ dinamično tehtanje (dobiš časa odziva ≤ 5 ms) z obsežnim merilnim območjem (1 t - 500 t, pri nekaterih prilagojenih modelih do 1000 t).

• Izvirni signal: Omogoča analogni signal (4 - 20 mA, 0 - 10 V) ali digitalni signal (RS485/Modbus, HART), združljiv s standardnimi tehtnimi instrumenti, PLC-ji in DCS sistemi.

• Dodatne funkcije: Nekateri modeli vključujejo kompenzacijo temperature (-20 °C - 80 °C), zaščito proti preobremenitvi (150 % - 200 % nazivne obremenitve), certifikacijo za varnost pred eksplozijo (Ex ia IIC T6) ter zaščito pred strelami.

• Dolgoročna zanesljivost: Dolga življenjska doba pri menjavni obremenitvi (≥ 10⁶ ciklov obremenitve), dobra stabilnost ničle in letni drift ≤ ±0,01 %FS.

2. Osnovni rešeni problemi

•Nezadostna točnost merjenja: Za reševanje slabih lastnosti pri ekscentrični obremenitvi in velikih nihanjih podatkov pri tradicionalnih senzorjih so uporabljeni visoko tog strukturni dizajn in precizna tehnologija lepljenja tenzometrov, da se zagotovi napaka merjenja ≤ ±0,02 %FS pri ekscentrični obremenitvi.

•Slaba prilagodljivost na zahtevna okolja: Material iz nerjavnega jekla + zasnova zaščite IP68 odpravita težave s poškodbami senzorjev in driftom signalov v pogojih vlage, prahu ter kislo-bazne korozije (na primer v kemičnih silosih in zunanjih tehtnicah).

•Omejitve namestitve in prostora: Kompaktna valjasta struktura + fleksibilen način povezave odpravita težave z omejenim namestitvenim prostorom in težavami pri vodenju aksialnih sil pri velikih napravah (na primer pri reakcijskih kotlih in mostnih ječah).

•Stabilnost merjenja pri težkih obremenitvah: Visoko tog elastomerno telo + zasnova za zaščito pred preobremenitvijo preprečujeta trajno deformacijo senzorjev v srednje in težko obremenjenih scenarijih (na primer pri tehtnicah za tovornjake in tehtnicah za kontejnere na pristaniščih), kar zagotavlja dolgoročno zanesljivost merjenja.

•Težave s skladnostjo sistema: Na voljo so različni načini izhodnega signala, ki odpravijo težave pri povezovanju z različnimi nadzornimi sistemi (na primer Siemens PLC in dotikalni zaslon Kunlun Tongtai), zaradi česar ni potrebno dodatnih pretvornikov signalov.

3. Uporabniško izkušnjo

•Vgrajevanje: Standardizirani navojni/prirobnični vmesniki, skupaj z montažnimi ključi in ločilnimi zatiči, omogočajo montažo s strani ene osebe; na dnu so rezervirane vodoravne nastavitvene luknje za enostavno kalibracijo smeri sile.

• Delovanje in kalibracija: Ničelna kalibracija je preprosta (enotipna ničelnja prek merilnika), podpira kalibracijo s standardnimi utežmi (čas kalibracije ≤ 10 minut) in jo pri nekaterih digitalnih modelih je mogoče izvesti na daljavo prek programske opreme.

• Nizki stroški vzdrževanja: Zaprt dizajn strukture odpravlja potrebo po pogostem vzdrževanju; tenziometri pokriti so z vlago odpornim materialom, kar povzroči nizko stopnjo okvar (povprečna letna stopnja okvar ≤ 0,5 %); dele, ki jih je mogoče hitro zamenjati (npr. priključne bloke), je mogoče zamenjati posamično.

• Povratne informacije o podatkih: Hitra odzivnost signala, brez zamika podatkov v dinamičnih tehtnih scenarijih; digitalni modeli imajo vgrajene funkcije diagnostike napak (npr. alarm za preobremenitev, opozorilo na nenormalno ožičenje) za hitro odpravljanje težav.

• Izkušnja s kompatibilnostjo: Kompatibilen z več kot 90 % tehtnih instrumentov in nadzornih sistemov na tržišču, ni potrebno spreminjati strojnih vmesnikov, priključi in uporabi; podpira vzporedno povezovanje več senzorjev s samodejnim porazdeljevanjem obremenitve.

4. Tipični primeri uporabe

1) Industrijsko tehtanje in merilna tehnika

• Tehtanje silosov/rezervoarjev: Nadzor mase prahu/tekočin v kemični in gradbeni industriji, podpora za nadzor ravni in upravljanje zalog (običajno s 4 simetrično nameščenimi senzorji).

• Tehtnica za tovornjake/železniška tehtnica: Tehtanje tovora na cestah in železnici, nosilnost posameznega senzorja 50–200 t, več senzorjev je povezanih vzporedno za tvorbo tehtne platforme (npr. 100-tonsko tovorniško tehtnico običajno sestavljajo 4 senzorji po 25 ton).

• Tehtanje reaktorjev: Nadzor dejanske mase reaktorjev v farmacevtski in kemični industriji, sodelovanje z nadzornim sistemom za doseganje natančnega nadzora polnjenja (zahtevani so eksplozijsko varni senzorji).

2) Integracija v stroje in opremo

• Žerjav/Nadomorski žerjav: Nadzor nosilnosti žerjavi na pristaniščih in v tovarnah, sprožitev alarma, ko obremenitev preseže nazivno vrednost (modeli z odpornostjo proti vibracijam in hitrim odzivom).

• Presa/Preizkusna naprava: Merjenje tlaka/natezne sile pri mehanskih preskusih materialov, zahtevana visoka natančnost (raven C1) in visok dinamični odziv (≤3 ms).

• Gradbena mehanizacija: Doziranje tehtanja v betonskih mešalnicah in zaščita pred preobremenitvijo stolpnih žerjavi, primerno za vlažna in vibrirajoča okolja v prostem zraku (stopnja zaščite ≥IP67).

3) Proizvodnja tehtalnikov

• Osnovni sestavni deli miznih tehtnic/talnih tehtnic: Osnovne senzorske enote za manjše in srednje mizne tehtnice (1-5 t) in velike talne tehtnice (50-500 t), zahtevana dobra konzistentnost (napaka več senzorjev ≤±0,01 %FS).

• Prilagojeni tehtalni instrumenti: Na primer elektronske tehtnice za eksplozivna okolja in industrijske tehtnice, odporne proti koroziji, izdelane iz nerjavnega jekla ter opremljene z senzorji s potrjenim varnostnim certifikatom za eksplozivna okolja, primerni za potrebe posebnih industrij.

4) Druge posebne scenarije

• Prehrambena/farmacevtska industrija: Higienski senzorji iz nerjavnega jekla (material 316L, polirana površina), uporabljeni za tehtanje surovin in doziranje končnih izdelkov, v skladu s standardi GMP.

• Rudarstvo/metalurgija: Prilagojeni modeli za visokotemperaturna okolja (≤120 °C), uporabljeni za tehtanje rude v zbiralnikih in spremljanje mase v metalurških pečeh (zahtevajo funkcijo kompenzacije visoke temperature).

5. Navodila za uporabo (praktični vodnik)

1) Postopek namestitve

• Priprava: Očistite površino za namestitev (prepričajte se, da je ravna, brez olja, z napako ravnosti ≤0,1 mm/m) in pregledajte videz senzorja (brez deformacij, nedotaknjeni priključni bloki). • Pozicioniranje in pritrditev: Senzor namestite navpično na točko obremenitve, da se zagotovi osna prenos obremenitve (izogibajte se stranskim silam); privijte ga s ključem za navor v skladu s predpisanim navorom (priporočeno 20–50 N·m za senzorje iz jeklenih zlitin, 15–30 N·m za senzorje iz nerjavnega jekla).

• Določila za ožičenje: Za analogni signal (rdeča – napajanje +, črna – napajanje –, zelena – signal +, bela – signal –), za digitalne signale pa ožičite v skladu s protokolom Modbus; pri ožičenju ohranite razdaljo od visokonapetostnih vodov (≥10 cm), da se izognete elektromagnetnim motnjam.

• Zaščitna obravnava: Pri zunanjih namestitvah dodajte pokrov proti dežju ter tesno zaprite priključke z vodotesnimi spojkami; v korozivnih okoljih nanesejo protikorozijsko prevleko na površino senzorja.

2) Kalibracija in odpravljanje napak

• Ničelna kalibracija: Vklopite napajanje in segrevajte 30 minut, nato pritisnite gumb »ničla« na merilniku, da zagotovite, da je ničelni izhod znotraj ±0,001 % NS.

• Kalibracija ob obremenitvi: Postavite standardne uteži (priporočljivo 50 % in 100 % nazivne obremenitve), zapišite odčitke na merilniku in popravite napako prek merilnika ali programske opreme (napaka mora biti ≤ dovoljeni napaki, ki ustreza razredu natančnosti).

• Dinamsko testiranje: V primerih dinamičnega tehtanja preizkusite čas odziva senzorja, prilagodite filtrske parametre merilnika (navadno je frekvenca filtriranja 5–10 Hz), da se izognete nihanju podatkov.

3) Redna vzdrževanja

• Redni pregled: Mesečno očistite površino senzorja, preverite, če so priključki vtičnic ohlapni; enkrat na četrtletje umerite ničelno točko in enkrat letno izvedite celotno kalibracijo.

• Odklanjanje napak: Če pride do drifta podatkov, preverite napajalno napetost (naj bo stabilna pri 12–24 V enosmernega toka); če ni izhodnega signala, preverite, ali je ožičenje pravilno ali ali je senzor preobremenjen in poškodovan.

6. Način izbire (natančno usklajevanje zahtev)

1) Določitev osnovnih parametrov

• Izbor obsega: Izberite model z obsegom 1,2–1,5-krat večjim od dejanske največje obremenitve (npr. za največjo obremenitev 50 t izberite senzor 60–75 t), pustite rezervo za preobremenitev.

• Razred natančnosti: Za industrijsko metrologijo izberite razred C3 (napaka ≤ ±0,02 % NS); za laboratorijsko preskušanje izberite razred C1 (napaka ≤ ±0,01 % NS); za splošno nadzorstvo izberite razred C6 (napaka ≤ ±0,03 % NS).

• Tip signala: Analogni signali (4–20 mA) so primerni za tradicionalne instrumente, medtem ko so digitalni signali (RS485) primerni za inteligentne nadzorne sisteme in omogočajo oddaljeno nadzorstvo.

2) Izbira glede na prilagodljivost okolju

• Temperatura: Za običajne pogoje (-20 °C - 60 °C) izberite standardni model; za visokotemperaturne pogoje (60 °C - 120 °C) izberite model s kompenzacijo visoke temperature; za nizkotemperaturne pogoje (-40 °C - -20 °C) izberite model, odporen na nizke temperature.

• Sredstvo: Za suhe okolja izberite jeklo z dodatki; za vlažna/korozivna okolja izberite nerjaveče jeklo 304/316L; za zelo korozivna okolja (npr. kislinsko-bazne raztopine) izberite Hastelloy.

• Zaščitni razred: Za zunanja/vlažna okolja ≥ IP67; za podvodna ali prašna okolja ≥ IP68.

3) Vgradnja in združnost sistema

• Način vgradnje: Pri omejenem prostoru izberite navojne priključke; pri velikih obremenitvah izberite flančne priključke; če obstaja tveganje ekscentrične obremenitve, izberite model z zasnovanim proti ekscentrični obremenitvi (napaka ekscentrične obremenitve ≤ ±0,01 %FS).

• Kompatibilnost: Preverite, ali izhodni signal senzorja ustreza obstoječim instrumentom/PLC-jem; če je treba več senzorjev priključiti vzporedno, izberite digitalni model, ki podpira nastavitev naslova.

4) Potrditev dodatnih zahtev

• Zahteve po certifikaciji: V scenarijih s proti eksplozijsko zaščito je potrebna certifikacija Ex ia IIC T6; v prehranski industriji so potrebne certifikacije FDA/GMP; v merilnih scenarijih pa je potreben CMC (Certifikat za odobritev tipa merilnika).

• Posebne funkcije: Za dinamično tehtanje izberite model z odzivnim časom ≤ 5 ms; za oddaljeno nadzorstvo izberite inteligentni model z brezžičnim prenosom (LoRa/NB-IoT).

Povzetek

Tlačne celice v stolpih imajo »visoko togost, odpor proti motnjam in širok nabor« kot glavne prednosti ter se predvsem soočajo s težavami, kot so natančno tehtanje, prilagoditev zahtevnim okoljem in združljivost sistema v primerih srednje do težke obremenitve. Uporabniška izkušnja je osredotočena na enostavno namestitev, preprosto vzdrževanje in stabilne podatke. Pri izbiri tlačne celice je potrebno najprej pojasniti tri temeljne zahteve: merilni nabor, natančnost in okolje, nato pa sprejeti odločitev v povezavi z metodo namestitve in združljivostjo sistema; med uporabo je treba strogo upoštevati načela aksialne sile pri namestitvi in rednega kalibriranja, da se zagotovi dolgoročna zanesljivost. Primerne so za področja, kot so industrijska metrologija, mehanska integracija in proizvodnja tehtnic, ter so preferirana vrsta senzorjev za tehtne scenarije srednje do težke obremenitve.

Podrobnostni prikaz

Parametri