Stolpični tovorni člen CZL110

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: Valjasti elastomer (premer 10–100 mm po izbiri), visokotrdna konstrukcija (visoka naravna frekvenca), močna odpornost proti obremenitvi zunaj središča/stranskim silam (običajno zmore stranske sile ±5 % – ±10 % nazivne obremenitve), dobra enakomernost prenosa sile.
• Natančna zmogljivost: Visoka točnost (običajno razred C3, C6, nekateri visokonadgradbeni modeli dosegajo C1), napaka nelinarnosti ≤ ±0,01 %NS, napaka ponovljivosti ≤ ±0,005 %NS, majhen drift ničle (≤ ±0,002 %NS/°C).
• Materiali in zaščita: Elastomerni material se lahko izbere iz jeklenega zlitine (ekonomični model, trdnost pri raztezanju ≥800 MPa) ali nerjavnega jekla (304/316L, odporen proti koroziji), zaščitna raven IP67/IP68 po izbiri, primerno za vlažne, prahne in rahlo korozivne okolje. • Kompatibilnost namestitve: Oba konca z navoji (M12 - M60) ali ploščnimi priključki, kompaktni prostor za namestitev, primerno za navpične/aksialne sile, več senzorjev se lahko priključi vzporedno za tvorbo tehtnice (podpira 4 - 8 senzorjev, ki delujejo sinhrono).

Osnovna funkcija

• Merjenje sile/mase: Podpira statično/dinamično tehtanje (čas dinamičnega odziva ≤ 5 ms), z obsegom merjenja (1 t - 500 t, pri nekaterih izdelanih po naročilu 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 značilnosti: Nekateri modeli vključujejo kompenzacijo temperature (-20 °C ~ 80 °C obseg kompenzacije), zaščito pred preobremenitvijo (150 % - 200 % nazivne obremenitve), certifikat za varnost pred eksplozijo (Ex ia IIC T6) in 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 odpravljanje težav s slabim odzivom na ekscentrično obremenitev in velikimi nihanji podatkov pri tradicionalnih senzorjih se uporablja visoko tog strukturni dizajn in natančna tehnologija lepljenja tenzometrov, da se zagotovi napaka merjenja pri ekscentrični obremenitvi ≤ ±0,02 %FS.

• Slaba prilagodljivost ekstremnim okoljem: Material iz nerjavnega jekla + zaščitna konstrukcija IP68 rešujeta težave poškodb senzorjev in driftanja signalov v pogojih vlage, prahu ter korozije z kislinami in bazami (npr. v kemičnih silosih in zunanjih tehtnicah).

• Omejitve pri vgradnji in prostoru: 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 pri merjenju pod velikimi obremenitvami: 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, kar rešuje težavo povezovanja z različnimi nadzornimi sistemi (npr. Siemens PLC in dotikalni zaslon Kunlun Tongtai) brez potrebe po dodatnih pretvornikih signalov.

3. Uporabniško izkušnjo

• Priročnost namestitve: Standardizirani navojni/obročni vmesniki, opremljeni z montažnimi ključi in centerji, omogočajo montažo samostojno osebo; na dnu so predvidene luknje za vodoravno nastavitev, kar olajša kalibracijo smeri sile.

• Uporaba in umerjanje: 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 so prevlečeni z vlagovno odpornim materialom, kar pomeni nizko stopnjo okvar (povprečna letna stopnja okvar ≤ 0,5 %); ranljive dele (kot so priključni bloki) je mogoče zamenjati posamično.

• Povratna informacija podatkov: Hitra odzivnost signalov, brez zamika podatkov v dinamičnih tehtnih scenarijih; digitalni modeli imajo vgrajene funkcije diagnostike napak (npr. opozorilo ob preobremenitvi, opozorilo o nepravilnem priklopu), kar omogoča enostavno in hitro odpravljanje težav.

• Izkustvo združljivosti: 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).

• Avtomobilska tehtnica/tehtnica za tirnice: Tehtanje cestnega in železniškega tovora z nosilnostjo posameznega senzorja 50–200 t, več senzorjev pa je povezanih vzporedno v tehtno platformo (npr. avtomobilska tehtnica 100 t običajno uporablja 4 senzorje po 25 t).

• Tehtanje reaktorjev: Spremljanje mase reaktorjev v farmacevtski in kemični industriji v realnem času, v sodelovanju s kontrolnim sistemom za doseganje natančnega nadzora polnjenja materialov (zahtevani so eksplozijsko varni senzorji).

2) Integracija strojev in opreme

• 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).

• Stiskalke/preizkusne naprave: Merjenje tlaka/vlečne sile pri mehanskih preskusih materialov, zahtevana visoka natančnost (razred C1) in visok dinamični odziv (≤3 ms).

• Gradbena strojna oprema: Tehtanje sestavin v betonskih tovarnah in zaščita pred preobremenitvijo pri stolpnih dvigalih, primerno za vlažna in vibracijska okolja na prostem (zaščitna raven ≥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 s senzorji z certifikatom za eksplozivna okolja, da izpolnijo zahteve posebnih industrijskih panog.

4) Druga posebna scenarija

• 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℃), 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 ravnote ≤0,1 mm/m) in preverite videz senzorja (brez deformacij, celoviti priključki kablov).

• Pozicioniranje in pritrditev: Senzor namestite navpično v točki obremenitve, da se obremenitev prenaša aksialno (izogibajte se stranskim silam); privijte ga s ključem za navor v skladu z določenim navorom (pri senzorjih iz jeklenih zlitin priporočamo 20–50 N·m, pri senzorjih iz nerjavnega jekla pa 15–30 N·m).

• Določila za ožičenje: Pri analognih signalih (rdeča – napajanje +, črna – napajanje –, zelena – signal +, bela – signal –) priključite digitalne signale v skladu s protokolom Modbus; ožičenje držite stran od visokonapetostnih vodov (≥10 cm), da se izognete elektromagnetnim motnjam.

• Zaščitna obravnava: Pri zunanjem montaži dodajte pokrov proti dežju in priključek ožičenja tesno zaprite z vodotesnim spojem; v korozivnem okolju nanesite protikorozijski premaz na površino senzorja.

2) Kalibracija in testiranje

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

• Dinamično testiranje: Pri dinamičnem tehtanju preizkusite odzivni čas senzorja, prilagodite filtrirne parametre merilnika (običajno je frekvenca filtriranja 5–10 Hz), da se izognete nihanjem 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 napetost napajanja (naj bo stabilna med 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 zunanje/vlažne okolje ≥IP67; za podvodno ali prašno intenzivno okolje ≥IP68.

3) Namestitev in združljivost sistema

• Način namestitve: Pri omejenem prostoru izberite navojno povezavo; pri težkih obremenitvah izberite prirobnico; če obstaja tveganje ekscentrične obremenitve, izberite model z načrtovanjem za 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: Za eksplozijsko varne scenarije je potrebna certifikacija Ex ia IIC T6; za prehransko industrijo so potrebne certifikacije FDA/GMP; za merilne scenarije je potreben CMC (Potrdilo o odobritvi tipa merilnika).

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

Povzetek

Stebrični obtežni členi imajo »visoko togost, odpornost proti motnjam in širok razpon« kot osnovne prednosti, predvsem pa rešujejo težave, kot so natančno tehtanje, prilagoditev zahtevnim okoljem in združljivost sistema v primerih srednjih in težkih obremenitev. Uporabniška izkušnja je osredotočena na enostavno namestitev, preprosto vzdrževanje in stabilne podatke. Pri izbiri je najprej potrebno pojasniti tri ključne zahteve: merilni razpon, natančnost in okolje, nato pa na podlagi metode namestitve in združljivosti sistema sprejeti odločitev; med uporabo je treba strogo upoštevati načela osnega montažnega vpliva in rednega kalibriranja, da se zagotovi dolgoročna zanesljivost. Primeren za področja industrijske metrologije, mehanske integracije, proizvodnje tehtalnikov in druge panoge, je to najbolj primeren tip senzorja za tehtne scenarije srednjih in težkih obremenitev.

Podrobnostni prikaz

Parametri