Stebelni tip tenziometra CZL425

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 dizajn: Valjasto elastično telo (premer 10–100 mm po izbiri), konstrukcija z visoko togostjo (visoka lastna frekvenca), močna odpornost proti ekscentričnim obremenitvam/stranskim silam (običajno zmore stranske sile ±5 % – ±10 % nazivne obremenitve) ter dobra enakomernost obremenitve.

• Natančnostne lastnosti: Visoka točnost (pogosto razred C3, C6, nekateri visokokakovostni modeli dosegajo C1), nelinearna napaka ≤ ±0,01 %NS, napaka ponovljivosti ≤ ±0,005 %NS in majhen drift ničle (≤ ±0,002 %NS/°C).

• Material in zaščita: Material elastičnega telesa se lahko izbere med legiranim jeklom (cenejša verzija, trdnost pri raztezanju ≥ 800 MPa) ali nerjavnim jeklom (304/316L, odporen proti koroziji), stopnja zaščite IP67/IP68 je opcionalna, primerna za vlažna, prahasta in rahlo korozivna okolja.

• Kompatibilnost namestitve: Oba konca sta z navojem (M12 - M60) ali s prirobnico, z kompaktnim montažnim prostorom, primerni za navpične/aksialne sile, več enot pa se lahko poveže vzporedno v lestvico (podpira 4 - 8 senzorjev, ki delujejo sinhrono).

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).

• Izhodni 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 ℃ ~ 80 ℃ obseg kompenzacije), zaščito pred preobremenitvijo (150 % - 200 % nazivne obremenitve), certifikat za eksplozijsko varnost (Ex ia IIC T6) in zaščito pred strelami.

• Dolgoročna zanesljivost: Dolga življenjska doba pri utrujanju (≥ 10⁶ ciklov obremenitve), dobra ničelna stabilnost 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 + zasnova zaščite IP68 rešita težave s poškodbami senzorjev in driftom signala v scenarijih z vlago, prahom in korozijo zaradi kislin in baz (na primer v kemičnih silosih in opremi za tehtanje na prostem).

• Omejitve pri vgradnji in prostoru: Kompaktna cilindrična konstrukcija + fleksibilni načini povezovanja rešijo težave z omejenim vgradbenim prostorom in težavami pri usmerjanju aksialnih sil pri veliki opremi (na primer pri reakcijskih kotlih in dvigalih).

• 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 odpravi težave pri povezovanju z različnimi nadzornimi sistemi (na primer Siemens PLC in zaslon Kunlun Tongtai) brez potrebe po dodatnih pretvornikih signalov.

3. Uporabniško izkušnjo

• Priročnost namestitve: Standardizirani navojni/obročni priključki ter dodatna montažna ključa in pozicionirni pine omogočajo namestitev enemu samemu osebju; na dnu so predvidene luknje za vodoravno prilagoditev za enostavno kalibracijo smeri sile.

• Uporaba in umerjanje: Ničelna kalibracija je preprosta (enotipkovna ničelnost prek instrumenta), podpira kalibracijo s standardnimi utežmi (čas kalibracije ≤10 minut) in pri nekaterih digitalnih modelih je možna oddaljena kalibracija prek programske opreme.

• Nizki stroški vzdrževanja: Zaprta konstrukcijska zasnova odpravlja potrebo po pogostem vzdrževanju; tenziometri pokriti so z vlagoodpornim premazom, kar povzroči nizko stopnjo okvar (povprečna letna stopnja okvar ≤0,5 %); dele, ki jih je mogoče enostavno zamenjati (na primer priključne bloke), je mogoče zamenjati posamično.

• Povratna informacija podatkov: Hitra odzivnost signala, brez zamika podatkov v dinamičnih tehtnih primerih; digitalni modeli imajo vgrajeno funkcijo diagnostike napak (npr. opozorilo za preobremenitev in sporočilo o nenormalnem ožičenju), 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 teže prahu/tekočin v kemični in gradbeni industriji, podpora nadzoru nivoja in upravljanju zalog (običajno s 4 senzorji, simetrično nameščenimi).

• 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 strojev in opreme

• Preprečevanje preobremenitve pri dvigalih/mostnih dvigalih: Nadzor nosilnosti dvigal v pristaniščih in tovarnah, sprožitev alarma, ko obremenitev preseže nazivno vrednost (zahtevani 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 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 metalurških peči (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 mastnih madežev in da napaka ravnosti ne presega 0,1 mm/m) ter pregledajte videz senzorja (brez deformacij, celoviti priključni bloki).

• Pozicioniranje in pritrjevanje: Senzor navpično namestite na točko obremenitve, da se obremenitev prenaša osno (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 analognih signalov (rdeča - napajanje +, črna - napajanje -, zelena - signal +, bela - signal -), priključite digitalne signale v skladu s protokolom Modbus; ožičenje postavite čim dlje od močnih kablov (≥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), zabeležite prikazano vrednost na merilniku in popravite napako prek merilnika ali programske opreme (napaka mora biti ≤ dovoljeni napaki, ki ustreza razredu natančnosti).

• Dinamično testiranje: V primeru dinamičnega tehtanja preizkusite odzivni čas senzorja, prilagodite filtrske 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

• Izbira obsega: Izberite model glede na 1,2–1,5-kratno dejansko največjo obremenitev (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).

• Vrsta signala: Analogni signal (4–20 mA) je primeren za tradicionalne instrumente, digitalni signal (RS485) pa je primeren za inteligentne nadzorne sisteme in omogoča oddaljeno spremljanje.

2) Izbira glede na prilagodljivost okolju

• Temperatura: Za običajne pogoje (-20 °C – 60 °C) izberite osnovni model; za visokotemperaturne pogoje (60 °C – 120 °C) izberite model z visokotemperaturno kompenzacijo; za nizkotemperaturne pogoje (-40 °C – -20 °C) izberite model, odporen proti nizkim temperaturam.

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

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

3) Namestitev in združljivost sistema

• Način vgradnje: Pri omejenem prostoru izberite navojno povezavo; pri velikih obremenitvah izberite flančno povezavo; če obstaja tveganje za ekscentrično obremenitev, 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

• Zahtevana certifikacija: Za eksplozijsko varna okolja je potrebna certifikacija Ex ia IIC T6; za prehrambeno industrijo so potrebne certifikacije FDA/GMP; za merilne namene 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

Tlačne celice za stebre imajo osnovne prednosti »visoka togost, odpornost proti motnjam in širok nabor«, ki se predvsem soočajo s težavami, kot so točno tehtanje, prilagoditev v hudohuljnih okoljih ter združljivost sistema v primerih srednjih in težkih obremenitev. Uporabniška izkušnja se osredotoča na enostavno namestitev, preprosto vzdrževanje in stabilne podatke. Pri izbiri tlačne celice je najprej potrebno pojasniti tri temeljne zahteve: merilni nabor, natančnost in okolje, nato pa odločitev sprejeti 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. Primerna je za področja, kot so industrijska metrolgija, mehanska integracija in proizvodnja tehtnic, ter je preferirani tip senzorja za tehtne scenarije srednjih in težkih obremenitev.

Podrobnostni prikaz

Parametri