Сензор за мерење тежине са конзолном гредом CZL803KB

Сензор оптерећења са конзолном гредом је елемент за детекцију силе осетљив на деформацију, заснован на принципу отпорности истегнућа, чија је основна структура конзолног облика са еластичним телом које је фиксирано на једном крају и слободно на другом. Када је изложена сили, савијање греде изазива промену отпора тензометра, која се затим претвара у стандардизоване електричне сигнале. Комбинује предности као што су средњи опсег носивости, флексибилан простор за инсталацију и велика отпорност на ударце, те се широко користи у ситуацијама са концентрисаним силама средњих и ниских оптерећења, као што су индустријски резервоари за материјал, платформске ваге и тракасте ваге. Детаљи који следе су дати у основним димензијама ради задовољавања захтева производ одабира, техничке процене и писања решења:

1. Карактеристике производа и основне функције

Ključne karakteristike

1)Структурни дизајн: Примењује интегрисану конзолну гредну конструкцију (дебљина греде 8-50мм, дужина 50-300мм), са више скупова отвора за причвршћивање на фиксном крају ради побољшане стабилности. Напон на оптерећеном крају концентрисан је у средњем делу греде, што омогућава мерење вертикалне низлазне концентрисане оптерећености, са изузетном отпорношћу на удар (способна да издржи тренутни удар 200%-300% номиналног оптерећења) и високом ефикасношћу преноса напона.

2) Прецизност рада: Класа тачности обухвата C3-C6, са доминантним моделима који достигну C3. Грешка нелинеарности ≤±0,02%ГО, грешка поновљивости ≤±0,01%ГО, дрифт нуле ≤±0,003%ГО/℃, а стабилност тачности је боља од сличних сензора у средњим опсезима од 50кг-5т.

3) Материјали и заштита: Еластично тело се обично израђује од легираног челика (Q235, 40CrNiMoA) или нерђајућег челика 304/316L, са обрадом површине путем пијескања и уклањања рђи + никалним пресвлачивим (легирани челик) или пасивацијом (нерђајући челик); степен заштите обично је IP66/IP67, а индустријски јаки модели могу достићи IP68, погодни за комплексне индустријске услове као што су прашина и влажност.

4) Компатибилност инсталације: Фиксни крај подржава увртање вијком или заваривање, а оптерећени крај се може повезати преко навоја, фланши или притисних глава, погодан за више положаја инсталације на дну, страни и другде на опреми. Могу се користити једина или више јединица паралелно, са високом флексибилношћу комбиновања.

Основне функције

1) Мерење силе средњег опсега: Фокусира се на статичко/квазидинамичко мерење средњих и ниских оптерећења (време одзива ≤7ms), са опсегом од 50kg до 20t. Конвенционалне примене су углавном у опсегу од 1t до 10t, а неки јаки модели могу се проширити до 50t, задовољавајући потребе већине индустријских сценарија са средњим оптерећењем.

2) Стандардизовани излаз сигнала: Обезбеђује аналогне сигнале (4-20mA, 0-5V, 0-10V) и дигиталне сигнале (RS485/Modbus RTU), а неки индустријски модели подржавају и HART протокол, омогућавајући директну везу са PLC, DCS и системима за управљање мерењем без додатних модула за кондиционирање сигнала.

3) Функција заштите сигурности: Интегрише компензацију температуре у широком опсегу (-20℃~80℃), има заштиту од прекотерета (150%-250% номиналног оптерећења, до 300% за моделе од легираног челика), модел са заштитом од експлозије сертификован је према Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6, а неки модели укључују спојнице за спречавање искакања кабла.

4) Дуготрајна поузданост: Век трајања услед замора ≥10⁶ циклуса оптерећења, са годишњим дрифтом ≤±0,015%FS под номиналним оптерећењем, погодно за сценарије дуготрајног рада као што су индустријске производне линије и мониторинг резервоара за материјал.

2. Кључни проблеми који су решени

1) Teškoće pri instalaciji opreme na ivici: Решава ограничење традиционалних сензора који захтевају симетричну инсталацију; конструкција конзолне греде са фиксираним једним крајем може се директно инсталирати на доњи руб опреме или на страници носача, чиме се решава проблем недовољног простора за инсталацију у центру опреме као што су силоси и платформске ваге.

2) Мерење концентрисаног оптерећења средњег домета: U srednjem opsegu od 1t - 10t, kroz optimizovani dizajn napona greda, greška merenja koncentrisanog opterećenja kontrolisana je unutar ±0,02%NS, čime se ispunjavaju zahtevi za tačnost u scenarijima srednjeg opterećenja poput industrijskog doziranja i merenja gotovih proizvoda.

3) Oštećenje usled dinamičkog udarnog opterećenja: Карактеристике деформације буфера кочнице еластомера могу ефикасно да апсорбују тренутни удар који настаје услед пада материјала и вибрација опреме, чиме се решавају проблеми лаког оштећења и одступања тачности традиционалних сензора у динамичким условима.

4) Вишесензорско комбиновано мерење: Senzori imaju dobrу konzistentnost (greška ≤ ±0,01%NS za istu seriju), podržavaju 2 - 4 paralelne kombinacije za merenje, i rešavaju probleme preklapanja težine i jednake tačnosti u scenarijima sa raspodeljenim silama, kao što su velike platformske vage i silosi.

5) Prilagodljivost teškim industrijskim uslovima: Povećanjem čvrstoće legiranih čelika i dizajnom zaštite nivoa IP67 i više, rešeni su problemi korozije senzora i signalnih anomalija u sredinama sa prašinom (poput rudnika), vlagom (poput hemijskih fabrika) i blagom korozijom (poput galvanskih procesa).

3. Korisničko iskustvo

1) Висока флексибилност инсталације: Стандардизовани навоји за причвршћивање на фиксном крају компатибилни су са разним структурама опреме, што елиминише потребу за професионалним алатима за позиционирање. Инсталирање и калибрисање могу се извршити помоћу нивелира, а једна особа може завршити фиксирање и прикључивање једног сензора у току 20 минута.

2) Jednostavna upotreba i kalibracija: Подржава једнотастерско нулирање мерног уређаја, процес калибрације у три тачке (25%, 50%, 100% номиналног оптерећења) погодан је за сценарије средњег домета, а дигитални модел може да на даљину заврши конфигурисање параметара и калибрацију преко софтвера за домаћина.

3) Контролисана цена одржавања: Потпуно запечена структура смањује продирање прашине, са просечном годишњом стопом кварова ≤ 0,5%; основни компоненти ( метери за мерење напетости , terminali) su nezavisno pakovani, a lokalne kvarove je moguće popraviti pojedinačno, bez potrebe za celokupnom zamjenom.

4) Стабилна повратна информација о подацима: Статичка мерења подносе флуктуације ≤ ±0,005%FS, брзо реагују без закашњења у квазидинамичким условима (на пример, тракасти транспортер); дигитални модел има уграђену функцију дијагностике кварова, која омогућава тренутна упозорења при аномалијама као што су прекомерно оптерећење и недовољан напон.

5) Snažna adaptabilnost kombinovanja: Kada su više senzora povezani paralelno, podržava automatsku raspodelu opterećenja, eliminaciju potrebe za dodatnim usmerivačem, prilagođavanje zahtevima dizajna platformskih vaga i silosa različitih veličina i smanjenje teškoće integracije sistema.

4. Типичне примене

1 Мерење тежине индустријских силоса/хопера
• Резервоари за хемијске сировине: Мерење тежине резервоара за складиштење хемијских сировина од 1 - 10 т, 2 - 4 сензора са конзолним носачем симетрично су постављена на носач дна резервоара, материјал од легираног челика отпоран је на корозију, IP67 заштита погодна је за влажне услове радне хале, а тачност од ±0,02%FS осигурава прецизно мерење залиха.
• Hoperi za hranu/brašno: Vaganje dozirnih hopera u industriji prerade žita, senzori su postavljeni na nosače noge na dnu hopera, a antiudarni dizajn neutrališu udar materijala pri padanju, uz saradnju sa sistemom upravljanja za postizanje preciznog doziranja.

2) Važenje traka-tera / transportera
• Industrijski traka-teri: Važenje traka za transport rasutih materijala u rudnicima i termo centralama. Senzori su ugrađeni na nosač valjka i podnose ukupno opterećenje trake i materijala. Vreme odziva ≤ 7 ms pogodno je za kontinualne scenarije transporta, a tačnost merenja je ±0,1%.

• Transporter: Koristi se za važenje u liniji i sortiranje u elektronskoj i prehrambenoj industriji. Senzori su ugrađeni na dno transportera, omogućavajući stvarno vreme detekcije težine proizvoda i interakciju sa mehanizmom za sortiranje. Tačnost srednjeg opsega zadovoljava potrebe masovne proizvodnje.

3) Vaga za kamione srednje i male nosivosti / Ploča-vage

• Радионичка платформена вага: платформена вага за радионицу капацитета 1-5 t. На четири угла тела ваге уграђена су четири сензора са смицањем. Причвршћени крај је уврнут за подлогу, док носећи крај преноси оптерећење тела ваге. Способност против дејства ексцентричног оптерећења осигурава сталну тачност мерења на различитим позицијама.

• Вага за дизалицу: Портабилни уређај за вагање на дизалици. Сензори су инсталирани на вилима дизалице, који преносе вертикално оптерећење терета. Израђена од легираног челика, отпорна на ударце и погодна за динамичке захтеве у вагању приликом рада дизалице.

4) Контрола силе аутоматизоване опреме

• Мониторинг притиска на опреми за штампање: Контрола притиска на малим машинама за штампање. Сензори су инсталирани између главе за штампање и тела машине, што омогућава тренутну повратну информацију о вредности силе штампања, спречавајући оштећење алата услед прекомерног оптерећења. Таčност од ±0,01%НК осигурава квалитет штампања.

• Kontrola sile robotske montaže: Nadzor pritiska tokom procesa montaže industrijskih robota. Senzori nosača smicanja integrisani su na kraju robotske ruke i mogu detektovati pritisak pri montaži i prilagoditi silu kretanja, pogodno za montažu automobilskih delova i elektronskih komponenti.

5) Specijalne industrijske primene

• Eksplozivno bezbedne situacije: Oprema za merenje sa zaštitom od eksplozije za ugljene mine i industriju nafte i gasa. Korišćeni su eksplozivno bezbedni senzori za smicanje Ex d IIB T4, postavljeni u kutije za merenje sa zaštitom od eksplozije kako bi ispunili zahteve za bezbednost u eksplozivnim sredinama.

• Korozivne sredine: Vaga oprema za galvansku i hemijsku industriju. Senzori izrađeni od nerđajućeg čelika 316L su površinski pasivirani, otporni na koroziju kiselinama i alkalijima, pogodni za slučajeve kao što su detekcija koncentracije galvanske otopine i vaganje hemijskih reagensa.

5. Упутства за употребу (Практични водич)

1) Процес инсталирања

• Priprema: Očistite površinu za montažu (osigurajte da je ravna, bez ulja i da greška ravni ne prelazi 0,1 mm/m), proverite izgled senzora (bez deformacija nosača i oštećenja kabla) i odaberite montažne vijke u sklopu M12-M24 u zavisnosti od opsega.

• Позиционирање и фиксирање: Причврстите фиксни крај сензора за носач опреме помоћу вијака како бисте осигурали чврсто причвршћивање без лабавости; носећи крај треба да буде у чврстом контакту са носећом конструкцијом како бисте осигурали да оптерећење делује вертикално на тело греде, избегавајући бочне и торзионе силе.

• Спецификације жица: За аналогне сигнале, поступајте према принципу везе „црвени - напајање +, црни - напајање -, зелени - сигнал +, бели - сигнал -“; за дигиталне сигнале, повежите према одговарајућим контактима Modbus протокола; жице треба да буду на удаљености од јаких извора сметњи као што су фреквенцијски регулатори, на растојању ≥15cm.

• Zaštita i tretman: Za spoljnu instalaciju, potrebno je dodati poklopac protiv kiše; u vlažnoj sredini, kablovske spojnice treba zaptivati vodonepropusnom spojnom kutijom; u korozivnoj sredini, na površinu senzora koja ne nosi opterećenje treba naneti specijalni premaz za zaštitu od korozije.

2) Kalibracija i podešavanje

• Kalibracija nule: Uključite napajanje i zagrejte uređaj 30 minuta, zatim izvršite komandu „kalibracija nule“ kako biste osigurali da izlaz na nuli bude unutar opsega ±0,002%NS. Ako je odstupanje preveliko, proverite da li je uređaj čvrsto učvršćen i da li postoji bočna sila.

• Kalibracija opterećenja: Postavite standardne utege od 25%, 50% i 100% nazivnog opterećenja redom, zabeležite vrednosti izlaznog signala u svakoj tački, ispravite linearnu grešku pomoću softvera za kalibraciju i osigurajte da greška na svakoj tački opterećenja bude ≤ dozvoljenoj vrednosti klase C3 (±0,02%NS).

• Линеарни тест: Изаберите 5 тачака тестирања равномерно у опсегу, проверите линеарност излазног сигнала, а линеарна грешка треба да буде ≤ ±0,015%FS како бисте осигурали стабилност тачности на целом опсегу у средњем делу.

3) Редовно одржавање

• Редовна провера: Месечно чистите прашину и масти са површине сензора, проверите чврстоћу навртки за причвршћивање; једном у тромесечју вршите калибрацију нулте тачке, а једном годишње завршите калибрацију целог опсега и тест перформанси.

• Опште о неисправностима: Када дође до одступања података, прво проверите напон напајања (стабилан на 12-24V DC); када је отчитавање ненормално, проверите да ли постоји прековремено оптерећење (преко 300% номиналног оптерећења може узроковати оштећење) или деформацију греде и замените сензор ако је потребно.

6. Метода избора (прецизно усклађивање захтева)

1) Утврђивање основних параметара

• Odabir opsega: Odaberite model čiji opseg iznosi 1,3–1,6 puta veći od stvarnog maksimalnog opterećenja (npr. za maksimalno opterećenje od 5 t, može se odabrati senzor od 6,5–8 t), ostavljajući prostor za udarno opterećenje i sigurnosni faktor.

• Класа тачности: Изаберите класу C3 (грешка ≤ ±0,02%ГВ) за индустријску метрологију, класу C6 (грешка ≤ ±0,03%ГВ) за опште надгледање и модел класе C3 са временом одзива ≤ 7ms за динамичко мерење масе.

• Тип сигнала: Изаберите аналогне сигнале (4-20mA) за традиционалне системе управљања, дигиталне сигнале (RS485) за интелигентне системе и моделе са модулима за безжичну трансмисију за ИИоТ индустријске сценарије.

2) Избор према прилагодљивости условима средине

• Температура: Изаберите обичне моделе за нормалне услове (-20°C~60°C), моделе са компензацијом високе температуре за услове високе температуре (60°C~120°C) и моделе отпорне на ниске температуре за услове ниских температура (-40°C~-20°C).

• Средина: Изаберите легиран челик (никлован) за суве услове, нерђајући челик 304 за влажне/благо корозивне услове и нерђајући челик 316L за веома корозивне услове (киселинско-базична раствора).

• Класа заштите: ≥IP66 за унутрашње суве средине, ≥IP67 за спољашње/влаžне средине и ≥IP68 за подводне или прашњаве средине.

3) Инсталација и компатибилност система

• Метод инсталирања: изаберите причвршћивање вијцима за доњу инсталацију опреме, фланешну везу за бочну инсталацију; када се више сензора користи у систему за мерење тежине, изаберите дигиталне моделе који подржавају адресно кодирање како би се избегли конфликти сигнала.

• Компатибилност: Потврдите да сигнал сензора одговара протоколу комуникације постојећег бројила/ПЛК-а, на пример, за Сијменс ПЛК, првенствено изаберите моделе који подржавају Профипус протокол како бисте смањили тешкоће при интеграцији.

4) Потврђивање додатних захтева

• Zahtevi za sertifikaciju: Za scenarije sa eksplozijom potrebna je odgovarajuća sertifikacija stepena zaštite od eksplozije (Ex d I za ugljenokopne, Ex ia IIC T6 za hemijsku industriju), za merne scenarije potrebna je CMC sertifikacija, a za izvozne proizvode OIML sertifikacija.

• Posebne karakteristike: Za dinamičko vaganje treba odabrati ojačani tip otporan na udarce (opterećenje udara ≥300%FS); za daljinsko praćenje, odaberite model sa NB-IoT/LoRa modulom; za visokotemperaturne uslove, odaberite specijalizovani model sa čipom za kompenzaciju temperature.

Резюме

Konzolni nosač ћелије за оптерећење имају кључне предности „прецизност на средњем опсегу, флексибилна инсталација и јака отпорност на ударце“ и углавном решавају питања као што су монтажа на ивицама опреме, мерење концентрисаног оптерећења и заштита од динамичких удара у индустријским сценаријима средњег оптерећења. Искуство корисника фокусирано је на лаку инсталацију, одржавање без бриге и добру компатибилност са системом. Приликом бирања модела, неопходно је прво разјаснити четири кључна захтева: опсег, прецизност, локација инсталације и околина, а затим доносити одлуку на основу компатибилности са системом и додатних функција; током употребе, треба избегавати бочне силе и прекорачења оптерећења и строго следити спецификације редовне калибрације ради осигуравања дуготрајног стабилног рада. Погодан је за индустријске резервоаре за материјале, тракасте ваге, мале и средње ваге и друга поља и представља главно решење сензора за индустријске сценарије лаког и средњег оптерећења.