Сензор еластомер CZL201

Увођење производа

Челична ћелија оптерећења типа спице је елемент за детекцију силе који ради на принципу отпора при деформацији, а чија је основна структура еластомер облика спице. Када је изложена сили, деформација еластомера покреће отпорник на траки тако што изазива промену отпора, која се затим претвара у мерљив електрични сигнал. Комбинује предности као што су компактна конструкција и изузетна отпорност на ексцентрично оптерећење, те се широко користи у вагању при средњим до ниским оптерећењима и ограниченим простором. У наставку се детаљно објашњавају основни аспекти како би се испуниле потребе производ одабира, техничке процене и писања решења:

1. Карактеристике и функције производа

Ključne karakteristike

• Конструктивни дизајн: Примењује се интегрисана структура типа спица (напрам и централни део повезани су спицама, при чему висина обично варира од 20 до 80 mm), са равномерном дистрибуцијом крутости, изузетном отпорношћу на ексцентрично оптерећење/бочну силу (способан да издржи ексцентричну силу оптерећења од ±15% - ±20% номиналног оптерећења), ефикасно распршава утицај неаксијалних оптерећења и има изузетну стабилност носивости.

• Прецизност извршења: Нивои прецизности обухватају C2 - C6, са главним моделсима који достижу ниво C3. Нелинеарна грешка ≤ ±0,02%ПО, грешка поновљивости ≤ ±0,01%ПО, дрифт нуле контролисан у оквиру ≤ ±0,003%ПО/°C, као и добра задржаност прецизности у условима динамичког прекидног оптерећења.

• Материјали и заштита: Еластомер се обично израђује од легираног челика (чврстоћа приликом пластичне деформације ≥ 900 MPa) или нерђајућег челика 304/316L, са пасивираним или никлом премазаним површинама ради побољшања отпорности на корозију; степен заштите је обично IP66/IP67, а посебни прилагођени модели могу достићи IP68, погодан за влажне и прашњаве индустријске услове.

• Компатибилност инсталације: Горње и доње завршне површине користе навртке за причвршћивање или фланцима, при чему неки модели подржавају навојну адаптацију, ниску висину инсталације (минимално до 18 mm), погодно за тесна места која су углавном изложена вертикалним силама, и могу се користити независно или у више комбинација.

Основне функције

• Детекција вредности тежине/силе: Подржава статичко мерење и квази-динамичко мерење (време одзива ≤ 8 ms), са опсегом мерења од 0,1 t - 200 t, а типичне примене су концентрисане у опсегу од 1 t - 50 t. Неки прилагођени модели могу испунити специјалне захтеве изнад 200 t.

• Излазни сигнал: Обезбеђује стандардне аналогне сигнале (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) и дигиталне сигнале (RS485/Modbus RTU), док неки интелигентни модели подржавају CANopen протокол, омогућавајући директну везу са PLC, DCS и системима за управљање мерењем.

• Додатне функције: Интегрише компензацију температуре у широком опсегу температура (-30°C - 80°C), има заштиту од прекотерета (150% - 250% номиналног оптерећења), модел са експлозијом заштићеним исполнима сертификован је по Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga, а неки модели имају уграђени дизајн кабла са заштитом од извлачења.

• Дуготрајна поузданост: Век трајања услед замора ≥ 10⁷ циклуса оптерећења, изузетна стабилност приликом континуираног рада под номиналним оптерећењем, годишњи дрифт ≤ ±0,015%FS, погодно за дуготрајан континуирани рад у индустријским условима.

2. Основни проблеми који су решени

• Нетачно мерење у условима ексцентричног оптерећења: Како би се решио проблем превелике грешке традиционалних сензора код неаксијалних оптерећења, оптимизацијом преноса силе у спичастој конструкцији, грешка услед ексцентричног оптерећења држи се у оквиру ±0,03%НВ, чиме се решавају проблеми тачности у ситуацијама као што су силосна ексцентричност и удар материјала.

• Тешкоће приликом инсталације у ограниченим просторима: Захваљујући својствима „кратке и дебеле“ конструкције (пречник 50 - 200 mm, висина 20 - 80 mm), решава проблем адаптације инсталације у условима ограниченог простора као што су унутрашњост опреме, мали мерни уређаји и уграђени модули за мерење, без потребе за додатним непотребним простором.

• Склон повредама услед вибрација и удара : Расподела напона код еластомера збибастог типа је равномернија, а отпорност на удар је побољшана за више од 30% у односу на сензоре стубастог типа, чиме се ефикасно спречава трајна деформација сензора у ситуацијама као што су механичке вибрације и удари услед пада материјала, што продужује век трајања.

• Недовољна прилагодљивост више сценаријима: Помоћу унапређења материјала (нпр. нерђајући челик 316L) и побољшане заштите (IP68), решава се проблем корозије сензора у влажним и корозивним срединама као што су прерада хране и дозирање хемикалија, док експлозијски сигурни модел испуњава захтеве за безбедност у запаљивим и експлозивним срединама.

• Захтевна интеграција и повезивање система: Подржава више типова излаза сигнала и главне индустријске протоколе, решава проблеме компатibilности са различитим брендовима ПЛК-ова (нпр. Мицубиси, Шнедер) и мерних инструмената, као и смањује улагања у међуопрему попут конвертора сигнала.

3. Korisničko iskustvo

• Лакоћа инсталације: Стандардизовани отвори за монтирање на завршној површини и референтне површине позиционирања, уз посебне подложне плочице и намотане вијке, омогућавају хоризонтално позиционирање без потребе за професионалним калибрационим алатима, а једна особа може завршити инсталацију и пуштање у рад једног сензора у року од 30 минута.

• Рад и калибрисање: Подржава једнотастерско нулирање и калибрацију у две тачке на инструменту, поједностављује процес калибрације (захтева само стандардне тегове од 20% и 100% номиналног оптерећења), а дигитални модел може остварити даљинско калибрисање и конфигурисање параметара преко софтвера на главном рачунару, чиме се смањује оперативни праг.

• Ниска цена одржавања: Potpuno zatvorena konstrukcija smanjuje prodor prašine i vlage, sa godišnjom prosečnom stopom kvarova ≤0,3%; terminalska blokada ima dizajn za sprečavanje labavljenja, a kablovski priključak je vodootporan i prašinast, zahtevajući samo četvrtletno čišćenje i proveru nulte tačke u svakodnevnoj upotrebi, sa niskim zahtevima za održavanje.

• Повратне информације о подацима: Statistička fluktuacija podataka vaganja ≤±0,005%NS, bez izraženog kašnjenja u kvazi-dinamičnim scenarijima; digitalni model ima ugrađeni modul za dijagnostiku kvarova koji može pružiti trenutne podatke o preopterećenju, prekidu, anomalnoj temperaturi i drugim stanjima, što olakšava brzo lociranje problema.

• Искуство компатибилности: Kompatibilan je sa više od 95% uređaja za kontrolu vaganja na tržištu, podržava automatsku raspodelu opterećenja kada se više senzora koristi paralelno, bez potrebe za dodatnim izjednačivačima; inteligentni model se može direktno povezati sa platformom industrijskog interneta stvari radi daljinskog praćenja podataka.

4. Типичне примене

1) Proizvodnja industrijske opreme za merenje mase
• Platformske i podne vage malih i srednjih veličina: Osnovne senzorske jedinice za platformske i podne vage kapaciteta 1-50 t, sa kompaktnom konstrukcijom pogodnom za ugradnju unutar uređaja za merenje, i svojstvima otpornosti na ekscentrično opterećenje koja osiguravaju konzistentnost tačnosti na različitim položajima merenja (npr. platformske vage za cenovnu oznaku u supermarketima, podne vage za prebacivanje u radionicama).
• Прилагођена вагонска опрема: Користи се за експлозијско сигурне електронске ваге и хемијски отпорне ваге. Материјал 316L + сертификација за експлозијску сигурност задовољава потребе специјалних индустрија, док зиџаста конструкција омогућава прилагођавање разноврсним конструктивним захтевима вагонске опреме.

2) Mašine i oprema za građevinarstvo i inženjering
• Merenje mase kod utovarnih mašina/bagera: Ugrađuje se u hidraulični sistem kofe, indirektno meri masu detektovanjem hidrauličnog pritiska, rebrasta konstrukcija poseduje jaku otpornost na vibracije i udare, prilagođena je teškim uslovima rada građevinske mehanizacije, a tačnost može dostići ±0,5%NS.
• Praćenje pritiska hidrauličnih nosača: Praćenje radne otpornosti hidrauličnih nosača u ugljenim jamama, korišćenje eksplozivno bezbednih senzora sa rebrastom strukturom i nivoom zaštite IP67, sposobnost dugotrajnog stabilnog rada u prašnjavim i vlažnim sredinama, obezbeđuje podatke za sigurnost nosača.

3) Kontrola industrijskih procesa
• Важење резервоара и силоса мале и средње величине: Важење дозационих резервоара и буферских силоса у фармацеутској и хранљивој индустрији, са 4 сензора симетрично инсталисана, карактеристике заштите од ексцентричног оптерећења решавају проблем померања тежишта резервоара са материјалом, у сарадњи са системом управљања омогућавају прецизно дозирање.
• Важење паковних машина: Динамички модули за важење за машине за паковање честица и машине за пуњење течности, са временом одзива ≤8ms како би испунили захтеве брзог паковања, а тачност је контролисана у оквиру ±0,1%НВ како би се осигурала усклађеност са метролошким захтевима паковања.

4) Опрема за испитивање материјала и научна истраживања
• Уређаји за испитивање затега/притиска: Мерење статичке силе у испитивању механике материјала, тачност нивоа C2 може задовољити потребе научноистраживачких испитивања, а спицовита конструкција обезбеђује равномерну расподелу напона, осигуравајући поновљивост и тачност података испитивања.
• Oprema za ispitivanje zamora: Nadzor opterećenja pri ispitivanju veka trajanja komponenti, sa brojem ciklusa ≥10⁷ i stabilnim mehaničkim osobinama, može zadovoljiti potrebe eksperimenata dugotrajnog testiranja.

5) Примене у специјалним индустријама
• Hrana i farmaceutska industrija: Senzori od higijenskog nerđajućeg čelika 316L, sa polirisanjem površine (Ra ≤ 0,8μm), u skladu sa GMP standardima, koriste se za merenje sirovina, doziranje gotovih proizvoda i druge procese, što olakšava čišćenje i dezinfekciju.
• Rudarstvo i metalurgija: Visokotemperaturni senzori zračnog tipa (temperatura kompenzacije -40°C~120°C), koriste se za opremu za sortiranje rude i vaganje u kutijama metalurških peći, mogu prilagoditi zahteve upotrebe u visokim temperaturama i prašnjavim sredinama.

5. Упутства за употребу (Практични водич)

1) Процес инсталације

• Припрема: Очистите површину за инсталацију (осигурајте да је равна и без натписа, са грешком равнине ≤0,05 mm/m), проверите изглед сензора (еластомер је без деформације, а кабл је неоштећен) и проверите компатибилност спецификација завртња за инсталацију са сензором.

• Позиционирање и фиксирање: Поставите сензор вертикално на монтажну подлогу како бисте осигурали да се оптерећење преноси аксијално, употребите кључ за момент затезања да бисте га затегли према наведеном моменту (препоручује се 15-40 N·m за сензоре од легираног челика, 10-30 N·m за сензоре од нерђајућег челика) и избегавајте прекомерно затезање ради спречавања оштећења еластомера.

• Specifikacije kablova: Za analognе signale, pratite princip kabliranja „crvena - napajanje +, crna - napajanje -, zelena - signal +, bela - signal -“; za digitalne signale, povežite odgovarajuće pine prema Modbus protokolu; kablovi treba da budu udaljeni od jakih izvora elektromagnetnih smetnji (poput frekventnih pretvarača i visokonaponskih kablova), na rastojanju ≥15cm.

• Zaštitna obrada: Prilikom ugradnje u spoljnim ili vlažnim sredinama, koristite vodootporne spojne kutije za zaptivanje priključaka kablova, a za otvorene delove senzora mogu se postaviti zaštitni poklopci od prašine; u korozivnim sredinama, nanese se specijalni antikorozivni premaz na površine koje nisu opterećene.

2) Калибрисање и испитивање

• Kalibracija nule: Uključite napajanje i zagrejte uređaj 20 minuta, zatim izvršite komandu „kalibracija nule“ putem vagovitog instrumenta ili glavnog računara kako biste osigurali da izlaz na nuli bude unutar ±0,002%NS. Ako je odstupanje preveliko, proverite horizontalno poravnanje instalacije.

• Kalibracija opterećenja: Postavite standardne tegove od 20% i 100% nazivnog opterećenja redom, zabeležite vrednosti izlaznog signala senzora, ispravite linearnu grešku pomoću softvera za kalibraciju i osigurajte da greška na svakoj tački opterećenja bude ≤ dopuštenoj vrednosti odgovarajuće klase tačnosti (npr. ≤±0,02%NS za klasu C3).

• Dinamičko podešavanje: U kvazi-dinamičnim uslovima, prilagodite parametre filtriranja instrumenta (frekvencija filtriranja 8–15 Hz), testirajte brzinu reakcije senzora i stabilnost podataka i izbegavajte fluktuacije signala uzrokovane udarom materijala.

3) Redovno održavanje

• Редовна провера: Месечно чистите прашину и мастило са површине сензора, проверите затезање прикључака жица; вршите нулту калибрацију једном на сваких шест месеци и потпуну калибрацију опсега и тест перформанси једном годишње.

• Опоравак од квара: Ако дође до померања података, прво проверите напон напајања (стабилан између 10-30V DC) и равнину површине инсталације; ако је сигнал неправилан, проверите да ли је кабл оштећен или је тензометар прекорачен и оштећен, и замените сензор уколико је неопходно.

6. Метода избора (тачно усклађивање захтева)

1) Утврђивање основних параметара

• Избор опсега: Одаберите модел чији опсег износи 1,3 - 1,6 пута више од стварне максималне оптерећености (нпр. за максимално оптерећење од 10t, може се одабрати сензор од 13 - 16t), остављајући довољан маргин за прекорачење како би се спречило оштећење услед ударних оптерећења.

• Класа тачности: За индустријску метрологију, изаберите класу C3 (грешка ≤ ±0,02%ГВ); за научна истраживања, изаберите класу C2 (грешка ≤ ±0,01%ГВ); за опште надгледање, изаберите класу C6 (грешка ≤ ±0,03%ГВ).

• Тип сигнала: За традиционалне системе управљања, одаберите аналогне сигнале (4 - 20mA); за интелигентне IoT системе, одаберите дигиталне сигнале (RS485); за грађевинске машине, одаберите моделе са CANopen протоколом.

2) Избор на основу прилагођености средини

• Температура: За нормалне услове (-30°C ~ 60°C), одаберите обичне моделе; за високе температуре (60°C ~ 120°C), одаберите моделе са компензацијом високе температуре; за ниске температуре (-50°C ~ -30°C), одаберите моделе отпорне на ниске температуре.

• Медијум: За суве услове, изаберите легиран челик; за влажне/благо корозивне услове, изаберите нерђајући челик 304; за високо корозивне услове (киселинско-базична раствора), изаберите нерђајући челик 316L или материјале од Хастелоја.

• Класа заштите: За унутрашње суве средине, ≥IP66; за спољашње/влаžне средине, ≥IP67; за подводне или прашне средине, ≥IP68.

3) Инсталација и компатибилност система

• Начин инсталирања: За тесне просторе, одаберите везу са завртњем на торцу; за ситуације са великим оптерећењем, одаберите фланчну везу; ако постоји изражено ексцентрично оптерећење, преферирајте побољшане моделе са грешком ексцентричног оптерећења ≤ ±0,01%FS.

• Kompatibilnost: Potvrdite da signal senzora odgovara protokolu komunikacije postojećeg instrumenta/PLC-a. Kada se više senzora koristi u kombinaciji, izaberite digitalne modele koji podržavaju adresno kodiranje kako biste izbegli konflikte signala. 4) Potvrda dodatnih zahteva

• Zahtevi za sertifikaciju: Scenariji sa eksplozivnom atmosferom zahtevaju odgovarajuće sertifikate za stepen zaštitu od eksplozije (npr. Ex d I za ugljenokopne, Ex ia IIC T6 za hemijsku industriju), prehrambena industrija zahteva FDA/GMP sertifikaciju, a merne situacije zahtevaju CMC sertifikaciju.

• Специјалне функције: За динамско мерење, одаберите моделе са временом одзива ≤ 5мс; за даљинско праћење, одаберите интелигентне моделе са LoRa/NB-IoT бежичним модулима; за високотемпературне услове, одаберите специјалне моделе са чиповима за компензацију температуре.

Резюме

Сензор за мерење оптерећења тип зупчаника има кључне предности као што су „јака отпорност на асиметрично оптерећење, компактна структура и висока стабилност”, чиме се решава проблем тачног мерења при средњим и ниским оптерећењима, ограниченим простором и асиметричним оптерећењем. Корисничко искуство фокусирано је на једноставну инсталацију, одржавање без бриге и поузводљиве податке. Приликом избора, приоритет треба дати четири кључна захтева: опсег, тачност, простор за инсталацију и радни услови, уз узимање у обзир компатибилности система и додатних функција. Током употребе, мора се строго придржавати принципа инсталације у правцу осе и редовне калибрације како би се обезбедио дугорочни стабилан рад. Погодан је за индустријске ваге, грађевинске машине, контролу процеса и друга подручја, те представља идеално решење за сензорско мерење при средњим и ниским оптерећењима и специјалним условима инсталације.

Детаљни приказ

Параметри