Konsolbalksväggsensor CZL803KB

Bärfackbelastningscellen är ett kraftkänsligt detekteringselement baserat på töjningsmotståndsprincipen, med en elasticisk kropp i form av en utbärfackbalk, fastsatt i ena änden och frihängande i den andra, som kärnkonstruktion. När den utsätts för en kraft orsakar balkens böjdeformation att töjningsgivaren genererar förändringar i motstånd, vilka därefter omvandlas till standardiserade elektriska signaler. Den kombinerar fördelar som medelstor lastkapacitet, flexibelt installationsutrymme och god slagstyrka, och används brett i tillämpningar med koncentrerade krafter vid medelhöga och låga laster, såsom industriella materalbehållare, plattvågar och bandvågar. Följande detaljer ges från kärndimensionerna för att möta behoven av produkt val, teknisk utvärdering och lösningsskrivning:

1. Produktfunktioner och kärnfunktioner

Kärnfunktioner

1)Konstruktionsdesign: Använder en integrerad konsolbalkkonstruktion (balktjocklek 8–50 mm, längd 50–300 mm), med flera uppsättningar av fästningshål i den fasta änden för att förbättra stabiliteten. Spänningen i den belastade änden är koncentrerad till mitten av balken, vilket möjliggör mätning av vertikala nedåtriktade punktbelastningar, med utmärkt slagstyrka (klarar ögonblicklig stötbelastning på 200–300 % av den nominella belastningen) och hög effektivitet i spänningsöverföring.

2) Prestanda med hög precision: Noggrannhetsklass täcker C3–C6, där dominerande modeller når C3. Linjäritetsavvikelse ≤±0,02 %FS, repeterbarhetsavvikelse ≤±0,01 %FS, nollpunktsdrift ≤±0,003 %FS/℃, och noggrannhetsstabilitet som överstiger liknande sensorer i medelstora intervall på 50 kg–5 ton.

3) Material och skydd: Den elastiska kroppen använder vanligtvis legerat stål (Q235, 40CrNiMoA) eller rostfritt stål 304/316L, med ytan behandlad med sandblästring och rostborttagning + nickelplätering (legerat stål) eller passivering (rostfritt stål); skyddsklassen är typiskt IP66/IP67, och industriella tunga modeller kan nå upp till IP68, lämpliga för komplexa industriella miljöer med damm och fukt.

4) Installationskompatibilitet: Den fasta änden stöder skruvfästning eller svetsning, och den belastade änden kan anslutas via gängor, flänsar eller tryckhuvuden, lämpligt för montering på flera positioner i botten, sida etc. på utrustning. Enstaka eller flera enheter kan användas parallellt, med hög kombinationsflexibilitet.

Kärnfunktioner

1) Kraftmätning i medelomfång: Fokuserar på statisk/kvastidynamisk vägning av medelhöga och låga laster (svarstid ≤7 ms), med ett omfång som täcker 50 kg–20 ton. Konventionella tillämpningar koncentreras inom intervallet 1–10 ton, och vissa tunga modeller kan utökas till 50 ton, vilket möter behoven i de flesta industriella scenarier med medellast.

2) Standardiserad signalutgång: Tillhandahåller analoga signaler (4–20 mA, 0–5 V, 0–10 V) och digitala signaler (RS485/Modbus RTU), och vissa industriella modeller stöder HART-protokollet, vilket möjliggör direkt anslutning till PLC, DCS och viktsystem utan extra signalbehandlingsmoduler.

3) Säkerhetsfunktion: Integrerar temperaturkompensation för brett temperaturintervall (-20 °C–80 °C), har överbelastningsskydd (150–250 % av märkbelastningen, upp till 300 % för legeringsstålmodeller), explosionssäkra modeller är certifierade enligt Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6, och vissa modeller har kablar med lossningsskydd.

4) Långsiktig driftsäkerhet: Tröttningslivslängd ≥10⁶ belastningscykler, med årlig driftdrift ≤±0,015 % FS under märkbelastning, lämplig för långsiktig kontinuerlig drift i scenarier som industriella produktionslinjer och övervakning av materialtankar.

2. Kärnproblem som lösts

1) Svårigheter med installation vid utrustningens kant: För att lösa begränsningen hos traditionella sensorer som kräver symmetrisk montering, kan den "fast ena änden"-konstruktionen för konsolbalken monteras direkt på utrustningens nedre kant eller sidan av bärverket, vilket löser problemet med otillräckligt installationsutrymme i mitten av utrustning såsom siloar och plattformsvågar.

2) Mellersta avstånd, koncentrerad belastningsmätning: I medelintervallet 1t - 10t, genom den optimerade designen av balkspänning, hålls mätfel vid koncentrerad last inom ±0,02 %FS, vilket uppfyller noggrannhetskraven för medellastscenarier såsom industriell batchning och vikttagning av färdiga produkter.

3) Skador orsakade av dynamisk stötslast: Buffertdeformationsegenskaperna hos konsolbalkens elastomer kan effektivt absorbera den momentana stötkraften orsakad av materialnedsläpp och utrustningsvibration, vilket löser problemen med lätt skadebenlighet och noggrannhetsdrift hos traditionella sensorer i dynamiska scenarier.

4) Flersensors kombinerad vägning: Sensorerna har god konsekvens (fel ≤ ±0,01 %FS för samma batch), stödjer 2–4 parallella kombinationsvägningar och löser problemen med viktsuperposition och enhetlig noggrannhet i scenarier med fördelade krafter, såsom stora plattformsvågar och siloer.

5) Anpassningsförmåga till hårda industriella miljöer: Genom förstärkning av legerat stålmateriel och design med skyddsnivå IP67 eller högre, löses problemen med sensorförfällning och signalfel i miljöer med damm (såsom gruvmiljöer), fuktighet (såsom kemiska anläggningar) och lätt förfällning (såsom galvanisering).

3. användarupplevelse

1) Hög installationsflexibilitet: De standardiserade monteringshålen i den fasta änden är kompatibla med olika utrustningsstrukturer, vilket eliminerar behovet av professionella positioneringsverktyg. Installation och kalibrering kan utföras med hjälp av en vattenpass, och en enskild person kan slutföra fixering och koppling av en enskild sensor inom 20 minuter.

2) Enkel operation och kalibrering: Stödjer enkelknappsnollställning av väginstrumentet, kalibreringsprocessen med tre punkter (25 %, 50 %, 100 % av märklast) är lämplig för medellånga avståndsscenarier, och den digitala modellen kan på distans slutföra parameterkonfiguration och kalibrering via värddatorprogramvara.

3) Kontrollerade underhållskostnader: Den helt tätslagna konstruktionen minskar damminträngning, med en genomsnittlig årlig felfrekvens ≤ 0,5 %; kärnkomponenterna ( töjningsgivare , terminaler) är separat förpackade, och lokala fel kan repareras separat utan att behöva byta ut hela enheten.

4) Stabil dataläge: Statiska mätvärden svänger ≤ ±0,005 %FS, snabb respons utan fördröjning i kvasidynamiska scenarier (till exempel bandtransportör); den digitala modellen har inbyggd feldiagnostikfunktion som ger realtidsvarningar vid avvikelser såsom överbelastning och låg spänning.

5) Stark kombinationsanpassningsförmåga: När flera sensorer ansluts parallellt stöder det automatisk lastfördelning, vilket eliminerar behovet av en extra jämnare. Det anpassar sig till designkraven för plattformsvågar och siloar av olika storlekar och minskar svårigheten med systemintegration.

4. Typiska användningsscenarier

1 Vägning av industriella siloar/hinkar
• Tankar för kemiska råmaterial: Vägning av 1–10 tons tankar för lagring av kemiska råmaterial, 2–4 balksensorer monteras symmetriskt på tankens bottenfäste, legerat stålmaterial är korrosionsbeständigt, IP67-skydd är lämpligt för verkstadens fuktiga miljö, och noggrannheten ±0,02 %FS säkerställer exakt inventeringsmätning.
• Mat-/mjölfack: Vägning av batchfack i kornbearbetningsindustrin, sensorer är monterade på stödbenen i botten av facket, slagfast design hanterar påverkan från fallande material och samverkar med styrsystemet för att uppnå exakt påfyllning.

2)Vägning av bältesväger/transportband
• Industriella bältesvägar: Vägning av bulkmaterialtransportband i gruvor och kraftverk, sensorer installeras på tomgångsställningen, bär bältes och materialens kombinerade belastning, svarstiden ≤ 7 ms är lämplig för kontinuerliga transportscenarier och mätnoggrannheten är ± 0,1%.

• Transportband: Används för vägning och sortering i linje inom elektronik- och livsmedelsindustrin. Sensorer är inbyggda i transportörens botten, som kan upptäcka produkternas vikt i realtid och interagera med sorteringsmekanismen. Medelsträckningens noggrannhet uppfyller massproduktionsbehovet.

3)Långa och medelstora lastbilskalor/plattformskalor

• Verkstadplattformvåg: 1-5 ton verkstadsvåg för omsättning. Fyra skjuvbalksensorer är installerade i de fyra hörnen av vågkroppen. Det fasta änden är fäst vid marken, och det bärande ändet bär lasten från vågkroppen. Den excentriska lastkapaciteten säkerställer konsekvent vägningsnoggrannhet vid olika positioner.

• Gaffeltruckvåg: Portabel gaffeltruckvägningsanordning. Sensorer är installerade på gaffeltruckens gaffelbädd, som bär den vertikala lasten från godset. Tillverkad av legerat stål, slagstark och lämplig för dynamiska vägningskrav under gaffeltruckoperationer.

4) Kraftstyrning av automationsutrustning

• Tryckövervakning av stansutrustning: Tryckstyrning av små stansmaskiner. Sensorer är installerade mellan stanshuvudet och maskinkroppen, vilket möjliggör realtidsåterkoppling av stanskraftvärdet, och förhindrar verktygsskador orsakade av överlast. En noggrannhet på ±0,01 %FS säkerställer stanskvaliteten.

• Kraftstyrning vid robotmontering: Tryckövervakning under monteringsprocessen för industrirobotar. Skjuvstavsensorer är integrerade i änden av robotarmen, vilket möjliggör detektering av monteringstryck och justering av kraftverkan, lämpligt för montering av bilkomponenter och elektronikdelar.

5) Särskilda industriella tillämpningar

• Explosionssäkra scenarier: Explosionssäker vägutrustning för gruv- samt olje- och gasindustrin. Ex d IIB T4 explosionssäkra skjuvstrålsensorer används och installeras i explosionssäkra vägboxar för att uppfylla säkerhetskraven i explosiva miljöer.

• Förorenande miljöer: Vågutrustning för galvaniska och kemiska industrier. Sensorer tillverkade av rostfritt stål 316L är ytpassiverade, motståndskraftiga mot syra- och basförröjning och lämpliga för scenarier såsom koncentrationssmätning av galvanolösningar och vägning av kemikalier.

5. Anvisningar för användning (praktisk guide)

1) Installationsprocess

• Förberedelse: Rengör monteringsytan (se till att den är plan, fri från olja och att planhetsfelet ≤0,1 mm/m), kontrollera sensorns yttre utseende (ingen deformation av balkkroppen och inget skador på kabeln) och välj monteringsbultar i storlek M12–M24 enligt mätomfång.

• Positionering och fixering: Fäst den fasta änden av sensorn vid utrustningsbacken med bultar för att säkerställa att den är fast förankrad utan lösning; lastbärande ände ska ligga tätt an mot bärstrukturen för att säkerställa att lasten verkar vertikalt på balkkroppen, och undvik laterala och torsionspåkänningar.

• Kopplingsanvisningar: För analoga signaler, följ kopplingsprincipen "rött – ström +, svart – ström -, grönt – signal +, vitt – signal -"; för digitala signaler, anslut enligt motsvarande stift för Modbus-protokollet; kablage bör placeras på avstånd från starka störkällor som frekvensomvandlare, med ett avstånd ≥15 cm.

• Skyddsanordning: För utomhusinstallation ska en regnabäck läggas till; i fuktig miljö bör kabelförbindningarna tätnas med en vattentät kopplingslåda; i korrosiv miljö bör en särskild anti-korrosionsbeläggning appliceras på sensorns icke-bärande yta.

2) Kalibrering och felsökning

• Nollkalibrering: Slå på strömmen och förvärma i 30 minuter, kör sedan kommandot "nollkalibrering" för att säkerställa att nollutgången ligger inom området ±0,002 %FS. Om avvikelsen är för stor, kontrollera om installationen är fast och om det finns någon sidokraft.

• Lastkalibrering: Placera standardvikter motsvarande 25 %, 50 % och 100 % av märklasten i tur och ordning, registrera utgångssignalvärdet vid varje punkt, korrigerar linjaritetsfelet via kalibreringsprogramvara och säkerställ att felet vid varje lastpunkt ≤ tillåtet värde för klass C3 (±0,02 %FS).

• Linjärtest: Välj 5 testpunkter jämnt fördelade inom mätområdet, verifiera linjäriteten i utsignalen, och linjärfel bör vara ≤ ±0,015 %FS för att säkerställa stabiliteten i fullskaleprecisionen i mellersta området.

3) Regelbunden underhåll

• Regelbunden kontroll: Rengör damm och olja från sensorytan månadsvis, kontrollera fästdonens åtdragning; utför nollpunktskalibrering en gång per kvartal och slutför fullskalekalibrering samt prestandatest årligen.

• Felhantering: När data driftyr, kontrollera först spänningsmatningen (stabil på 12–24 V likström); om avläsningen är onormal, kontrollera om det föreligger överbelastning (överbelastning som överstiger 300 % av den märkta lasten kan orsaka skador) eller balkdeformation, och byt ut sensorn vid behov.

6. Urvalsmetod (exakt anpassad efter krav)

1) Bestämning av kärnparametrar

• Urval av mätområde: Välj en modell med ett mätområde 1,3–1,6 gånger den faktiska maximala lasten (till exempel, för en maximal last på 5 ton, kan en 6,5–8 tons sensor väljas), för att lämna utrymme för stötlaster och säkerhetsmarginal.

• Noggrannhetsklass: Välj klass C3 (fel ≤ ±0,02 %FS) för industriell metrologi, klass C6 (fel ≤ ±0,03 %FS) för allmän övervakning och en modell av klass C3 med svarstid ≤ 7 ms för dynamisk vägning.

• Signaltyp: Välj analoga signaler (4–20 mA) för traditionella styrsystem, digitala signaler (RS485) för intelligenta system samt modeller med trådlösa överföringsmoduler för industriella IoT-scenarier.

2) Val av miljöanpassning

• Temperatur: Välj vanliga modeller för normala förhållanden (-20°C~60°C), modeller med högtemperaturkompensation för högtemperaturförhållanden (60°C~120°C) och kalltåliga modeller för lågtemperaturförhållanden (-40°C~-20°C).

• Medium: Välj legerat stål (nickelbelagt) för torra miljöer, rostfritt stål 304 för fuktiga/lätt korrosiva miljöer och rostfritt stål 316L för starkt korrosiva miljöer (syra-bas-lösningar).

• Skyddsklass: ≥IP66 för inomhus torra miljöer, ≥IP67 för utomhus/fuktiga miljöer och ≥IP68 för undervattens- eller dammrika miljöer.

3) Installation och systemkompatibilitet

• Installationsmetod: Välj skruvfästning för botteninstallation av utrustning, flänskoppling för sidoinstallation; när flera sensorer används i ett vägsystem, välj digitala modeller som stöder adresskodning för att undvika signalkonflikter.

• Kompatibilitet: Bekräfta att sensorsignalen matchar kommunikationsprotokollet för befintlig mätare/PLC, t.ex. för Siemens PLC bör modeller som stöder Profibus-protokollet prioriteras för att minska integrationsomgången.

4) Bekräftelse av ytterligare krav

• Certifieringskrav: Explosionssäkra scenarier kräver motsvarande explosionsskyddsklassificering (Ex d I för gruvor, Ex ia IIC T6 för kemisk industri), mätscenarier kräver CMC-certifiering och produkter för export kräver OIML-certifiering.

• Särskilda funktioner: För dynamisk vägning bör den förstärkta slagtåliga typen (stötlaster ≥300 %FS) väljas; för fjärrövervakning bör modellen med NB-IoT/LoRa-modul väljas; för högtemperaturscenarier bör den specialanpassade modellen med temperaturkompensationskrets väljas.

Sammanfattning

Urbärande balk lastceller har de kärnfördelarna "precision i medelomfång, flexibel installation och stark slagstyrka", och de främst löser problem som kantinstallation av utrustning, mätning av koncentrerad last och skydd mot dynamisk påverkan i industriella scenarier med medellast. Användarupplevelsen fokuserar på enkel installation, underhållsfrihet och god systemkompatibilitet. Vid modellval måste man först tydliggöra de fyra kärnkraven på omfång, noggrannhet, installationsplats och miljö, för att därefter fatta beslut utifrån systemkompatibilitet och ytterligare funktioner; under användning bör sidokrafter och överlast undvikas, och regelbunden kalibrering ska strikt följas för att säkerställa långsiktig stabil drift. Den är lämplig för industriella materialtankar, bandvågar, små och medelstora vägningsinstrument och andra områden, och utgör den dominerande sensorteknologin för lägre och medellastade industriella vägningsapplikationer.