S-typ belastningscell CZL301

Produktintroduktion

S-typ belastningscell är ett kraftkänsligt detekteringselement baserat på töjningsresistiv princip, med en symmetrisk S-formad elastomer som kärnstruktur. När den utsätts för kraft orsakar elastomerens draghållfasthet eller trygande deformation att töjningsgivaren genererar resistansändringar, vilka sedan omvandlas till standardiserade elektriska signaler. Den kombinerar fördelar som tvåriktad kraftbäring, flexibel installation och stabil noggrannhet, och används brett inom mätsituationer för drag-, tryck- och sammansatta krafter vid medelhöga och låga laster. Följande detaljer presenteras utifrån kärndimensionerna för att möta behoven av produkt val, teknisk utvärdering och lösningsskrivning:

1. Produktfunktioner och egenskaper

Kärnfunktioner

• Konstruktionsdesign: Använder en integrerad S-formad elastomerstruktur (tjocklek 5–30 mm, längd 30–200 mm), med koncentrerad och symmetrisk spänningsfördelning, stöder tvåvägskraft (både drag- och tryckkraft kan mätas), har stark motståndskraft mot vridning och tvärkrafter (klarar tvärkrafter på ±10 % till ±15 % av den nominella lasten) samt hög kraftöverföringseffektivitet.

• Precisionsegenskaper: Precisionsklasser omfattar C2–C6, där standardmodeller når C3, linjäritetsavvikelse ≤±0,02 %FS, repeterbarhetsfel ≤±0,01 %FS, nolldrift ≤±0,003 %FS/℃ och liten precisionsminskning i dynamiska mätsituationer med små och medelstora laster.

• Material och skydd: Elastomeren är vanligtvis tillverkad av höghållfast legerat stål (brottgräns ≥850 MPa) eller rostfritt stål 304/316L, med ytan behandlad med nickelplätering eller plastsprayning (passivering för korrosionsbeständiga typer); skyddsnivån är vanligtvis IP65/IP67, och specialanpassade modeller för fuktiga miljöer kan nå upp till IP68, lämpliga för allmän industri och vissa särskilda miljöer.

• Monteringskompatibilitet: Båda ändar är utformade med invändiga gängor, utvändiga gängor eller lyftringsstruktur, vilket stödjer olika monteringsmetoder såsom krokar, lyfringar och flänsar, med flexibelt installationsutrymme, anpassningsbar till krafter i flera riktningar såsom vertikal, horisontell och sned, och används främst fristående.

Kärnfunktioner

• Tvåvägskraftmätning: Stödjer statisk/dynamisk drag- och tryckkraftmätning (svarstid ≤6 ms), med ett mätområde från 0,01 t till 50 t, vanliga tillämpningar koncentrerade inom området 0,1 t–20 t, och vissa högprestandamodeller kan mäta små områden ner till 0,001 t.

• Standardiserad signalutgång: Ger analoga signaler (4–20 mA, 0–5 V, 0–10 V) och digitala signaler (RS485/Modbus RTU), och vissa intelligenta modeller stöder Profibus-protokollet, vilket möjliggör direkt anslutning till vägskalor, PLC:ar, industriella touchskärmar och andra enheter.

• Säkerhets- och skyddsfunktioner: Inbyggd temperaturkompensation för brett temperaturområde (-20 °C till 80 °C), överbelastningsskydd (120 %–200 % av den nominella lasten, vanligen 150 % i dragscenarier), och vissa modeller har anti-tvistningspositioneringsspikar och kabelanslutningar med lossningsskydd.

• Långsiktig stabilitet: Tröghetslivslängd ≥10⁶ belastningscykler, årlig drift ≤±0,02 % FS vid nominell last, lämplig för intermittenta eller kontinuerliga kraftövervakningsscenarier.

2. Kärnproblem som lösts

• Svårigheter med tvåvägskraftmätning: Genom att lösa begränsningen hos traditionella sensorer som endast kan mäta kraft i en riktning kan S-formade strukturen exakt mäta både dragnings- och tryckkrafter samtidigt (till exempel kraftförändringar vid materiallyft och sänkning), vilket möter behovet av tvåvägskraftövervakning i scenarier som lyft och dragning.

• Anpassningsförmåga till komplexa installationsförhållanden: Med flexibla anslutningsmetoder och en kompakt struktur löser den installationsutmaningar i utrustning med begränsat utrymme och flera vinklar för kraftpåverkan ansökan (till exempel vägning av lutande magasin och spänningsövervakning av upphängda transportband), vilket eliminerar behovet av omfattande modifieringar av utrustningens struktur.

• Otillräcklig noggrannhet vid lätt last/små områden: Inom det lilla omfånget 0,1t - 5t, genom att optimera limförbandets position och töjningsgivare samt spänningsdesignen för elastomeren, hålls mätfel inom ±0,01 %FS, vilket uppfyller kraven på hög precision för lättlastade tillämpningar i laboratorier, livsmedelsindustri etc.

• Övervakning av dynamiska spänningsfluktuationer: Med en responstid ≤6 ms kan den exakt fånga spänningsfluktuationer under kontinuerliga produktionsprocesser av kablar, filmer etc., vilket löser problem med produktkvalitet orsakade av instabil spänning inom branscher som textil och tryck.

• Kompatibilitetsproblem vid samarbete mellan flera enheter: Standardiserad signalkoppling och stöd för flera protokoll löser dockningshinder med kontrollsystem från olika märken (som Siemens S7-seriens PLC:ar och Delta DCS), vilket minskar fel och kostnader vid signalomvandling.

3. användarupplevelse

• Installationsbekvämlighet: Standardiserade gängade/öglanslutningar, med standardförbindningsdelar (såsom bultar och krokar), kräver inte särskilda installationsverktyg. En enskild person kan slutföra installation och positionering av en sensor inom 15 minuter, med relativt låga krav på planheten hos installationsytan (planhetsfel ≤0,1 mm/m är tillräckligt).

• Drift och kalibrering: Stödjer enkelknapps-nollställning på vägningsinstrumentet, förenklar tvåpunktskalibreringsprocessen (kräver endast standardvikter på 10 % och 100 % av märkbelastningen), och digitala modeller kan kalibreras på distans via mobilapp eller dator, vilket gör att icke-experter snabbt kan utföra drift.

• Kontrollerbara underhållskostnader: Den täta konstruktionen isolerar effektivt mot damm och fukt, med en genomsnittlig årlig felfrekvens ≤0,4 %; den modulära designen av kärndelar (töjningsgivare, anslutningsblock) gör det möjligt att utbyta delar lokalt vid fel, vilket minskar kostnader för helutbyte.

• Intuitiv datarapportering: Statisk mätdatafluktuation ≤±0,005 %FS, utan uppenbar fördröjning i dynamiska scenarier; digitala modeller är utrustade med inbyggda felalarm för överlast, låg spänning etc., vilket visas visuellt via indikatorlampor eller programvarugränssnitt för enkel och snabb felsökning.

• Flexibel anpassningsförmåga till olika scenarier: Samma sensor kan växla mellan drag-/tryckmätningslägen utan att byta hårdvara, vilket möter behovet av delad utrustning i flera processer och förbättrar utnyttjandegraden av utrustningen.

4. Typiska användningsscenarier

1) Drag-/Spänningsmätningscenarier

• Kablar-/repsspänningskontroll: Övervakning av spänning i tråddragningsmaskiner inom textil- och kabelindustrin. S-formade sensorer kopplas seriekopplade till dragningsmekanismen och ger realtidsfeedback om spänningsvärden samt justerar dragningshastigheten på ett samordnat sätt för att säkerställa enhetlig kabeldiameter.

• Dragprovning av material: Dragmätning med materialprovningsmaskiner i laboratorier. Modeller med C2-precision kan uppfylla kraven för draghållfasthetsprovning av material såsom metalltrådar och plastfolier, med dataupprepbarhetsfel ≤±0,01 %.

• Spänningsövervakning av lyftutrustning: Lastgränskontroll för små kranar och elmotorer. Installerad mellan kroken och bommen, utlöser den en larm och kopplar bort strömmen vid överbelastning för att säkerställa driftsäkerhet.

2) Upphängda vägningscenarier

• Vägning av upphängda bägare/tankar: Vägning av upphängda batchtankar inom kemisk industri och foderindustri. En eller två sensorer är symmetriskt upphängda och installerade för att lösa problemet med otillräckligt golvutrymme, med en noggrannhet på upp till ±0,02 %FS.

• Vågning i luften inom livsmedelsindustrin: Vågning och sortering i luften inom slakteri- och fiskindustrin. Modeller i rostfritt stål (316L) uppfyller krav på livsmedelshygien, är lätta att rengöra och desinficera samt lämpar sig för monteringslinsoperationer.

3) Tillverkning av små och medelstora vägningsinstrument

• Krokvågar/bärbara vågar: Känsliga kärnenheter för krokvågar från 0,5 ton till 20 ton. Deras kompakta struktur är lämplig för vågkroppsdesign, och deras slagstyrka klarar momentana överbelastningar vid lyftoperationer.

• Bandvågar/dynamiska vågar: Dynamiska vägningsmoduler för transportband. Monterade på bandrullens bärstolpar beräknar de indirekt materialvikten genom mätning av bandspänning och anpassar sig till kontinuerlig transporteringsmiljö.

4) Vetenskaplig forskning och experimentell utrustning

• Biomekanisk testning: Övervakning av kraftvärden för medicinsk rehabiliteringsutrustning (till exempel krafttestning av proteser). Modeller med litet mätområde och hög precision (0,01t–1t) kan registrera subtila förändringar i kraftvärden.

• Kraftstyrning i robotars slutled: Kraftåterkoppling för greppmekanismen hos industrirobotar. Genom att mäta greppkraften justeras spännkraften för att undvika skador på sköra arbetsstycken (till exempel glas och keramik).

5) Särskilda industriella tillämpningar

• Läkemedelsindustrin: Tryckstyrning av fyllningsmaskiner för läkemedelskapslar. Hygieniska rostfria stålsmodeller uppfyller GMP-krav och styr fyllningstrycket exakt för att säkerställa enhetlig dosering i kapslarna.

• Tryck- och förpackningsindustrin: Spänningsövervakning i filmdrucksmaskiner. Kontinuerlig justering av av- och upprullningshastigheter förhindrar att film sträcks, deformeras eller brister, vilket förbättrar tryckprecisionen.

5. Anvisningar för användning (praktisk guide)

1) Installationsprocess

• Förberedelse: Rengör anslutningspunkterna (ta bort spån och oljefläckar), kontrollera sensorns yttre skick (ingen deformation av elastomeren, inget skador på kabeln) och välj rätt anslutningsmetod enligt kraftens riktning (använd en lyftring för dragspänning och bultfästning för tryck).

• Positionering och fixering: Se till att lasten överförs längs sensorns axiella riktning för att undvika sidokrafter och vridmoment; använd en momentnyckel vid åtdragning av bultar (10–30 N·m rekommenderas för legeringsstålsensorer, 8–25 N·m för rostfritt stål) för att förhindra att gängorna skadas genom överdriven åtdragning.

• Kablage: För analoga signaler, följ regeln "röd - ström +, svart - ström -, grön - signal +, vit - signal -"; för digitala signaler, anslut enligt Modbus-pin-tillordning; kabeln ska fästas säkert för att undvika att den dras med kraft, och kablaget ska hållas på avstånd från starka störkällor såsom frekvensomvandlare (avstånd ≥ 20 cm).

• Skyddshanteringen: Vid utomhusinstallation ska en regnskyddshylsa läggas till; i fuktig/korrosiv miljö ska kabelanslutningen placeras i en vattentät fördos, och sensorytan kan täckas med livsmedelslämplig korrosionsskyddsolja (för livsmedelsindustrin).

2) Kalibrering och felsökning

• Nollkalibrering: Slå på strömmen och förvärma i 15 minuter, utför kommandot "nollkalibrering", se till att nollutgången ligger inom ±0,002 %FS; om avvikelsen är för stor, kontrollera om det finns någon sidokraft i installationen.

• Lastkalibrering: Placera standardvikter motsvarande 10 %, 50 % och 100 % av den märkta lasten i tur och ordning, registrera utsignalerna vid varje punkt, korrigerar linjärfel genom kalibreringsprogramvara och säkerställ att felet ≤ tillåtet värde för motsvarande noggrannhetsnivå (C3-nivå ≤ ±0,02 %FS).

• Dynamisk felsökning: I dynamiska scenarier såsom spänningsövervakning, justera instrumentets filterfrekvens (5–12 Hz) för att balansera svarshastighet och datostabilitet samt undvika felaktiga larm orsakade av högfrekventa svängningar.

3) Regelbunden underhåll

• Regelbunden kontroll: Rengör sensorytan månadsvis, kontrollera om gängförbindningen är löst; utför nollkalibrering en gång per kvartal, genomför fullskalig kalibrering en gång per år och dokumentera kalibreringsdata för framtida referens.

• Felhantering: När data driftyter ska du först kontrollera spänningsmatningen (stabil vid 12–24 V likström); om det inte finns någon signalutgång, kontrollera om kabeln är trasig eller om sensorn är överbelastad (över 200 % av den nominella belastningen kan orsaka skador).

6. Urvalsmetod (exakt anpassad efter krav)

1) Bestämning av kärnparametrar

• Välj mätområde: Välj modell enligt 1,2–1,5 gånger det faktiska maximala kraftvärdet (till exempel, om den maximala dragkraften är 8 t, kan en 10–12 t-sensor väljas). För dragkraftsscenario bör ytterligare 10 % överbelastningsmarginal reserveras för att undvika skador vid stötlaster.

• Noggrannhetsklass: Välj klass C2 (fel ≤ ±0,01 %FS) för laboratorietestning, klass C3 (fel ≤ ±0,02 %FS) för industriell metrologi och klass C6 (fel ≤ ±0,03 %FS) för allmän övervakning. • Signaltyp: Välj analoga signaler (4–20 mA) för traditionella vägningsinstrument, digitala signaler (RS485) för intelligenta system och intelligenta modeller med trådlös överföring (WiFi/4G) för industriella IoT-scenarier.

2) Val baserat på miljöanpassning

• Temperatur: Välj vanliga modeller för normala förhållanden (-20°C ~ 60°C), modeller med högtemperaturkompensation för hothållande förhållanden (60°C ~ 100°C) och kalltåliga modeller för kalla förhållanden (-40°C ~ -20°C).

• Medium: Välj legerat stål (ytbehandlat med pulverfärg) för torra miljöer, rostfritt stål 304 för fuktiga/matrelaterade industrier och rostfritt stål 316L för kemiskt korrosiva miljöer.

• Skyddsklass: ≥IP65 för inomhus torra miljöer, ≥IP67 för utomhus/fuktmiljöer och ≥IP68 för undervattens- eller dammrika miljöer.

3) Installation och systemkompatibilitet

• Monteringsmetod: Välj ögelförbindningar för dragspänningsförhållanden, bultfixering för tryckförhållanden och modeller med positioneringsnitar för sneda krafter; vid begränsat utrymme, prioritera kompakta modeller med längd ≤50 mm.

• Kompatibilitet: Bekräfta att sensorsignalen matchar kommunikationsprotokollet för det befintliga instrumentet/PLC. När flera sensorer arbetar tillsammans, välj digitala modeller som stöder adressinställning för att undvika signalkonflikter.

4) Bekräftelse av ytterligare krav

• Certifieringskrav: Explosionsskyddade scenarier kräver Ex ia IIC T6/Ex d IIB T4-certifiering, livsmedelsindustrin kräver FDA/GMP-certifiering och mättekniska scenarier kräver CMC-certifiering.

• Särskilda funktioner: Välj modeller med svarstid ≤5 ms för dynamisk spänningsövervakning, modeller med NB-IoT-modul för fjärrövervakning samt hygienmodeller med slipning utan döda hörn (Ra ≤0,8 μm) för hygienkänsliga tillämpningar.

Sammanfattning

S-typs belastningsceller har "tvåvägskraftsbäring, flexibel installation och hög precision vid lättlast" som sina kärnfördelar och adresserar främst problem som tvåvägskraftövervakning, installation i komplexa scenarier och precisionsstyrning vid lättlast. Användarupplevelsen fokuserar på enkel hantering, underhållsfrihet och stark anpassningsförmåga till olika scenarier. När man väljer en belastningscell är det nödvändigt att först klargöra mätomfång, noggrannhet, kraftriktning och miljökrav, för att därefter fatta beslut utifrån systemkompatibilitet och ytterligare funktioner. Under användning bör sidokrafter och överbelastning undvikas, och regelbunden kalibrering ska strikt följas för att säkerställa långsiktig stabil drift. Den är lämplig för tillämpningar såsom spänningsmätning, hängvågar och väginstrument för lättlast och utgör den föredragna sensortekniska lösningen för medelstora till låga belastningar samt tvåvägskraftövervakningsscenarier.

Detaljerad visning

Parametrar