S-formad kraftsensor CZL302AC

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 dubbelriktad kraft (både drag- och tryckkraft kan mätas), har stark motståndskraft mot vridning och tvärkrafter (klarar tvärkrafter på ±10 % till ±15 % av den nominella belastningen) samt hög krafteffektivitet.

• Precisionsegenskaper: Noggrannhetsnivåer täcker C2–C6, där standardmodeller uppnår C3, linjäritetsfel ≤±0,02 %FS, repeterbarhetsfel ≤±0,01 %FS, nolldrift ≤±0,003 %FS/℃ och liten precisionssänkning i dynamiska mätsituationer med små och medelstora laster.

• Material och skydd: Elastomeren använder vanligtvis höghållfast legerat stål (brottgräns ≥850 MPa) eller 304/316L rostfritt stål, med ytan behandlad med nickelplätering eller pulverlack (passivering för korrosionsbeständiga typer); skyddsnivån är typiskt IP65/IP67, och anpassade modeller för fuktiga miljöer kan nå 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 mätning av drag- och tryckkraft (svarstid ≤6 ms), med mätomfång från 0,01 t till 50 t, vanliga tillämpningar koncentrerade inom området 0,1 t till 20 t, och vissa högprecisionsmodeller kan mäta små områden på 0,001 t.

• Standardiserad signalutgång: Levererar analoga signaler (4-20 mA, 0-5 V, 0-10 V) och digitala signaler (RS485/Modbus RTU), och vissa intelligenta modeller stödjer Profibus-protokollet, vilket möjliggör direktanslutning till vägningsinstrument, PLC:ar, industriella touchskärmar och andra enheter.

• Säkerhets- och skyddsfunktioner: Integrerar temperaturkompensation för ett brett temperaturområde (-20 ℃ ~ 80 ℃), har överbelastningsskydd (120 % – 200 % av den nominella lasten, vanligtvis 150 % i dragscenarier) och vissa modeller inkluderar anti-tvistningsplintar och kabelanslutningar med skydd mot utdragning.

• 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 strukturer exakt mäta både drag- och tryckkrafter samtidigt (till exempel kraftförändringar vid materiallyft och sänkning), vilket möter behovet av tvåvägs kraftövervakning 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: I det lilla områdesscenarioet på 0,1t – 5t kontrolleras mätfel inom ±0,01 %FS genom att optimera positionen för töjningsgivarmärken och designen av elastomerbelastning, vilket uppfyller kraven på hög precision för lätta belastningar i tillämpningar inom laboratorier, livsmedelsindustri etc.

• Övervakning av dynamiska spänningsfluktuationer: Med en responstid ≤ 6 ms kan den noggrant registrera spänningsfluktuationer under kontinuerliga produktionsprocesser av kablar, filmer etc., och därmed lösa 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. Användare Erfarenhet

• Installationsbekvämlighet: Standardiserade gängade/öglingsgränssnitt med standardkopplingsdelar (såsom bultar och krokar) kräver inga särskilda installationsverktyg. En enskild person kan slutföra installation och positionering av en enskild sensor inom 15 minuter, med 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 damm och fukt, med en genomsnittlig årlig felfrekvens ≤ 0,4 %; den modulära designen av kärnkomponenter ( töjningsgivare , anslutningsblock) möjliggör utbyte av lokala fel individuellt, vilket minskar totala utbyteskostnader.

• Intuitiv datarapportering: Statiska mätvärdena svänger ≤ ±0,005 %FS, utan märkbar tröghet i dynamiska scenarier; digitala modeller är utrustade med inbyggda felvarningar för överbelastning, låg spänning etc., vilka 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/Rep Spänningskontroll: Övervakning av spänning i tråddragningmaskiner inom textil- och kabelindustrin. S-formade sensorer ansluts i serie till dragningsmekanismen och ger realtidsåterkoppling av spänningsvärden samt anpassar dragningshastigheten i samordnad takt för att säkerställa enhetlig kabeldiameter.

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

• Dragningsövervakning av lyftutrustning: Lastgränskontroll för små kranar och elvinschar. Installerad mellan kroken och bommen, utlöser den en larm och kopplar från strömmen vid överbelastning för att säkerställa driftsäkerheten.

2) Upphängda vägningscenarier

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

• Upphängd vägning inom livsmedelsbearbetning: Upphängd vägning och sortering inom slakten och fiskproduktsindustrin. Modeller i rostfritt stål (316L) uppfyller kraven för livsmedelshygien, är lätta att rengöra och desinficera samt lämpar sig för monteringslinsverksamhet.

3) Tillverkning av små och medelstora vägningsinstrument

• Krokvågar/bärbara vågar: Kärnkomponenter för krokvågar på 0,5t – 20t. Deras kompakta struktur är lämplig för vågkroppsdesign, och deras slagstyrka klarar momentan överbelastning vid lyftoperationer.

• Bandvågar/dynamiska vågar: Moduler för dynamisk vägning på transportband. Monteras på bandrullens stöd och beräknar indirekt materialvikten genom att mäta bandspänningen, anpassade för kontinuerlig transport.

4) Vetenskaplig forskning och experimentell utrustning

• Biomekanisk provning: Kraftvärdesövervakning av medicinsk rehabiliteringsutrustning (till exempel kraftprovning av proteser). Modeller med litet mätområde och hög precision (0,01t – 1t) kan registrera små förändringar i kraftvärde.

• 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 maskiner för fyllning av läkemedelskapslar. Hygieniska rostfria stålsmodeller uppfyller GMP-krav och styr fyllningstrycket exakt för att säkerställa enhetlig kappseldosering.

• 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).

• Skyddande behandling: För utomhusinstallation krävs regnskydd; i fuktiga/korrosiva miljöer ska kabelförbindningen placeras i en vattentät fördelningslåda, och sensorytan kan täckas med livsmedelsgodkänd korrosionsskyddsolja (för livsmedelsindustrin).

2) Kalibrering och felsökning

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

• Lastkalibrering: Placera standardvikter om 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 (≤±0,02 % FS för nivå C3).

• Dynamisk felsökning: Vid dynamiska scenarier såsom spänningsövervakning, justera mätarens filterfrekvens (5–12 Hz) för att balansera svarshastighet och datostabilitet och undvika falska 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: För laboratorietestning, välj klass C2 (fel ≤ ±0,01 %FS); för industriell metrologi, välj klass C3 (fel ≤ ±0,02 %FS); för allmän övervakning, välj klass C6 (fel ≤ ±0,03 %FS).

• Signaltyp: För traditionella vägningsinstrument, välj analoga signaler (4–20 mA); för intelligenta system, välj digitala signaler (RS485); för industriella IoT-scenarier, välj intelligenta modeller med trådlös överföring (WiFi/4G).

2) Val baserat på miljöanpassning

• Temperatur: För normala förhållanden (-20°C ~ 60°C), välj vanliga modeller; för högtemperaturförhållanden (60°C ~ 100°C), välj högtemperaturkompenserade modeller; för lågtemperaturförhållanden (-40°C ~ -20°C), välj lågtemperaturresistenta modeller.

• Medium: För torra miljöer, välj legerat stål (ytbeläggning med pulverfärg); för fuktiga/matindustrier, välj rostfritt stål 304; för kemisk korrosion, välj rostfritt stål 316L. • Skyddsklass: För inomhus torra miljöer, ≥IP65; för utomhus/fuktmiljöer, ≥IP67; för undervattens- eller dammrika miljöer, ≥IP68.

3) Installation och systemkompatibilitet

• Monteringsmetod: För dragningskraftsförhållanden, välj ögelförbindning; för tryckförhållanden, välj bultfixering; för sneda kraftpåverkningar, välj modeller med positioneringstift; för begränsat utrymme, prioritera kompakta modeller med längd ≤50 mm.

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

4) Bekräftelse av ytterligare krav

• Certifieringskrav: För explosionssäkra scenarier krävs Ex ia IIC T6/Ex d IIB T4-certifiering; för livsmedelsindustrin krävs FDA/GMP-certifiering; för mätningsscenarier krävs CMC-certifiering.

• Särskilda funktioner: För dynamisk övervakning av spänning, välj modeller med en responstid ≤5 ms; för fjärrövervakning, välj modeller med NB-IoT-modul; för hygieniska scenarier, välj hygienklassade modeller med slipning utan döda hörn (Ra ≤0,8 μm).

Sammanfattning

S-typs belastningsceller har "tvåvägskraftsbäring, flexibel installation och hög precision vid lättlast" som sina kärnfördelar och avser främst att lösa problem såsom tvåvägskraftövervakning, installation i komplexa scenarier och precisionsstyrning vid lättlast. Användarupplevelsen fokuserar på enkel operation, underhållsfrihet och stark anpassningsförmåga till olika scenarier. Vid val av belastningscell måste mätomfång, noggrannhet, kraftriktning och miljökrav först klarläggas, varefter beslutet tas 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 dragkraftsmätning, upphängd vägning och vägningsinstrument för lättlast och utgör den föredragna sensorsolutionen för medelstor och lägre last samt tvåvägskraftsövervakningsscenarier.

Detaljerad visning

Parametrar