Стовпчастий тензодатчик CZL110

Вступ до продукту

Стовпець датчиках навантаження це силові елементи, що чутливі до навантаження, які працюють за принципом тензометричного датчика. Вони створюють деформацію шляхом згину циліндричного пружного тіла під дією сили, яка потім перетворюється тензодатчиком на електричний сигнал. Мають високу жорсткість, сильну перешкодостійкість тощо, широко використовуються у сценаріях зважування середніх і великих навантажень. Нижче наведено деталі за основними параметрами для задоволення потреб продукт вибору, технічної оцінки та підготовки рішень:

1. Характеристики та функції продукту

Основні особливості

• Структурний проект: Циліндричний еластомер (діаметр 10–100 мм, опціонально), конструкція з високою жорсткістю (висока власна частота), сильна стійкість до позацентрових навантажень і бічних сил (зазвичай витримує бічні сили в межах ±5% – ±10% від номінального навантаження), гарна рівномірність розподілу навантаження.
• Виконання точність: Високий клас точності (зазвичай C3, C6, деякі високопродуктивні моделі досягають C1), похибка нелінійності ≤ ±0,01% НВ, похибка повторюваності ≤ ±0,005% НВ, незначний дрейф нуля (≤ ±0,002% НВ/°C).
• Матеріали та захист: Еластомерний матеріал може бути вибраний з легованої сталі (економічна модель, межа текучості ≥800 МПа) або нержавіючої сталі (304/316L, стійка до корозії), ступінь захисту IP67/IP68 — за бажанням, підходить для вологих, пилових та слабо агресивних середовищ. • Сумісність із встановленням: різьблення на обох кінцях (M12 – M60) або фланцеве з’єднання, компактне розміщення, підходить для вертикальних/осьових навантажень, кілька датчиків можуть підключатися паралельно для утворення ваг (підтримує синхронну роботу 4 – 8 датчиків).

Основна функція

• Вимірювання сили/ваги: Підтримує статичне/динамічне зважування (час динамічної відповіді ≤ 5 мс), з великим діапазоном (1т – 500т, деякі спеціальні моделі досягають 1000т).
• Вихідний сигнал: Надає аналогові сигнали (4–20 мА, 0–10 В) або цифрові сигнали (RS485/Modbus, HART), сумісні з поширеними ваговими приладами, ПЛК та системами DCS.
• Додаткові функції: Деякі моделі мають інтегровану температурну компенсацію (діапазон компенсації -20°C ~ 80°C), захист від перевантаження (150% – 200% від номінального навантаження), сертифікацію на вибухозахищеність (Ex ia IIC T6) та захист від блискавки.
• Довгострокова надійність: Тривалий термін служби при циклічних навантаженнях (≥ 10⁶ циклів), стабільність нульової точки, річний дрейф ≤ ±0,01% НВХ.

2. Основні проблеми, що вирішені

• Недостатня точність вимірювання: Щоб усунути проблеми поганої стійкості до нецентрального навантаження та значних коливань даних у традиційних сенсорів, використовується високоміцна конструкція та точна технологія нанесення тензометричних датчиків, що забезпечує похибку вимірювання при нецентральному навантаженні ≤±0,02% НВ.

• Погана адаптація до важких умов експлуатації: Конструкція з нержавіючої сталі та захистом IP68 вирішує проблеми пошкодження датчиків і зсуву сигналу в умовах вологості, пилу та кислотно-лужної корозії (наприклад, у хімічних силосах та зовнішньому зважувальному обладнанні).

• Обмеження щодо монтажу та місця встановлення: Компактна циліндрична конструкція та гнучкий метод з'єднання вирішують проблеми обмеженого місця для встановлення та ускладненого осьового спрямування зусиль у великих установках (наприклад, реакторах та кранах).

• Стабільність при вимірюванні великих навантажень: Еластомер з високою жорсткістю та конструкція з захистом від перевантаження запобігають постійній деформації сенсорів у сценаріях середнього та важкого навантаження (наприклад, у автомобільних вагах та зважуванні контейнерів у портах), забезпечуючи довгострокову надійність вимірювань.

• Проблеми сумісності систем: Доступні кілька режимів виведення сигналу, що вирішує проблему підключення до різних систем керування (наприклад, Siemens PLC та сенсорний екран Kunlun Tongtai) без необхідності використання додаткових перетворювачів сигналу.

3. Досвід користувача

• Зручність монтажу: Стандартизовані різьбові/фланцеві інтерфейси, укомплектовані монтажними ключами та орієнтирами, дозволяють одній особі виконати установку; внизу передбачені отвори для горизонтального регулювання, що полегшує калібрування напрямку зусилля.

• Експлуатація та калібрування: Нульова калібровка проста (нульове налаштування за допомогою однієї кнопки на дисплеї), підтримує калібровку за допомогою еталонних вантажів (час калібрування ≤ 10 хвилин), а деякі цифрові моделі можуть калібруватися дистанційно через програмне забезпечення.

• Низькі витрати на технічне обслуговування: Герметична конструкція виключає необхідність частого обслуговування; тензометричні датчики покриті вологозахисним матеріалом, що забезпечує низький рівень відмов (середньорічний рівень відмов ≤ 0,5%); вразливі деталі (наприклад, клемні блоки) можна замінювати окремо.

• Зворотний зв'язок із даними: Швидка реакція на сигнали, відсутність затримки даних у сценаріях динамічного зважування; цифрові моделі мають вбудовані функції діагностики несправностей (наприклад, сигнал перевантаження, попередження про несправність проводки), що полегшує та прискорює усунення несправностей.

• Досвід сумісності: Сумісний з понад 90% вагових приладів і систем керування на ринку, немає потреби змінювати апаратні інтерфейси, підключи і працюй; підтримує паралельне підключення кількох датчиків із автоматичним розподілом навантаження.

4. Типові сценарії застосування

1) Промислове зважування та метрологія

• Зважування силосів/цистерн: контроль маси силосів для порошків/рідин у хімічній та будівельній галузях, підтримка управління рівнем та обліком запасів (зазвичай встановлюється 4 датчики симетрично).

• Автомобільна/залізнична вага: зважування автомобільних та залізничних вантажів із ємністю одного датчика 50–200 т, кілька датчиків підключаються паралельно для утворення зважувальної платформи (наприклад, 100-тонну автомобільну вагу зазвичай комплектують чотирма датчиками по 25 т)

• Зважування реакторів: моніторинг маси реакторів у фармацевтичній та хімічній промисловості в реальному часі, взаємодія з системою керування для досягнення точного контролю подачі матеріалів (потрібні вибухозахищені датчики)

2) Інтеграція машин та обладнання

• Захист кранів/мостових кранів від перевантаження: контроль вантажопідйомності кранів у портах та на фабриках, подача сигналу тривоги при перевищенні навантаженням номінального значення (потрібні моделі з вібростійкістю та швидкою реакцією).

• Прес/випробувальна машина: вимірювання тиску/розтягувального зусилля при випробуванні механічних властивостей матеріалів, потрібна висока точність (клас C1) та висока динамічна швидкість реакції (≤3 мс)

• Будівельна техніка: дозування компонентів на бетонозмішувальних установках та захист від перевантаження баштових кранів, підходить для зовнішніх умов із підвищеною вологістю та вібрацією (ступінь захисту ≥IP67).

3) Виробництво ваговимірювальних приладів

• Основні компоненти настільних/підлогових терезів: основні чутливі елементи невеликих і середніх настільних терезів (1–5 т) та великих підлогових терезів (50–500 т), необхідна гарна узгодженість (похибка кількох датчиків ≤±0,01% НВ).

• Спеціалізовані ваговимірювальні прилади: наприклад, вибухобезпечні електронні терези та стійкі до корозії промислові ваги, виготовлені з матеріалів із нержавіючої сталі та оснащені сертифікованими вибухобезпечними датчиками для задоволення потреб спеціалізованих галузей.

4) Інші спеціальні сценарії

• Харчова/фармацевтична промисловість: датчики з гігієнічної нержавіючої сталі (матеріал 316L, полірована поверхня), призначені для зважування сировини та обліку готової продукції, відповідають стандартам GMP.

• Гірничодобувна/металургійна промисловість: спеціальні моделі для роботи в умовах високих температур (≤120℃), використовуються для зважування бункерів з рудою та контролю маси металургійних печей (потрібна функція компенсації високих температур).

5. Інструкції з використання (практичний посібник)

1) Процес встановлення

• Підготовка: очистіть поверхню монтажу (переконайтеся, що вона рівна, без олії, похибка плоскості ≤0,1 мм/м), перевірте зовнішній вигляд датчика (відсутність деформацій, цілісність клемних з'єднань).

• Позиціонування та фіксація: встановіть датчик вертикально в точці прикладання навантаження, щоб забезпечити його передачу по осі (усуньте бічні зусилля); затягніть його ключем із моментом затягування згідно з вказаним значенням (рекомендовано 20–50 Н·м для датчиків зі сталевих сплавів, 15–30 Н·м для нержавіючої сталі).

• Вимоги до підключення проводки: для аналогових сигналів (червоний — живлення +, чорний — живлення –, зелений — сигнал +, білий — сигнал –), підключайте цифрові сигнали згідно з протоколом Modbus; прокладайте проводку на відстані щонайменше 10 см від силових кабелів, щоб уникнути електромагнітних перешкод.

• Захисні заходи: при встановленні на вулиці додайте захисний козирок від дощу та герметизуйте з’єднання проводки водонепроникним з’єднувачем; нанесіть антикорозійне покриття на поверхню датчика у разі експлуатації в агресивному середовищі.

2) Калібрування та налагодження

• Калібрування нуля: Увімкніть живлення та прогрійте протягом 30 хвилин, натисніть кнопку «нуль» на пристрої, щоб переконатися, що вихідний нульовий сигнал знаходиться в межах ±0,001% НВ.

• Калібрування навантаження: розмістіть стандартні вантажі (рекомендовано 50% та 100% від номінального навантаження), зафіксуйте значення на дисплеї лічильника та скоригуйте похибку за допомогою лічильника або програмного забезпечення (похибка має бути ≤ припустимої похибки, що відповідає класу точності).

• Динамічне налагодження: у сценарії динамічного зважування перевірте час відгуку датчика, налаштуйте фільтруючі параметри лічильника (зазвичай частота фільтрації 5–10 Гц), щоб уникнути коливань даних.

3) Планове обслуговування

• Періодичний огляд: Щомісяця очищайте поверхню датчика, перевіряйте затягненість проводки; щокварталу калібруйте нульову точку, а раз на рік виконуйте повну калібровку.

• Усунення несправностей: якщо спостерігається дрейф даних, перевірте напругу живлення (має бути стабільною, 12–24 В постійного струму); якщо відсутній вихідний сигнал, перевірте правильність підключення проводів або чи не перевантажено і пошкоджено датчик.

6. Метод вибору (точне відповідність вимогам)

1) Визначення основних параметрів

• Вибір діапазону: оберіть модель з діапазоном 1,2–1,5 від фактичного максимального навантаження (наприклад, для максимального навантаження 50 т можна обрати сенсор 60–75 т), залишивши запас на перенавантаження.

• Клас точності: для промислових вимірювань оберіть клас C3 (похибка ≤ ±0,02% НВХ); для лабораторних випробувань — клас C1 (похибка ≤ ±0,01% НВХ); для загального моніторингу — клас C6 (похибка ≤ ±0,03% НВХ).

• Тип сигналу: аналогові сигнали (4–20 мА) підходять для традиційних приладів, тоді як цифрові сигнали (RS485) підходять для інтелектуальних систем керування та підтримують дистанційний моніторинг.

2) Вибір за експлуатаційною стійкістю

• Температура: для звичайних умов (-20°C - 60°C) оберіть стандартну модель; для високотемпературних умов (60°C - 120°C) — модель із компенсацією високих температур; для низькотемпературних умов (-40°C - -20°C) — морозостійку модель.

• Середовище: для сухих умов оберіть леговану сталь; для вологих/агресивних середовищ — нержавіючу сталь 304/316L; для сильно агресивних середовищ (наприклад, кислотно-лужних розчинів) — хастелой.

• Клас захисту: для зовнішніх/вологих умов — ≥IP67; для підводних або запилених умов — ≥IP68.

3) Монтаж та сумісність із системою

• Метод встановлення: при обмеженому просторі виберіть різьбове з’єднання; при великих навантаженнях — фланцеве з’єднання; якщо існує ризик ексцентричного навантаження, виберіть модель з конструкцією, що запобігає ексцентричному навантаженню (похибка ексцентричного навантаження ≤ ±0,01%FS).

• Сумісність: Переконайтеся, що вихідний сигнал датчика відповідає наявним приладам/ПЛК; якщо потрібно підключити кілька датчиків паралельно, виберіть цифрову модель із підтримкою встановлення адреси.

4) Підтвердження додаткових вимог

• Вимоги до сертифікації: для вибухонебезпечних умов необхідно мати сертифікацію Ex ia IIC T6; для харчової промисловості — сертифікацію FDA/GMP; для метрологічних застосувань — CMC (Свідоцтво про схвалення типу засобу вимірювальної техніки).

• Спеціальні функції: для динамічного зважування виберіть модель із часом відгуку ≤5 мс; для дистанційного моніторингу — інтелектуальну модель із бездротовою передачею даних (LoRa/NB-IoT).

Резюме

Опорні тензометричні датчики мають «високу жорсткість, антиінтерференційність і широкий діапазон» як основні переваги, головним чином вирішуючи проблеми точного зважування, адаптації до важких умов експлуатації та сумісності систем у сценаріях середніх і великих навантажень. Досвід користувача зосереджений на простоті встановлення, легкому обслуговуванні та стабільності даних. При виборі необхідно спочатку чітко визначити три ключові вимоги: діапазон, точність і умови експлуатації, а потім приймати рішення з урахуванням способу монтажу та сумісності з системою; під час експлуатації слід суворо дотримуватися принципів осьового прикладання зусилля та регулярного калібрування для забезпечення тривалої надійності. Підходить для галузей промислової метрології, механічної інтеграції, виробництва зважувальних приладів тощо, є найкращим типом датчиків для сценаріїв зважування середніх і великих навантажень.

Детальний дисплей

Параметри