Стовпчастий датчик навантаження CZL425

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

• Конструкційна конструкція: Циліндричне пружне тіло (діаметр 10–100 мм, опціонально), конструкція з високою жорсткістю (висока власна частота), сильна стійкість до ексцентричного навантаження/бічних сил (зазвичай витримує бічні сили в межах ±5% – ±10% від номінального навантаження) та гарна рівномірність передачі зусилля.

• Прецизійні характеристики: Високий клас точності (зазвичай C3, C6, деякі високоякісні моделі досягають C1), нелінійність ≤ ±0,01%FS, похибка повторюваності ≤ ±0,005%FS, незначний дрейф нуля (≤ ±0,002%FS/℃).

• Матеріал та захист: Еластичний матеріал корпусу може бути вибраний із легованої сталі (економічна версія, межа текучості ≥ 800 МПа) або нержавіючої сталі (304/316L, стійка до корозії), з можливістю захисту IP67/IP68, підходить для вологих, пилових та слабо агресивних середовищ.

• Сумісність із встановленням: Обидва кінці мають різьбу (M12 – M60) або фланцеве з’єднання, компактне місце для встановлення, підходить для вертикальних/осьових навантажень, кілька одиниць можуть підключатися паралельно для утворення ваг (підтримує синхронну роботу 4–8 датчиків).

Основні функції

• Вимірювання сили/ваги: Підтримує статичне/динамічне зважування (час відгуку при динамічному режимі ≤ 5 мс) з великим діапазоном вимірювань (1 т – 500 т, у деяких спеціальних моделях досягає 1000 т).

• 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 температурну компенсацію (-20℃ ~ 80℃), захист від перевантаження (150% – 200% від номінального навантаження), сертифікацію на вибухозахищеність (Ex ia IIC T6) та захист від блискавки.

• Тривала надійність: Тривалий термін експлуатації при циклічних навантаженнях (≥ 10⁶ циклів), гарна стабільність нуля, річний дрейф ≤ ±0,01%FS.

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 + захист IP68 вирішують проблеми пошкодження сенсорів 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 + гнучкі способи підключення вирішують проблеми обмеженого місця для встановлення та ускладненого осьового спрямування зусилля у великому обладнанні (наприклад, у реакторних котлах 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 виходу сигналу, що вирішує проблеми зі стикуванням із різними системами керування (такими як Siemens PLC та сенсорний екран Kunlun Tongtai) без необхідності додаткових перетворювачів сигналу.

3. Досвід користувача

• Зручність монтажу: Стандартизовані різьбові/фланцеві з'єднання, комплектовані монтажними ключами та центрувальними штифтами, дозволяють виконати установку одній особі; у нижній частині передбачені отвори для горизонтального регулювання, що полегшує калібрування напрямку дії сили.

• Експлуатація та калібрування: Нульова калібровка проста (одноклавішне обнулення через прилад), підтримується калібрування за допомогою еталонних вантажів (час калібрування ≤10 хвилин), а деякі цифрові моделі можна калібрувати дистанційно за допомогою програмного забезпечення.

• Низькі витрати на технічне обслуговування: Конструкція запечатаної структури усуває необхідність у частому обслуговуванні; тензометричні датчики покриті вологозахисним покриттям, що забезпечує низький рівень відмов (середньорічний рівень відмов ≤0,5%); деталі, які легко замінюються (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 та підказка про неправильне підключення), 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/резервуарів: контроль маси силосів із порошками/рідинами в хімічній промисловості та галузі будівельних матеріалів, підтримка управління рівнем та обліком запасів (зазвичай використовується 4 сенсори, встановлені симетрично).

• Автомобільні/залізничні ваги: зважування автомобільних та залізничних вантажів, ємність одного датчика — 50–200 т, кілька датчиків підключаються паралельно для утворення зважувальної платформи (наприклад, 100-тонні автоваги зазвичай використовують 4 датчики по 25 т).

• Зважування реакторів: контроль маси реакторів у фармацевтичній та хімічній промисловості, взаємодія з системою керування для досягнення точного дозування (потрібні вибухозахищені датчики).

2) Інтеграція машин та обладнання

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

• Прес/випробувальна машина: вимірювання тиску/розтягувального зусилля під час випробувань матеріалів на міцність, необхідна висока точність (рівень С1) та висока динамічна чутливість (≤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: гігієнічні датчики з нержавіючої сталі (матеріал 316L, полірована поверхня), призначені для зважування сировини та дозування готової продукції, відповідають стандартам GMP.

• Гірничодобувна/металургійна промисловість: спеціалізовані моделі для роботи в умовах високих температур (≤120 °С), призначені для зважування рудних бункерів та контролю маси металургійних печей (потрібна функція компенсації високих температур).

5. Інструкція з використання (практичний посібник)

1) Процес встановлення

• Підготовка: очистіть поверхню для встановлення (переконайтеся, що вона рівна, без жирних плям, а похибка плоскості ≤0,1 мм/м), та перевірте зовнішній вигляд датчика (відсутність деформації, цілісність клемних блоків).

• Встановлення та фіксація: встановіть датчик вертикально у точці прикладання навантаження, щоб забезпечити осьову передачу навантаження (усуньте бічні зусилля); затягніть його ключем-динамометром із вказаним моментом затягування (рекомендовано 20–50 Н·м для датчиків зі сталевих сплавів, 15–30 Н·м для нержавіючої сталі).

• Правила підключення проводки: для аналогових сигналів (червоний — живлення +, чорний — живлення –, зелений — сигнал +, білий — сигнал –), підключайте цифрові сигнали згідно з протоколом Modbus; тримайте проводку на відстані від потужних ліній (≥10 см), 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 ваги (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 реакції датчика, налаштуйте фільтруючі параметри лічильника (зазвичай частота фільтрації становить 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: вибирайте модель з коефіцієнтом 1,2–1,5 від фактичного максимального навантаження (наприклад, для максимального навантаження 50 т можна обрати датчик на 60–75 т), щоб залишився запас на випадок перевантаження.

• 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: Аналоговий сигнал (4 - 20 мА) підходить для традиційних приладів, а цифровий сигнал (RS485) — для інтелектуальних систем керування, підтримує дистанційний моніторинг.

2) Вибір за експлуатаційною стійкістю

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

• Середовище: Для сухих умов оберіть леговану сталь; для вологих/агресивних умов — нержавіючу сталь 304/316L; для висококорозійних умов (наприклад, кислотно-лужні розчини) — матеріал Hastelloy.

• Ступінь захисту: Для вуличних/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 великому навантаженні — 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 середовищ потрібен сертифікат Ex ia IIC T6; для харчової промисловості — сертифікат FDA/GMP; для метрологічних застосувань — сертифікат 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

Тензометричні датчики стовпчикового типу мають основні переваги «висока жорсткість, антиінтерференція та широкий діапазон», які вирішують такі питання, як точне зважування, адаптація до важких умов експлуатації та сумісність із системою в сценаріях середніх і великих навантажень. Досвід користувача зосереджений на простоті встановлення, легкому обслуговуванні та стабільності даних. Під час вибору тензодатчика 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 довгострокової надійності. Він підходить для галузей промислової метрології, механічної інтеграції та виробництва зважувального устаткування та є найкращим типом датчика для сценаріїв зважування середніх і великих навантажень.

Детальний дисплей

Параметри