Cảm biến cân kiểu dầm công xôn CZL803KB

Cảm biến tải trọng kiểu dầm công xôn là một phần tử phát hiện nhạy cảm với lực dựa trên nguyên lý điện trở biến dạng, với cấu trúc lõi là thân đàn hồi hình dầm công xôn được cố định ở một đầu và treo lơ lửng ở đầu kia. Khi chịu lực, sự biến dạng uốn của dầm sẽ làm thay đổi điện trở của cảm biến biến dạng, sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện tiêu chuẩn. Cảm biến này kết hợp các ưu điểm như khả năng chịu tải trung bình, không gian lắp đặt linh hoạt và độ bền cao trước va đập, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng có lực tập trung ở mức tải trung bình và thấp, chẳng hạn như bồn chứa vật liệu công nghiệp, cân bàn và cân băng tải. Các chi tiết dưới đây được cung cấp từ các kích thước cốt lõi để đáp ứng nhu cầu của sản phẩm lựa chọn, đánh giá kỹ thuật và soạn thảo giải pháp:

1. Đặc điểm sản phẩm và chức năng chính

Các đặc điểm chính

1)Thiết kế cấu trúc: Sử dụng kết cấu dầm công xôn tích hợp (độ dày dầm 8-50mm, chiều dài 50-300mm), với nhiều bộ lỗ lắp đặt ở đầu cố định nhằm tăng cường độ ổn định. Ứng suất tại đầu chịu tải được tập trung ở phần giữa của dầm, hỗ trợ đo tải trọng tập trung hướng xuống theo phương thẳng đứng, có khả năng chịu va đập nổi bật (có thể chịu được tác động tức thời từ 200%-300% tải trọng định mức) và hiệu suất truyền ứng suất cao.

2) Hiệu suất chính xác: Cấp chính xác bao gồm từ C3 đến C6, các mẫu phổ biến đạt mức C3. Sai số phi tuyến ≤±0,02%FS, sai số lặp lại ≤±0,01%FS, độ trôi điểm không ≤±0,003%FS/℃, độ ổn định độ chính xác vượt trội hơn các cảm biến tương tự trong các tình huống tầm trung từ 50kg-5t.

3) Vật liệu và bảo vệ: Thân đàn hồi thường sử dụng thép hợp kim (Q235, 40CrNiMoA) hoặc thép không gỉ 304/316L, bề mặt được xử lý bằng cách phun bi và loại bỏ gỉ sét + mạ niken (đối với thép hợp kim) hoặc thụ động hóa (đối với thép không gỉ); cấp bảo vệ thông thường là IP66/IP67, các mẫu công nghiệp hạng nặng có thể đạt đến IP68, phù hợp với các môi trường công nghiệp phức tạp như bụi và độ ẩm.

4) Khả năng tương thích lắp đặt: Đầu cố định hỗ trợ bắt bu-lông hoặc hàn, đầu chịu tải có thể kết nối thông qua ren, mặt bích hoặc đầu ép, phù hợp với việc lắp đặt ở nhiều vị trí như đáy, bên hông thiết bị, v.v. Có thể sử dụng một hoặc nhiều đơn vị song song, mang lại độ linh hoạt cao khi kết hợp.

Chức năng cốt lõi

1) Đo lực tầm trung: Tập trung vào cân tĩnh/gần động cho tải trọng trung bình và thấp (thời gian phản hồi ≤7ms), với dải đo từ 50kg-20 tấn. Các ứng dụng thông thường tập trung trong khoảng 1-10 tấn, một số mẫu hạng nặng có thể mở rộng lên đến 50 tấn, đáp ứng nhu cầu của hầu hết các tình huống công nghiệp tải trung bình.

2) Đầu ra tín hiệu tiêu chuẩn: Cung cấp tín hiệu analog (4-20mA, 0-5V, 0-10V) và tín hiệu kỹ thuật số (RS485/Modbus RTU), một số mẫu công nghiệp còn hỗ trợ giao thức HART, cho phép kết nối trực tiếp với PLC, DCS và các hệ thống quản lý cân mà không cần thêm các module điều chế tín hiệu.

3) Chức năng Bảo vệ An toàn: Tích hợp bù nhiệt độ trong dải nhiệt độ rộng (-20℃~80℃), có bảo vệ quá tải (150%-250% tải định mức, lên đến 300% đối với các mẫu bằng thép hợp kim), các mẫu chống nổ được chứng nhận theo Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6, và một số mẫu bao gồm đầu nối chống tuột cáp.

4) Độ tin cậy dài hạn: Tuổi thọ mỏi ≥10⁶ chu kỳ tải, với độ trôi hàng năm ≤±0,015%FS dưới tải định mức, phù hợp cho các tình huống vận hành liên tục dài hạn như dây chuyền sản xuất công nghiệp và giám sát bồn vật liệu.

2. Các Vấn đề Cốt lõi Được Giải quyết

1) Khó khăn trong việc lắp đặt thiết bị ở mép: Khắc phục hạn chế của cảm biến truyền thống yêu cầu lắp đặt đối xứng, cấu trúc 'một đầu cố định' của dầm công xôn có thể được lắp trực tiếp vào mép dưới của thiết bị hoặc bên hông giá đỡ, giải quyết vấn đề không đủ không gian lắp đặt tại tâm thiết bị như silo và cân nền.

2) Đo tải trọng tập trung tầm trung: Trong khoảng tải trung bình từ 1t - 10t, thông qua thiết kế tối ưu hóa ứng suất dầm, sai số đo tải trọng tập trung được kiểm soát trong phạm vi ±0,02%FS, đáp ứng yêu cầu độ chính xác cho các tình huống tải trung bình như định lượng công nghiệp và cân sản phẩm hoàn chỉnh.

3) Hư hại do tải va đập động: Đặc tính biến dạng đệm của đàn hồi dầm công xôn có thể hiệu quả hấp thụ tác động tức thời do vật liệu rơi và rung động thiết bị, giải quyết các vấn đề hư hỏng dễ dàng và sai lệch độ chính xác của cảm biến truyền thống trong các tình huống động.

4) Cân kết hợp đa cảm biến: Các cảm biến có độ đồng nhất tốt (sai số ≤ ±0,01%FS trong cùng lô), hỗ trợ kết hợp cân từ 2 - 4 cảm biến song song, và giải quyết các vấn đề về cộng dồn trọng lượng và độ đồng đều về độ chính xác trong các tình huống có lực phân bố như cân nền lớn và silo.

5) Khả năng thích ứng với môi trường công nghiệp khắc nghiệt: Thông qua việc tăng cường vật liệu thép hợp kim và thiết kế mức độ bảo vệ IP67 trở lên, các vấn đề về ăn mòn cảm biến và bất thường tín hiệu trong môi trường có bụi (như mỏ), độ ẩm (như nhà máy hóa chất) và ăn mòn nhẹ (như mạ điện) đã được giải quyết.

3. Trải nghiệm người dùng

1) Linh hoạt cao trong lắp đặt: Các lỗ bắt vít tiêu chuẩn ở đầu cố định tương thích với nhiều cấu trúc thiết bị khác nhau, loại bỏ nhu cầu sử dụng các công cụ định vị chuyên dụng. Việc lắp đặt và hiệu chuẩn có thể được thực hiện bằng máy cân mực, một người duy nhất có thể hoàn thành việc cố định và đi dây cho một cảm biến trong vòng 20 phút.

2) Thao tác và hiệu chuẩn đơn giản: Hỗ trợ chức năng thiết lập về không một nút cho thiết bị cân, quy trình hiệu chuẩn ba điểm (25%, 50%, 100% tải định mức) phù hợp với các tình huống ở khoảng cách trung bình, và mô hình kỹ thuật số có thể hoàn thành cấu hình tham số và hiệu chuẩn từ xa thông qua phần mềm máy chủ.

3) Chi phí bảo trì kiểm soát tốt: Cấu trúc kín hoàn toàn giảm thiểu sự xâm nhập bụi, với tỷ lệ hỏng hóc trung bình hàng năm ≤ 0,5%; các thành phần lõi ( cảm biến lực , các đầu nối được đóng gói riêng biệt, và các lỗi cục bộ có thể được sửa chữa riêng lẻ mà không cần thay thế toàn bộ.

4) Phản hồi dữ liệu ổn định: Độ dao động dữ liệu đo tĩnh ≤ ±0,005%FS, phản ứng nhanh chóng mà không bị trễ trong các tình huống gần động (ví dụ như băng tải); mô hình kỹ thuật số có chức năng chẩn đoán lỗi tích hợp, cung cấp cảnh báo thời gian thực cho các sự cố như quá tải và điện áp thấp.

5) Khả năng thích nghi kết hợp mạnh mẽ: Khi kết nối nhiều cảm biến song song, hệ thống hỗ trợ phân phối tải tự động, loại bỏ nhu cầu sử dụng bộ cân bằng thêm, phù hợp với yêu cầu thiết kế của các cân nền và silo có kích cỡ khác nhau, giảm độ khó trong tích hợp hệ thống.

4. Các tình huống ứng dụng điển hình

1 Cân các Silo/Các Bồn Công Nghiệp
• Các Bồn Nguyên Liệu Hóa Chất: Cân các bồn chứa nguyên liệu hóa chất từ 1 - 10 tấn, sử dụng 2 - 4 cảm biến kiểu dầm công xôn được lắp đặt đối xứng trên giá đỡ đáy bồn, vật liệu thép hợp kim chống ăn mòn, bảo vệ IP67 phù hợp với môi trường ẩm ướt trong xưởng, độ chính xác ±0,02%FS đảm bảo đo lường tồn kho chính xác.
• Bồn cấp liệu/bồn chứa bột: Cân các bồn cấp liệu trong ngành chế biến ngũ cốc, cảm biến được lắp trên các chân đỡ ở đáy bồn, thiết kế chống va đập xử lý lực tác động khi vật liệu rơi xuống, phối hợp với hệ thống điều khiển để đạt được việc cấp liệu chính xác.

2) Cân định lượng bằng Băng tải/Conveyor
• Cân Băng Công nghiệp: Định lượng băng tải vận chuyển vật liệu rời trong các mỏ và nhà máy điện, cảm biến được lắp đặt trên giá đỡ con lăn, chịu tải trọng tổng hợp của băng và vật liệu, thời gian phản hồi ≤ 7ms phù hợp với các tình huống vận chuyển liên tục, độ chính xác đo đạt ±0,1%.

• Conveyor: Được sử dụng để cân định tuyến và phân loại trong ngành điện tử và thực phẩm. Cảm biến được tích hợp ở đáy băng tải, có thể phát hiện trọng lượng sản phẩm theo thời gian thực và tương tác với cơ chế phân loại. Độ chính xác trung bình đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt.

3) Cân Ô tô cỡ Nhỏ và Vừa/Cân Bàn

• Cân nền xưởng: Cân nền xưởng với doanh số từ 1-5 tấn. Bốn cảm biến dầm cắt được lắp đặt tại bốn góc của thân cân. Đầu cố định được siết chặt xuống nền đất, đầu chịu lực sẽ chịu tải trọng của thân cân. Khả năng chống tải lệch đảm bảo độ chính xác cân ổn định tại các vị trí khác nhau.

• Trách cân xe nâng: Thiết bị cân nâng di động. Các cảm biến được lắp đặt trên xe nâng, chịu tải trọng dọc của hàng hóa. Được làm bằng thép hợp kim, nó chống va chạm và phù hợp với các yêu cầu cân động trong hoạt động nâng.

4) Kiểm soát lực của thiết bị tự động hóa

• Kiểm soát áp suất của thiết bị đóng dấu: Kiểm soát áp suất của máy đóng dấu nhỏ. Các cảm biến được lắp đặt giữa đầu đúc và thân máy, có thể cung cấp phản hồi thời gian thực về giá trị lực đúc, ngăn ngừa thiệt hại khuôn do quá tải. Độ chính xác ± 0,01% FS đảm bảo chất lượng đóng dấu.

• Điều khiển Lực của Robot Lắp ráp: Giám sát áp suất trong quá trình lắp ráp robot công nghiệp. Cảm biến dầm cắt được tích hợp ở cuối cánh tay robot, có thể phát hiện áp lực lắp ráp và điều chỉnh lực tác động, phù hợp cho việc lắp ráp các bộ phận ô tô và linh kiện điện tử.

5) Ứng dụng Ngành Đặc biệt

• Các Tình huống Chống Nổ: Thiết bị cân chống nổ dành cho ngành khai thác than và dầu khí. Cảm biến dầm cắt chống nổ Ex d IIB T4 được sử dụng và lắp đặt trong hộp cân chống nổ để đáp ứng các yêu cầu an toàn trong môi trường dễ nổ.

• Môi trường Ăn mòn: Thiết bị cân trọng lượng cho ngành mạ điện và hóa chất. Cảm biến làm bằng thép không gỉ 316L được xử lý trơ bề mặt, chịu được ăn mòn axit và kiềm, phù hợp với các tình huống như phát hiện nồng độ dung dịch mạ và cân thuốc thử hóa học.

5. Hướng dẫn sử dụng (Hướng dẫn thực tế)

1) Quy trình lắp đặt

• Chuẩn bị: Làm sạch bề mặt lắp đặt (đảm bảo phẳng, không dính dầu và sai lệch độ phẳng ≤0,1mm/m), kiểm tra ngoại hình cảm biến (không biến dạng thân dầm và dây cáp không bị hư hại), chọn bu-lông lắp đặt loại M12-M24 tùy theo dải đo.

• Định vị và Cố định: Buộc chặt đầu cố định của cảm biến vào giá đỡ thiết bị bằng bu-lông để đảm bảo được cố định chắc chắn, không bị chùng; đầu chịu lực cần tiếp xúc sát với kết cấu chịu lực để đảm bảo tải trọng tác động theo phương thẳng đứng lên thân dầm, tránh các lực hướng ngang và lực xoắn.

• Quy cách đi dây: Với tín hiệu analog, tuân theo nguyên tắc nối dây "đỏ - nguồn +, đen - nguồn -, xanh lá - tín hiệu +, trắng - tín hiệu -"; với tín hiệu kỹ thuật số, nối theo các chân tương ứng của giao thức Modbus; đường dây phải đặt cách xa các nguồn nhiễu mạnh như bộ biến tần, khoảng cách ≥15cm.

• Xử lý bảo vệ: Đối với lắp đặt ngoài trời, cần thêm mái che mưa; trong môi trường ẩm ướt, các đầu nối cáp nên được bịt kín bằng hộp nối chống nước; trong môi trường ăn mòn, cần phủ lớp phủ chống ăn mòn đặc biệt lên bề mặt không chịu lực của cảm biến.

2）Hiệu chuẩn và Điều chỉnh

• Hiệu chuẩn điểm không: Bật nguồn và làm nóng trước 30 phút, sau đó thực hiện lệnh "hiệu chuẩn điểm không" để đảm bảo đầu ra điểm không nằm trong phạm vi ±0,002%FS. Nếu độ lệch quá lớn, hãy kiểm tra xem thiết bị đã được lắp đặt chắc chắn chưa và có lực ngang tác động hay không.

• Hiệu chuẩn tải trọng: Lần lượt đặt các quả cân chuẩn tương ứng 25%, 50% và 100% tải định mức, ghi lại các giá trị tín hiệu đầu ra tại mỗi điểm, hiệu chỉnh sai số tuyến tính thông qua phần mềm hiệu chuẩn, và đảm bảo sai số tại mỗi điểm tải ≤ giá trị cho phép của cấp C3 (±0,02%FS).

• Kiểm tra tuyến tính: Chọn 5 điểm kiểm tra phân bố đều trong dải đo, xác minh độ tuyến tính của tín hiệu ra, sai số tuyến tính phải ≤ ±0,015%FS để đảm bảo độ ổn định độ chính xác toàn thang đo ở vùng giữa.

3）Bảo trì định kỳ

• Kiểm tra định kỳ: Hàng tháng làm sạch bụi và dầu trên bề mặt cảm biến, kiểm tra độ siết chặt của các bulông cố định; hiệu chuẩn điểm zero mỗi quý một lần, và hoàn thành hiệu chuẩn toàn thang đo cùng kiểm tra hiệu suất hàng năm.

• Xử lý sự cố: Khi dữ liệu bị lệch, trước tiên kiểm tra điện áp nguồn (ổn định ở mức 12-24V DC); khi chỉ số bất thường, kiểm tra xem có quá tải (vượt quá 300% tải định mức có thể gây hư hỏng) hoặc biến dạng thanh chịu lực hay không, và thay cảm biến nếu cần thiết.

6. Phương pháp lựa chọn (Phù hợp chính xác yêu cầu)

1）Xác định các thông số cốt lõi

• Lựa chọn dải đo: Chọn model có dải đo bằng 1,3-1,6 lần tải trọng tối đa thực tế (ví dụ: với tải trọng tối đa 5 tấn, có thể chọn cảm biến 6,5-8 tấn), để dự trữ khoảng trống cho tải trọng va đập và biên an toàn.

• Cấp độ chính xác: Chọn cấp C3 (sai số ≤ ±0,02%FS) cho đo lường công nghiệp, cấp C6 (sai số ≤ ±0,03%FS) cho giám sát thông thường, và mẫu cấp C3 có thời gian phản hồi ≤ 7ms cho cân động.

• Loại tín hiệu: Chọn tín hiệu analog (4-20mA) cho các hệ thống điều khiển truyền thống, tín hiệu kỹ thuật số (RS485) cho các hệ thống thông minh, và các mẫu có mô-đun truyền không dây cho các tình huống IoT công nghiệp.

2）Lựa chọn theo khả năng thích nghi với môi trường

• Nhiệt độ: Chọn các mẫu thông thường cho các tình huống bình thường (-20°C~60°C), các mẫu bù nhiệt độ cao cho các tình huống nhiệt độ cao (60°C~120°C) và các mẫu chịu lạnh thấp cho các tình huống nhiệt độ thấp (-40°C~-20°C).

• Môi trường: Chọn thép hợp kim (mạ niken) cho môi trường khô, thép không gỉ 304 cho môi trường ẩm/nhẹ ăn mòn, và thép không gỉ 316L cho môi trường ăn mòn mạnh (dung dịch axit-bazơ).

• Cấp bảo vệ: ≥IP66 cho môi trường khô trong nhà, ≥IP67 cho môi trường ngoài trời/ẩm ướt, và ≥IP68 cho môi trường dưới nước hoặc nhiều bụi.

3) Lắp đặt và Tương thích Hệ thống

• Phương pháp lắp đặt: Chọn cố định bằng bu-lông cho lắp đặt đáy thiết bị, kết nối mặt bích cho lắp đặt bên hông; khi sử dụng nhiều cảm biến trong hệ thống cân, hãy chọn các mẫu kỹ thuật số hỗ trợ mã hóa địa chỉ để tránh xung đột tín hiệu.

• Tương thích: Xác nhận rằng tín hiệu cảm biến phù hợp với giao thức truyền thông của bộ đếm/PLC hiện có, ví dụ: đối với PLC Siemens, nên chọn ưu tiên các mẫu hỗ trợ giao thức Profibus để giảm độ khó tích hợp.

4) Xác nhận các yêu cầu bổ sung

• Yêu cầu chứng nhận: Các tình huống chống nổ cần có chứng nhận cấp độ chống nổ tương ứng (Ex d I cho mỏ than, Ex ia IIC T6 cho ngành hóa chất), các tình huống đo lường cần chứng nhận CMC, sản phẩm xuất khẩu cần chứng nhận OIML.

• Tính năng đặc biệt: Đối với cân động, nên chọn loại tăng cường chịu va đập (tải va đập ≥300%FS); đối với giám sát từ xa, nên chọn mẫu có mô-đun NB-IoT/LoRa; đối với môi trường nhiệt độ cao, nên chọn mẫu chuyên dụng có chip bù nhiệt.

TỔNG QUAN

Dầm công xôn cảm biến tải có các ưu điểm cốt lõi là "độ chính xác trong dải trung bình, lắp đặt linh hoạt và khả năng chịu va đập mạnh", chủ yếu giải quyết các vấn đề như lắp đặt ở mép thiết bị, đo lường tải trọng tập trung và bảo vệ chống va đập động trong các tình huống công nghiệp tải trung bình. Trải nghiệm người dùng tập trung vào việc lắp đặt thuận tiện, bảo trì không cần lo lắng và khả năng tương thích hệ thống tốt. Khi lựa chọn model, cần làm rõ trước bốn yêu cầu cốt lõi về dải đo, độ chính xác, vị trí lắp đặt và môi trường, sau đó mới đưa ra quyết định dựa trên khả năng tương thích hệ thống và các chức năng bổ sung; trong quá trình sử dụng, cần tránh lực tác động ngang và quá tải, đồng thời tuân thủ nghiêm ngặt các quy định hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài. Sản phẩm phù hợp với các bồn vật liệu công nghiệp, cân băng tải, các thiết bị cân nhỏ và trung bình, cũng như các lĩnh vực khác, và là giải pháp cảm biến chủ đạo cho các tình huống cân công nghiệp tải nhẹ và tải trung bình.