Cảm biến tải kiểu cột CZL110

Giới thiệu sản phẩm

Cột cảm biến tải là các thành phần nhạy lực dựa trên nguyên lý cảm biến biến dạng. Chúng tạo ra biến dạng thông qua sự biến dạng của thân đàn hồi hình trụ khi chịu lực, sau đó chuyển đổi thành tín hiệu điện bằng cảm biến biến dạng. Chúng có đặc điểm độ cứng cao, khả năng chống nhiễu mạnh, v.v., và được sử dụng rộng rãi trong các tình huống cân tải trung bình và nặng. Các chi tiết sau đây được trình bày theo các chiều kích cốt lõi để đáp ứng nhu cầu sản phẩm lựa chọn, đánh giá kỹ thuật và soạn thảo giải pháp:

1. Tính năng và chức năng sản phẩm

Các đặc điểm chính

• Thiết kế cấu trúc: Đàn hồi hình trụ (đường kính 10 - 100mm tùy chọn), thiết kế độ cứng cao (tần số tự nhiên cao), khả năng chống tải lệch tâm/lực ngang mạnh (thường có thể chịu được lực ngang ±5% - ±10% tải định mức), độ đồng đều lực tốt.
• Hiệu suất chính xác: Độ chính xác cao (thông thường C3, C6, một số mẫu cao cấp đạt C1), sai số phi tuyến ≤ ±0,01%FS, sai số lặp lại ≤ ±0,005%FS, độ trôi zero nhỏ (≤ ±0,002%FS/℃).
• Vật liệu và Bảo vệ: Vật liệu elastomer có thể được chọn từ thép hợp kim (mô hình kinh tế, độ bền chảy ≥800MPa) hoặc thép không gỉ (304/316L, chống ăn mòn), cấp bảo vệ IP67/IP68 tùy chọn, phù hợp với môi trường ẩm ướt, nhiều bụi và hơi ăn mòn. • Khả năng tương thích lắp đặt: Hai đầu có ren (M12 - M60) hoặc kết nối mặt bích, không gian lắp đặt nhỏ gọn, phù hợp với các tình huống lực theo phương đứng/trục, có thể kết nối song song nhiều cảm biến để tạo thành cân (hỗ trợ 4 - 8 cảm biến hoạt động đồng bộ).

Chức năng cốt lõi

• Đo Lực/Trọng lượng: Hỗ trợ cân tĩnh/động (thời gian đáp ứng động ≤ 5ms), với dải đo rộng (1t - 500t, một số mô hình tùy chỉnh có thể đạt 1000t).
• Điểm phát tín hiệu: Cung cấp tín hiệu analog (4 - 20mA, 0 - 10V) hoặc tín hiệu số (RS485/Modbus, HART), tương thích với các thiết bị cân chủ yếu, PLC và hệ thống DCS.
• Tính năng bổ sung: Một số mô hình tích hợp bù nhiệt độ (dải bù nhiệt độ -20°C ~ 80°C), bảo vệ quá tải (150% - 200% tải định mức), chứng nhận chống nổ (Ex ia IIC T6) và thiết kế chống sét.
• Độ tin cậy lâu dài: Tuổi thọ mỏi dài (≥ 10⁶ chu kỳ tải), ổn định điểm zero tốt, và độ trôi hàng năm ≤ ±0,01%FS.

2. Các Vấn Đề Cốt Lõi Được Giải Quyết

• Độ chính xác đo lường không đủ: Để giải quyết các vấn đề về hiệu suất chống tải lệch tâm kém và dao động dữ liệu lớn ở các cảm biến truyền thống, cấu trúc độ cứng cao và công nghệ dán tế đo biến dạng chính xác đã được áp dụng nhằm đảm bảo sai số đo trong điều kiện tải lệch tâm ≤±0,02%FS.

• Khả năng thích ứng kém với môi trường khắc nghiệt: Thiết kế bảo vệ bằng vật liệu thép không gỉ + IP68 giải quyết các vấn đề hư hỏng cảm biến và trôi tín hiệu trong các tình huống có độ ẩm, bụi bẩn và ăn mòn axit-bazơ (như silo hóa chất và thiết bị cân ngoài trời).

• Hạn chế về lắp đặt và không gian: Cấu trúc hình trụ nhỏ gọn + phương pháp nối linh hoạt giải quyết các vấn đề về không gian lắp đặt bị hạn chế và dẫn hướng lực trục khó khăn trên thiết bị lớn (như nồi phản ứng và cần cẩu).

• Độ ổn định trong đo tải trọng lớn: Elastomer độ cứng cao + thiết kế bảo vệ quá tải ngăn ngừa biến dạng vĩnh viễn của cảm biến trong các tình huống tải trung bình và nặng (như cân xe tải và cân container tại cảng), đảm bảo độ tin cậy đo lường lâu dài.

• Vấn đề tương thích hệ thống: Có sẵn nhiều chế độ đầu ra tín hiệu, giải quyết vấn đề kết nối với các hệ thống điều khiển khác nhau (như PLC Siemens và màn hình cảm ứng Kunlun Tongtai) mà không cần bộ chuyển đổi tín hiệu bổ sung.

3. Trải nghiệm người dùng

• Sự thuận tiện khi lắp đặt: Các cổng kết nối ren/bích tiêu chuẩn, đi kèm với cờ lê lắp đặt và chốt định vị, cho phép một người duy nhất thực hiện việc lắp đặt; các lỗ điều chỉnh theo phương ngang được dự trữ ở phía dưới để hiệu chuẩn dễ dàng hướng lực.

• Vận hành và Hiệu chuẩn: Hiệu chuẩn điểm không đơn giản (chức năng làm trống bằng một nút bấm qua đồng hồ), hỗ trợ hiệu chuẩn bằng quả cân chuẩn (quy trình hiệu chuẩn ≤ 10 phút), và một số mẫu kỹ thuật số có thể hiệu chuẩn từ xa thông qua phần mềm.

• Chi phí Bảo trì Thấp: Thiết kế cấu trúc kín giúp loại bỏ nhu cầu bảo trì thường xuyên; cảm biến lực được phủ bằng vật liệu chống ẩm, dẫn đến tỷ lệ hỏng hóc thấp (tỷ lệ hỏng hóc trung bình hàng năm ≤ 0,5%); các bộ phận dễ hư hỏng (như khối đầu nối) có thể được thay thế riêng lẻ.

• Phản hồi Dữ liệu: Phản ứng tín hiệu nhanh, không có độ trễ dữ liệu trong các tình huống cân động; các mô hình kỹ thuật số được tích hợp chức năng chẩn đoán lỗi (như cảnh báo quá tải, thông báo bất thường về dây nối) giúp xử lý sự cố dễ dàng và nhanh chóng.

• Khả năng Tương thích: Tương thích với hơn 90% thiết bị cân và hệ thống điều khiển trên thị trường, không cần thay đổi giao diện phần cứng, cắm vào là sử dụng ngay; hỗ trợ kết nối song song nhiều cảm biến với chức năng phân bổ tải tự động.

4. Các tình huống ứng dụng điển hình

1) Cân Công nghiệp và Đo lường

• Cân Bồn/Thùng: Giám sát trọng lượng bồn chứa bột/chất lỏng trong các ngành hóa chất và vật liệu xây dựng, hỗ trợ điều khiển mức và quản lý tồn kho (thường dùng 4 cảm biến lắp đặt đối xứng).

• Cân xe tải/cân đường ray: Cân hàng hóa vận chuyển bằng đường bộ và đường sắt, với khả năng chịu tải của một cảm biến đơn từ 50-200 tấn, nhiều cảm biến được kết nối song song để tạo thành nền cân (ví dụ: cân xe tải 100 tấn thường sử dụng 4 cảm biến 25 tấn).

• Cân phản ứng: Giám sát trọng lượng theo thời gian thực của các thiết bị phản ứng trong ngành dược phẩm và hóa chất, phối hợp với hệ thống điều khiển để đạt được kiểm soát chính xác việc cấp liệu (yêu cầu cảm biến chống cháy nổ).

2) Tích hợp Máy móc và Thiết bị

• Bảo vệ quá tải cho Cầu trục/Cần cẩu: Giám sát khả năng nâng của cầu trục tại các cảng và nhà máy, phát tín hiệu báo động khi tải trọng vượt quá giá trị định mức (các model yêu cầu có khả năng chống rung và phản ứng nhanh).

• Máy ép/máy kiểm tra: Đo lực nén/lực kéo trong thử nghiệm cơ học vật liệu, yêu cầu độ chính xác cao (Cấp C1) và đáp ứng động học cao (≤3ms).

• Máy móc xây dựng: Cân định lượng thành phần trong trạm trộn bê tông và bảo vệ quá tải cho cần cẩu tháp, phù hợp với môi trường ngoài trời ẩm ướt và rung động (cấp bảo vệ ≥IP67).

3) Sản xuất thiết bị cân đo

• Bộ phận lõi của cân bàn/cân sàn: Các đơn vị cảm biến chính của cân bàn cỡ nhỏ và trung bình (1-5 tấn) và cân sàn lớn (50-500 tấn), yêu cầu tính đồng nhất tốt (sai số giữa nhiều cảm biến ≤±0,01%FS).

• Thiết bị cân đo tùy chỉnh: Ví dụ như cân điện tử chống cháy nổ và cân công nghiệp chịu ăn mòn, sử dụng vật liệu thép không gỉ và cảm biến đã được chứng nhận chống cháy nổ để đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp đặc biệt.

4) Các tình huống đặc biệt khác

• Ngành thực phẩm/dược phẩm: Cảm biến thép không gỉ đạt tiêu chuẩn vệ sinh (vật liệu 316L, bề mặt đánh bóng), dùng để cân nguyên liệu và định lượng thành phẩm, phù hợp với tiêu chuẩn GMP.

• Ngành khai khoáng/luyện kim: Các mẫu tùy chỉnh cho môi trường nhiệt độ cao (≤120℃), dùng để cân phễu quặng và giám sát trọng lượng lò luyện kim (yêu cầu chức năng bù nhiệt độ cao).

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

1) Quá trình lắp đặt

• Chuẩn bị: Làm sạch bề mặt lắp đặt (đảm bảo phẳng, không dính dầu, độ phẳng ≤0,1mm/m), và kiểm tra ngoại hình cảm biến (không biến dạng, đầu nối dây vẫn nguyên vẹn).

• Định vị và Cố định: Lắp cảm biến theo phương thẳng đứng tại điểm chịu lực để đảm bảo tải được truyền theo hướng trục (tránh lực ngang); sử dụng cờ lê đo mô-men xoắn để siết chặt theo giá trị mô-men quy định (khuyến nghị 20-50N·m đối với cảm biến thép hợp kim, 15-30N·m đối với cảm biến thép không gỉ).

• Quy cách dây điện: Đối với tín hiệu analog (đỏ - nguồn +, đen - nguồn -, xanh lá - tín hiệu +, trắng - tín hiệu -), kết nối tín hiệu số theo giao thức Modbus; đặt dây cách xa các đường dây điện áp cao (≥10cm) để tránh nhiễu điện từ.

• Xử lý Bảo vệ: Đối với lắp đặt ngoài trời, cần thêm mái che mưa và bịt kín điểm nối dây bằng đầu nối chống nước; phủ lớp phủ chống ăn mòn lên bề mặt cảm biến trong môi trường có tính ăn mòn.

2) Hiệu chuẩn và Điều chỉnh

• Hiệu chuẩn về không: Bật nguồn và làm nóng trong 30 phút, nhấn nút "zero" trên bộ hiển thị để đảm bảo đầu ra về không nằm trong phạm vi ±0,001%FS.

• Hiệu chuẩn tải: Đặt các quả cân tiêu chuẩn (nên sử dụng 50% và 100% tải định mức), ghi lại giá trị hiển thị trên bộ hiển thị, và hiệu chỉnh sai số thông qua bộ hiển thị hoặc phần mềm (sai số phải ≤ sai số cho phép tương ứng với cấp chính xác).

• Gỡ lỗi động: Trong tình huống cân động, kiểm tra thời gian phản hồi của cảm biến, điều chỉnh thông số lọc của bộ hiển thị (thường tần số lọc là 5-10Hz) để tránh dao động dữ liệu.

3) Bảo trì thường xuyên

• Kiểm tra định kỳ: Làm sạch bề mặt cảm biến hàng tháng, kiểm tra dây nối có bị lỏng không; hiệu chuẩn điểm zero mỗi quý một lần, và thực hiện hiệu chuẩn toàn bộ một lần mỗi năm.

• Xử lý sự cố: Nếu xảy ra hiện tượng trôi dữ liệu, kiểm tra điện áp nguồn (phải ổn định ở mức 12-24V DC); nếu không có tín hiệu đầu ra, kiểm tra xem dây nối có đúng không hoặc cảm biến có bị quá tải và hư hỏng không.

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

1) Xác định các thông số cốt lõi

• Lựa chọn dải đo: Chọn model có dải đo bằng 1,2 - 1,5 lần tải trọng thực tế lớn nhất (ví dụ: với tải trọng tối đa 50 tấn, có thể chọn cảm biến 60 - 75 tấn), để dự phòng cho trường hợp quá tải.

• Cấp độ chính xác: Đối với đo lường công nghiệp, chọn cấp C3 (sai số ≤ ±0,02%FS); đối với kiểm tra phòng thí nghiệm, chọn cấp C1 (sai số ≤ ±0,01%FS); đối với giám sát thông thường, chọn cấp C6 (sai số ≤ ±0,03%FS).

• Loại tín hiệu: Tín hiệu tương tự (4 - 20mA) phù hợp với các thiết bị truyền thống, trong khi tín hiệu số (RS485) phù hợp với các hệ thống điều khiển thông minh và hỗ trợ giám sát từ xa.

2) Lựa chọn dựa trên khả năng thích ứng với môi trường

• Nhiệt độ: Đối với các tình huống bình thường (-20°C - 60°C), chọn model tiêu chuẩn; đối với tình huống nhiệt độ cao (60°C - 120°C), chọn model bù nhiệt độ cao; đối với tình huống nhiệt độ thấp (-40°C - -20°C), chọn model chịu được nhiệt độ thấp.

• Môi trường: Đối với môi trường khô, chọn thép hợp kim; đối với môi trường ẩm/ăn mòn, chọn thép không gỉ 304/316L; đối với môi trường ăn mòn mạnh (ví dụ: dung dịch axit-bazơ), chọn Hastelloy.

• Cấp bảo vệ: Đối với môi trường ngoài trời/ẩm ướt, ≥IP67; đối với môi trường dưới nước hoặc nhiều bụi, ≥IP68.

3) Lắp Đặt và Tính Tương Thích Hệ Thống

• Phương pháp lắp đặt: Đối với không gian hạn chế, chọn kết nối ren; đối với tải trọng lớn, chọn kết nối mặt bích; nếu có nguy cơ tải lệch tâm, chọn model có thiết kế chống tải lệch tâm (sai số tải lệch tâm ≤ ±0,01%FS).

• Tính tương thích: Xác nhận rằng tín hiệu đầu ra của cảm biến phù hợp với các thiết bị/PLC hiện có; nếu cần kết nối nhiều cảm biến song song, hãy chọn mẫu kỹ thuật số hỗ trợ thiết lập địa chỉ.

4) Xác nhận các yêu cầu bổ sung

• Yêu cầu chứng nhận: Đối với các tình huống chống nổ, cần có chứng nhận Ex ia IIC T6; đối với ngành thực phẩm, cần có chứng nhận FDA/GMP; đối với các tình huống đo lường, cần có chứng nhận CMC (Giấy chứng nhận kiểm định kiểu phương tiện đo lường).

• Chức năng đặc biệt: Đối với cân động, chọn model có thời gian phản hồi ≤5ms; đối với giám sát từ xa, chọn model thông minh có truyền tải không dây (LoRa/NB-IoT).

TỔNG QUAN

Các cảm biến tải trọng cột có "độ cứng cao, chống nhiễu tốt và dải đo rộng" là những ưu điểm chính, chủ yếu giải quyết các vấn đề như cân chính xác, thích nghi với môi trường khắc nghiệt và tương thích hệ thống trong các tình huống tải trung bình và nặng. Trải nghiệm người dùng tập trung vào việc lắp đặt dễ dàng, bảo trì đơn giản và dữ liệu ổn định. Khi lựa chọn, cần làm rõ trước ba yêu cầu cốt lõi về dải đo, độ chính xác và môi trường, sau đó đưa ra quyết định dựa trên phương pháp lắp đặt và khả năng tương thích hệ thống; trong quá trình sử dụng, cần tuân thủ nghiêm ngặt nguyên tắc lắp đặt lực theo trục và hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo độ tin cậy lâu dài. Phù hợp với các lĩnh vực như đo lường công nghiệp, tích hợp cơ khí, sản xuất thiết bị cân, và là loại cảm biến được ưu tiên lựa chọn trong các ứng dụng cân tải trọng trung bình và nặng.

Hiển thị Chi tiết

Thông số kỹ thuật