Cảm biến elastomer CZL201

Giới thiệu sản phẩm

Cảm biến tải loại nan hoa là phần tử phát hiện nhạy cảm với lực dựa trên nguyên lý điện trở biến dạng, với phần tử đàn hồi hình nan hoa làm cấu trúc cốt lõi. Khi chịu lực, sự biến dạng của phần tử đàn hồi làm thay đổi điện trở của cảm biến biến dạng, sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện có thể đo được. Thiết bị kết hợp những ưu điểm như cấu trúc nhỏ gọn và khả năng chống tải lệch tâm vượt trội, được sử dụng rộng rãi trong các tình huống cân có tải trọng trung bình đến thấp và không gian hạn chế. Phần tiếp theo sẽ giải thích chi tiết từ các khía cạnh 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: Sử dụng cấu trúc tích hợp kiểu nan hoa (vành và trục được nối với nhau bằng các nan hoa, chiều cao thường dao động từ 20 đến 80 mm), có đặc điểm phân bố độ cứng đồng đều, khả năng chống tải lệch tâm/lực ngang tốt (có thể chịu được lực tải lệch tâm ±15% - ±20% tải định mức), hiệu quả phân tán tác động của tải không theo trục, và ổn định chịu lực mạnh.

• Hiệu suất chính xác: Cấp độ chính xác bao gồm C2 - C6, các mẫu phổ biến đạt mức C3. Sai số phi tuyến ≤ ±0,02%FS, sai số lặp lại ≤ ±0,01%FS, sai số trôi về zero được kiểm soát trong phạm vi ≤ ±0,003%FS/°C, và duy trì tốt độ chính xác trong các tình huống tải động gián đoạn.

• Vật liệu và Bảo vệ: Vật liệu đàn hồi thường dùng là thép hợp kim (độ bền chảy ≥ 900 MPa) hoặc thép không gỉ 304/316L, bề mặt được xử lý thụ động hoặc mạ niken để tăng khả năng chống ăn mòn; cấp bảo vệ thường là IP66/IP67, các mẫu thiết kế riêng biệt có thể đạt tới IP68, phù hợp với môi trường công nghiệp ẩm ướt và nhiều bụi.

• Khả năng tương thích lắp đặt: Các mặt đầu trên và dưới sử dụng bulông cố định hoặc nối bích, một số mẫu hỗ trợ thích ứng ren, chiều cao lắp đặt thấp (tối thiểu xuống tới 18 mm), phù hợp với không gian hẹp chủ yếu chịu lực theo phương đứng, có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp nhiều bộ với nhau.

Chức năng cốt lõi

• Phát hiện giá trị Trọng lượng/Lực: Hỗ trợ cân tĩnh và cân bán động lực (thời gian phản hồi ≤ 8 ms), với dải đo bao phủ từ 0,1 tấn - 200 tấn, ứng dụng điển hình tập trung trong khoảng 1 tấn - 50 tấn. Một số mẫu tùy chỉnh có thể đáp ứng yêu cầu đặc biệt trên 200 tấn.

• Đầu ra tín hiệu: Cung cấp tín hiệu tương tự tiêu chuẩn (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) và tín hiệu số (RS485/Modbus RTU), một số mẫu thông minh hỗ trợ giao thức CANopen, cho phép kết nối trực tiếp với PLC, DCS và các hệ thống quản lý cân.

• Chức năng bổ sung: Tích hợp bù nhiệt độ dải rộng (-30°C - 80°C), có bảo vệ quá tải (150% - 250% tải định mức), các mẫu chống nổ được chứng nhận theo tiêu chuẩn Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga, và một số mẫu có thiết kế chống tuột cáp tích hợp.

• Độ tin cậy dài hạn: Tuổi thọ mỏi ≥ 10⁷ chu kỳ tải, ổn định vận hành liên tục xuất sắc dưới tải định mức, độ trôi hàng năm ≤ ±0,015%FS, phù hợp cho vận hành liên tục dài hạn trong các tình huống công nghiệp.

2. Các Vấn Đề Cốt Lõi Được Giải Quyết

• Đo lường không chính xác trong điều kiện tải lệch tâm: Để giải quyết vấn đề sai số lớn ở cảm biến truyền thống khi chịu tải không trục, thông qua tối ưu hóa truyền lực trong cấu trúc dạng nan hoa, sai số tải lệch tâm được kiểm soát trong phạm vi ±0,03%FS, từ đó khắc phục các vấn đề về độ chính xác trong các tình huống như lệch tâm silo và tác động của vật liệu.

• Khó lắp đặt trong không gian hẹp: Nhờ đặc điểm cấu trúc "ngắn và dày" (đường kính 50 - 200mm, chiều cao 20 - 80mm), sản phẩm giải quyết được vấn đề thích nghi lắp đặt trong các tình huống bị giới hạn không gian như bên trong thiết bị, dụng cụ cân nhỏ và các mô-đun cân tích hợp, mà không cần thêm không gian dư thừa.

• Dễ bị hư hỏng khi chịu rung động và va chạm : Phân bố ứng suất của bộ đàn hồi kiểu nan hoa đồng đều hơn, khả năng chịu va đập được cải thiện hơn 30% so với cảm biến kiểu cột, hiệu quả tránh biến dạng vĩnh viễn của cảm biến trong các tình huống như rung động cơ học và va chạm do rơi vật liệu, từ đó kéo dài tuổi thọ sử dụng.

• Khả năng thích ứng với nhiều tình huống chưa đủ: Thông qua việc nâng cấp vật liệu (ví dụ: thép không gỉ 316L) và tăng cường bảo vệ (IP68), giải quyết được vấn đề ăn mòn của cảm biến trong môi trường ẩm ướt và ăn mòn như chế biến thực phẩm và pha trộn hóa chất, đồng thời mẫu chống nổ đáp ứng các yêu cầu an toàn trong các tình huống dễ cháy nổ.

• Việc tích hợp và kết nối hệ thống cồng kềnh: Hỗ trợ nhiều loại tín hiệu đầu ra và các giao thức công nghiệp phổ biến, giải quyết các vấn đề tương thích với các thương hiệu PLC khác nhau (ví dụ: Mitsubishi, Schneider) và các thiết bị cân, đồng thời giảm chi phí đầu tư vào các thiết bị trung gian như bộ chuyển đổi tín hiệu.

3. Trải nghiệm người dùng

• Sự thuận tiện khi lắp đặt: Các lỗ bắt vít và bề mặt chuẩn định vị ở mặt đầu được tiêu chuẩn hóa, đi kèm với đệm lắp chuyên dụng và bu-lông cố định, cho phép định vị ngang mà không cần dụng cụ hiệu chuẩn chuyên biệt, một người có thể hoàn thành việc lắp đặt và hiệu chỉnh một cảm biến trong vòng 30 phút.

• Vận hành và Hiệu chuẩn: Hỗ trợ chức năng làm trống một phím và hiệu chuẩn hai điểm trên thiết bị, đơn giản hóa quy trình hiệu chuẩn (chỉ cần các quả cân chuẩn tương ứng 20% và 100% tải định mức), và mô hình kỹ thuật số có thể thực hiện hiệu chuẩn từ xa cũng như cấu hình tham số thông qua phần mềm máy chủ, giúp giảm ngưỡng thao tác.

• Chi phí Bảo trì Thấp: Cấu trúc kín hoàn toàn giảm thiểu sự xâm nhập của bụi và độ ẩm, với tỷ lệ hỏng hóc trung bình hàng năm ≤0,3%; khối đầu cuối sử dụng thiết kế chống tuột, và giao diện cáp có lớp bịt kín chống nước và chống bụi, chỉ yêu cầu làm sạch định kỳ hàng quý và kiểm tra điểm zero trong quá trình sử dụng hàng ngày, giúp giảm thiểu khối lượng bảo trì.

• Phản hồi Dữ liệu: Độ dao động dữ liệu cân tĩnh ≤±0,005%FS, không có hiện tượng trễ rõ rệt trong các tình huống bán động; mô hình số được tích hợp sẵn module chẩn đoán lỗi có thể cung cấp phản hồi thời gian thực về quá tải, đứt mạch, nhiệt độ bất thường và các trạng thái khác, thuận tiện cho việc xác định nhanh vấn đề.

• Khả năng Tương thích: Tương thích với hơn 95% thiết bị điều khiển cân trên thị trường, hỗ trợ phân phối tải tự động khi sử dụng song song nhiều cảm biến, không cần bộ cân bằng thêm; mô hình thông minh có thể kết nối trực tiếp với nền tảng Internet công nghiệp để đạt được giám sát dữ liệu từ xa.

4. Các tình huống ứng dụng điển hình

1) Sản xuất Thiết bị Cân Công nghiệp
• Các loại Cân bàn/Cân sàn cỡ nhỏ và vừa: Các bộ cảm biến chính cho các loại cân bàn và cân sàn từ 1-50 tấn, với cấu trúc nhỏ gọn phù hợp để lắp đặt bên trong thiết bị cân, và đặc tính chống lệch tải đảm bảo độ chính xác ổn định ở các vị trí cân khác nhau (ví dụ: cân bàn định giá siêu thị, cân sàn luân chuyển tại xưởng).
• Thiết Bị Cân Theo Đơn Đặt Hàng: Dùng cho các loại cân điện tử chống nổ và cân hóa chất chịu ăn mòn, vật liệu 316L + chứng nhận chống nổ có thể đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp đặc biệt, và cấu trúc kiểu nan hoa có thể thích nghi với thiết kế kết cấu đa dạng của thiết bị cân.

2) Máy móc Công trình và Xây dựng
• Cân trọng lượng Máy xúc/Máy đào: Lắp đặt trong hệ thống thủy lực của gầu, thực hiện cân gián tiếp bằng cách phát hiện áp suất thủy lực, cấu trúc dạng nan hoa có khả năng chống rung và chịu va đập mạnh, thích nghi với môi trường làm việc khắc nghiệt của máy móc xây dựng, độ chính xác có thể đạt ±0,5%FS.
• Giám sát áp suất của Giá đỡ thủy lực: Theo dõi lực cản làm việc của giá đỡ thủy lực trong các mỏ than, sử dụng cảm biến dạng nan hoa chống nổ với cấp bảo vệ IP67, có khả năng hoạt động ổn định lâu dài trong môi trường nhiều bụi và ẩm ướt, cung cấp dữ liệu hỗ trợ an toàn cho giá đỡ.

3) Điều khiển Quá trình Công nghiệp
• Cân các bồn chứa vật liệu cỡ nhỏ và trung bình/Silos: Cân các bồn trộn và silo đệm trong ngành dược phẩm và thực phẩm, với 4 cảm biến được lắp đặt đối xứng, đặc tính chống tải lệch tâm giải quyết vấn đề lệch tâm trọng lực của bồn chứa vật liệu, phối hợp với hệ thống điều khiển để đạt được việc cấp liệu chính xác.
• Cân máy đóng gói: Mô-đun cân động cho máy đóng gói hạt và máy rót chất lỏng, với thời gian phản hồi ≤8ms để đáp ứng yêu cầu đóng gói tốc độ cao, độ chính xác được kiểm soát trong phạm vi ±0,1%FS nhằm đảm bảo tuân thủ quy chuẩn đo lường đóng gói.

4) Thiết bị kiểm tra vật liệu và thiết bị nghiên cứu khoa học
• Máy kiểm tra kéo/nén: Đo lực tĩnh trong thử nghiệm cơ học vật liệu, độ chính xác cấp C2 có thể đáp ứng nhu cầu thử nghiệm ở trình độ nghiên cứu khoa học, cấu trúc dạng nan hoa chịu lực đồng đều, đảm bảo độ lặp lại và độ chính xác của dữ liệu thử nghiệm.
• Thiết bị kiểm tra mỏi: Giám sát tải trọng trong thử nghiệm tuổi thọ mỏi của các bộ phận, với số chu kỳ ≥10⁷ lần và tính chất cơ học ổn định, có thể đáp ứng nhu cầu của các thí nghiệm kiểm tra dài hạn.

5) Ứng dụng cho ngành đặc biệt
• Ngành thực phẩm và dược phẩm: Cảm biến bằng thép không gỉ cấp vệ sinh 316L, được xử lý đánh bóng bề mặt (Ra ≤ 0,8μm), đáp ứng tiêu chuẩn GMP, dùng trong cân nguyên liệu, định lượng sản phẩm hoàn chỉnh và các quy trình khác, thuận tiện cho việc làm sạch và khử trùng.
• Khai thác mỏ và luyện kim: Cảm biến kiểu nan hoa chịu nhiệt độ cao (nhiệt độ bù trừ -40°C~120°C), dùng cho thiết bị phân loại quặng và cân phễu lò luyện kim, có thể thích nghi với yêu cầu sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao và nhiều bụi.

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

1) Quá trình lắp đặt

• Chuẩn bị: Làm sạch bề mặt lắp đặt (đảm bảo bề mặt phẳng, không có ba via, sai lệch độ phẳng ≤0,05mm/m), kiểm tra ngoại quan của cảm biến (phần đàn hồi không bị biến dạng và dây cáp không bị hư hại), và xác minh sự tương thích của thông số bu-lông lắp đặt với cảm biến.

• Định vị và Cố định: Đặt cảm biến vuông góc lên đế lắp đặt để đảm bảo tải được truyền theo trục, sử dụng cờ-lê lực để siết chặt theo momen quy định (khuyến nghị 15-40N·m đối với cảm biến thép hợp kim, 10-30N·m đối với cảm biến thép không gỉ), và tránh siết quá chặt để không làm hư hại phần đàn hồi.

• Thông số đấu dây: Đối với tín hiệu analog, tuân theo nguyên tắc đấu dây "đỏ - nguồn +, đen - nguồn -, xanh lá - tín hiệu +, trắng - tín hiệu -"; đối với tín hiệu số, nối các chân tương ứng theo giao thức Modbus; đường dây cần đặt cách xa các nguồn nhiễu điện từ mạnh (như biến tần và cáp điện áp cao), khoảng cách ≥15cm.

• Xử lý bảo vệ: Khi lắp đặt trong môi trường ngoài trời hoặc ẩm ướt, sử dụng hộp nối kín nước để bịt kín các mối nối cáp, và có thể lắp nắp che bụi cho các phần cảm biến lộ ra; trong môi trường ăn mòn, phủ một lớp sơn chống ăn mòn chuyên dụng lên bề mặt không chịu lực.

2) Hiệu chuẩn và Điều chỉnh

• Hiệu chuẩn điểm không: Bật nguồn và làm nóng trước 20 phút, thực hiện lệnh "hiệu chuẩn điểm không" thông qua thiết bị cân hoặc máy chủ để đảm bảo đầu ra điểm không nằm trong phạm vi ±0,002%FS; nếu độ lệch quá lớn, hãy kiểm tra độ thăng bằng của lắp đặt.

• Định chuẩn tải: Đặt trọng lượng tiêu chuẩn 20% và 100% tải trọng theo định số, ghi lại các giá trị tín hiệu đầu ra của cảm biến, điều chỉnh lỗi tuyến tính thông qua phần mềm hiệu chuẩn và đảm bảo rằng lỗi tại mỗi điểm tải ≤ giá trị cho phép của lớp độ chính xác tương ứng (ví dụ: ≤ ± 0,02% FS cho lớp C

• Debugging động: Trong một kịch bản gần như động, điều chỉnh các thông số lọc thiết bị (tần số lọc 8-15Hz), kiểm tra tốc độ phản hồi và sự ổn định dữ liệu của cảm biến và tránh biến động tín hiệu do va chạm vật liệu.

3) Bảo trì thường xuyên

• Kiểm tra định kỳ: Làm sạch bụi và dầu trên bề mặt cảm biến hàng tháng, kiểm tra độ siết chặt của các đầu nối dây; thực hiện hiệu chuẩn điểm không mỗi sáu tháng một lần và hoàn tất hiệu chuẩn toàn thang đo cùng kiểm tra hiệu suất mỗi năm một lần.

• Xử lý sự cố: Nếu xảy ra hiện tượng trôi dữ liệu, trước tiên hãy kiểm tra điện áp nguồn (ổn định ở mức 10-30V DC) và độ phẳng của bề mặt lắp đặt; nếu tín hiệu bất thường, cần kiểm tra xem cáp có bị hư hỏng hay rào cản biến dạng có bị quá tải và hư hại không, và thay thế cảm biến nếu cần thiết.

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 1,3 - 1,6 lần tải trọng tối đa thực tế (ví dụ: với tải trọng tối đa 10 tấn, có thể chọn cảm biến 13 - 16 tấn), để dự trữ dư thừa tải nhằm tránh hư hại do tải va đập.

• Cấp độ chính xác: Đối với đo lường công nghiệp, chọn cấp C3 (sai số ≤ ±0,02%FS); đối với kiểm tra nghiên cứu khoa học, chọn cấp C2 (sai số ≤ ±0,01%FS); đối với giám sát thông thường, chọn cấp C6 (sai số ≤ ±0,03%FS).

• Loại tín hiệu: Đối với các hệ thống điều khiển truyền thống, chọn tín hiệu analog (4 - 20mA); đối với các hệ thống IoT thông minh, chọn tín hiệu kỹ thuật số (RS485); đối với máy móc xây dựng, chọn các mẫu có giao thức CANopen.

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

• Nhiệt độ: Đối với các tình huống thông thường (-30°C ~ 60°C), chọn các mẫu thông dụng; đối với các tình huống nhiệt độ cao (60°C ~ 120°C), chọn các mẫu bù nhiệt độ cao; đối với các tình huống nhiệt độ thấp (-50°C ~ -30°C), chọn các mẫu chịu được nhiệt độ thấp.

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

• Cấp bảo vệ: Đối với môi trường khô trong nhà, ≥IP66; 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 hẹp, chọn kết nối bu-lông mặt đầu; đối với các tình huống tải lớn, chọn kết nối mặt bích; nếu có tải lệch tâm rõ rệt, ưu tiên các mẫu tăng cường có sai số tải lệch tâm ≤ ±0,01%FS.

• Tính tương thích: Xác nhận rằng tín hiệu cảm biến phù hợp với Giao thức Truyền thông của thiết bị/PLC hiện có. Khi sử dụng nhiều cảm biến kết hợp, hãy chọn các mẫu kỹ thuật số hỗ trợ mã hóa địa chỉ để tránh xung đột tín hiệu. 4) Xác nhận các Yêu cầu Bổ sung

• Yêu cầu Chứng nhận: Các tình huống chống nổ yêu cầu chứng nhận cấp độ chống nổ tương ứng (ví dụ: Ex d I cho mỏ than, Ex ia IIC T6 cho ngành hóa chất), ngành thực phẩm yêu cầu chứng nhận FDA/GMP, và các tình huống đo lường yêu cầu chứng nhận CMC.

• Chức năng đặc biệt: Đối với cân động, chọn các mẫu có thời gian phản hồi ≤ 5ms; đối với giám sát từ xa, chọn các mẫu thông minh có mô-đun không dây LoRa/NB-IoT; đối với các tình huống nhiệt độ cao, chọn các mẫu đặc biệt có chip bù nhiệt.

TỔNG QUAN

Cảm biến cân kiểu nan hoa có những ưu điểm cốt lõi là "khả năng chống tải lệch tốt, cấu trúc nhỏ gọn và độ ổn định cao", giải quyết được vấn đề cân chính xác trong các điều kiện tải trung bình và thấp, không gian hạn chế cũng như tải lệch. Trải nghiệm người dùng tập trung vào việc lắp đặt thuận tiện, bảo trì không cần lo lắng và dữ liệu đáng tin cậy. Khi lựa chọn, cần ưu tiên bốn yêu cầu cốt lõi về dải đo, độ chính xác, không gian lắp đặt và môi trường, đồng thời kết hợp quyết định về tính tương thích hệ thống và các chức năng bổ sung. Trong quá trình sử dụng, cần tuân thủ nghiêm ngặt nguyên tắc lắp đặt lực theo phương trục và các quy chuẩn hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài. Sản phẩm phù hợp với các lĩnh vực như cân công nghiệp, máy móc xây dựng, điều khiển quá trình,... và là giải pháp cảm biến cân lý tưởng cho các ứng dụng tải trung bình-thấp cũng như các tình huống lắp đặt đặc biệt.

Hiển thị Chi tiết

Thông số kỹ thuật