Cảm biến tải kiểu chấu CZL204

Giới thiệu sản phẩm

Loại Spoke cảm biến tải là các phần tử phát hiện nhạy lực dựa trên nguyên lý điện trở biến dạng, với vật liệu đàn hồi hình dạng nan hoa làm cấu trúc cốt lõi. Khi chịu lực, sự biến dạng của vật liệu 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. Chúng kết hợp các 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 về sản phẩm lựa chọn, đánh giá kỹ thuật và xây dựng 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 moay-ơ được nối với nhau bằng các nan hoa, chiều cao thường dao động từ 20 đến 80mm), có đặc điểm phân bố độ cứng đồng đều, khả năng chống tải lệch tâm/lực ngang tốt xuất sắc (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 độ chính xác: Cấp chính xác bao gồm C2 - C6, các mẫu chủ lưu đạt đến cấp C3. Sai số phi tuyến tính ≤ ±0,02%FS, sai số lặp lại ≤ ±0,01%FS, độ trôi điểm zero kiểm soát trong phạm vi ≤ ±0,003%FS/℃, và duy trì độ chính xác tốt trong các tình huống tải động gián đoạn.
• Vật liệu và Bảo vệ: Chất đàn hồi thường sử dụng thép hợp kim (độ bền chảy ≥ 900MPa) 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 đặc biệt có thể đạt đến 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 điều chỉnh ren. Chiều cao lắp đặt thấp (tối thiểu 18mm), 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 gần động (thời gian phản hồi ≤ 8ms), với dải đo trải rộng từ 0,1 tấn - 200 tấn. Các ứng dụng thông thường tập trung trong khoảng 1 tấn - 50 tấn, một số mẫu tùy chỉnh có thể đáp ứng yêu cầu đặc biệt trên 200 tấn.
• Điểm phát tín hiệu: Cung cấp tín hiệu analog tiêu chuẩn (4 - 20mA, 0 - 5V, 0 - 10V) và tín hiệu số (RS485/Modbus RTU). Một số mẫu thông minh hỗ trợ giao thức CANopen và có thể kết nối trực tiếp với PLC, DCS và các hệ thống quản lý cân.
• Các 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 bởi Ex d IIB T4 Ga/Ex ia IIC T6 Ga, và một số mẫu có thiết kế chống đứt cáp.
• Độ tin cậy lâu dài: 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 của các cảm biến truyền thống dưới tải không đúng trục, thông qua việc tối ưu hóa truyền lực trong cấu trúc nan hoa, sai số tải lệch tâm được kiểm soát trong phạm vi ±0,03% FS, 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: Với đặc điểm cấu trúc "ngắn và chắc" (đường kính 50 - 200 mm, chiều cao 20 - 80 mm), sản phẩm giải quyết được vấn đề thích ứng 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 đập: Phân bố ứng suất của loại cảm biến đàn hồi hình nan hoa đều hơn, và khả năng chịu va đập được cải thiện hơn 30% so với các cảm biến loại cột, hiệu quả tránh biến dạng vĩnh viễn của cảm biến trong các tình huống như rung động cơ học và va chạm rơi vật liệu, từ đó kéo dài tuổi thọ sử dụng.
• Khả năng thích ứng kém với nhiều tình huống khác nhau: Thông qua việc nâng cấp vật liệu (ví dụ như thép không gỉ 316L) và tăng cường bảo vệ (IP68), giải quyết 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.
• 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 vấn đề tương thích với các loại PLC của các thương hiệu khác nhau (ví dụ như Mitsubishi, Schneider) và các thiết bị cân, đồng thời giảm thiểu chi phí đầu tư vào các thiết bị trung gian như bộ chuyển đổi tín hiệu.

3. Trải nghiệm người dùng

• Sự tiện lợi khi lắp đặt: Các lỗ gắn tiêu chuẩn ở mặt đầu và các bề mặt chuẩn định vị, cùng với gioăng gắn chuyên dụng và bu-lông siết chặt, cho phép định vị ngang mà không cần công cụ hiệu chuẩn chuyên nghiệp. 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 thiết lập điểm zero một nút bấm và hiệu chuẩn hai điểm cho thiết bị, đơn giản hóa quy trình hiệu chuẩn (chỉ yêu cầu các quả cân tiêu chuẩn tương ứng 20% và 100% tải định mức), và mô hình 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 nối sử dụng thiết kế chống lỏng, và giao diện cáp có tính năng bịt kín chống nước và chống bụi. Trong sử dụng hàng ngày, chỉ cần vệ sinh định kỳ theo quý và kiểm tra điểm không, khối lượng bảo trì thấp.
• 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 mô-đun chẩn đoán lỗi, có thể phản hồi thời gian thực về quá tải, ngắt kết nối, nhiệt độ bất thường và các trạng thái khác, thuận tiện cho việc xác định nhanh sự cố.
• Trải nghiệm 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, loại bỏ nhu cầu bộ cân bằng bổ sung; mô hình thông minh có thể kết nối trực tiếp với nền tảng IoT 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 đơn vị cảm biến lõi 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 tâm đảm bảo độ chính xác đồng nhất tại các vị trí cân khác nhau (ví dụ như cân bàn định giá siêu thị và cân sàn luân chuyển trong 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 Xây Dựng Và Công Trình

• Cân tải trọng cho Máy xúc/Máy đào: Được lắp đặt trong hệ thống thủy lực của gầu, 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 xây dựng, độ chính xác lên đến ±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 phối 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 các bồn vật liệu, phối hợp với hệ thống điều khiển để đạt được việc cấp liệu chính xác.

• Cân máy đóng gói: Các 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 khoảng ±0,1%FS nhằm đảm bảo việc đo lường đóng gói phù hợp quy chuẩn.

4) Thiết bị kiểm tra vật liệu và thiết bị nghiên cứu khoa học

• Máy thử kéo/nén: Đo lực tĩnh trong thử nghiệm cơ học vật liệu, độ chính xác cấp C2 có thể đáp ứng yêu cầu thử nghiệm ở mức 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 thử nghiệm mỏi: Giám sát tải trọng trong thử nghiệm tuổi thọ mỏi của các bộ phận, với tuổi thọ chu kỳ ≥10⁷ lần và tính chất cơ học ổn định, có khả năng đáp ứng nhu cầu 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), tuân thủ 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 khả năng 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 cảm biến (khối 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 trên đế lắp để đảm bảo tải được truyền theo trục, sử dụng cờ lê lực siết theo mô-men xoắn quy định (khuyến nghị 15-40N·m đối với cảm biến thép hợp kim, và 10-30N·m đối với cảm biến thép không gỉ), tránh siết quá chặt có thể làm hỏng khối đàn hồi.

• Đặc tả dây điện: 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; dây điện nên được đặt cách xa các nguồn gây 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, cần sử dụng hộp nối dây chống nước để bịt kín các mối nối cáp, và có thể lắp nắp che bụi cho phần cảm biến lộ ra; trong môi trường ăn mòn, cần phủ lớp chống ăn mòn chuyên dụng lên bề mặt không chịu lực.

2) Hiệu chuẩn và Điều chỉnh

• Trình hiệu chuẩn không: bật nguồn và làm nóng trước trong 20 phút, thực hiện lệnh "định chuẩn không" thông qua dụng cụ cân hoặc máy tính chủ để đảm bảo rằng đầu ra không nằm trong phạm vi ± 0,002% FS, và nếu sai lệch quá lớn, kiểm tra độ bằng của cài 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 bình thường (-30°C ~ 60°C), chọn các mẫu thông thường; đối với các tình huống nhiệt độ cao (60°C ~ 120°C), chọn các mẫu được 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 trong nhà, khô ráo, ≥ 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 đáng kể, ưu tiên các mẫu tăng cường có sai số tải lệch tâm ≤ ±0,01%FS.

• Tính Tương Thích: Xác nhận 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 cần 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 cần chứng nhận FDA/GMP, và các tình huống đo lường cần 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 tải kiểu nan hoa có các ưu điểm chính là "khả năng chống tải lệch tâm tốt, cấu trúc nhỏ gọn và độ ổn định cao", chủ yếu giải quyết các vấn đề cân đo chính xác trong điều kiện tải trung bình đến thấp, không gian hạn chế và tải lệch tâm. Trải nghiệm người dùng tập trung vào việc lắp đặt dễ dàng, bảo trì thuận tiện và dữ liệu đáng tin cậy. Khi lựa chọn model, cần làm rõ bốn yêu cầu cốt lõi về dải đo, độ chính xác, không gian lắp đặt và môi trường, sau đó đưa ra quyết định kết hợp với khả năng 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 quy định hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài. Sản phẩm phù hợp với các lĩnh vực như thiết bị cân công nghiệp, máy móc xây dựng, điều khiển quá trình, v.v., là giải pháp cảm biến cân lý tưởng cho các tình huống tải trung bình đến thấp và lắp đặt đặc biệt.

Hiển thị Chi tiết

Thông số kỹ thuật