Как выбрать тензодатчик?
Ниже приведено практическое руководство по выбору тензодатчика. Необходимо принять во внимание, что могут иметь место дополнительные технические обстоятельства или требования, которые не учитываются в приведенной методике, но которые могут кардинально повлиять на принятие решения по выбору тензодатчика.
Это руководство подходит только для систем, полностью поддерживаемых на датчиках нагрузки и систем с равномерно распределенными нагрузками, без большой асимметрии.
Это руководство не подходит для систем, в которых усилие передается с помощью рычагов, систем с большой асимметрией в распределении нагрузок или систем с накаткой грузов.
Чтобы выбрать или рекомендовать тензодатчик, необходимо ответить на следующие вопросы:
1. Какая нагрузка будет применена к тензодатчику (тип нагрузки и её размер)?
2. В какой среде он будет работать?
3. Специальные требования от Заказчика.
Нагрузка, которая должна быть приложена к датчику, даст ориентир относительно номинальной нагрузки, на которую должен быть рассчитан тензодатчик. После этого мы сможем ограничить количество возможных моделей, из которых можно выбирать.
Выбор номинальной мощности:
Цель состоит в том, чтобы оценить реальную нагрузку на каждую опорную точку во всех условиях эксплуатации и на протяжении всего срока службы системы, включая экстремальные ситуации и выбрать тензодатчик с подходящей номинальной нагрузкой и достаточным запасом прочности.
Емкость тензодатчика определяется следующим образом:
- Собственная нагрузка конструкции весовой платформы: оцените "мертвую нагрузку" на конструкцию, например вес самого резервуара или бункера, включая все его элементы: трубы, насосы, двигатели, мешалки, изоляторы, нагревательные жидкости и аксессуары.
- Вес продукта: максимальный диапазон весов или вес продукта.
- Вес брутто: это собственный вес плюс вес продукта.
- Количество опор N: это количество опор, на которых поддерживается весовая конструкция, резервуар или весы. Обычно имеет от 3 до 6 опор.
- Теоретическая нагрузка на опору является результатом деления веса брутто на количество опор.
- Выберите тензодатчик с номинальной нагрузкой, превышающей теоретическую нагрузку на опору, в соответствии с формулой:
Номинальная нагрузка тензодатчика = k x Вес брутто / N
Где k имеет значение от 1.25 до 2.2, это коэффициент безопасности который увеличивает значение номинальной нагрузки от 25% до 120% от теоретического значения, в зависимости от наличия факторов дополнительной нагрузки, таких как статические или динамические нагрузки, вибраций, асимметрии, ветровая нагрузка, наличие ударов или качения. Хорошим выбором для статических нагрузок в закрытых резервуарах является использование k = 1.5 и округление номинальной нагрузки в большую сторону.
Примеры наиболее распространенных значений k:
- емкость на трёх опорах внутри помещения k = 1.3
- емкость на четырех опорах внутри помещения k = 1.5
- перемещаемая емкость с ограниченной скоростью k = 1.7
- платформенные весы на четырёх тензодатчиках k = 1.8
- мостовые весы для взвешивания грузовых автомобилей на 6 или 8 тензодатчиках k = 2
Примечание. Если "мертвая нагрузка" составляет более 50% от полной массы, рекомендуется увеличить запас прочности до k = 2, так как обычно это связано с установленными большими двигателями, дополнительными принадлежностями или системами отопления, и весьма вероятно, что существуют нецентрированные и не равномерные нагрузки на опорные точки.
Примечание. После установки важно проверить распределение нагрузки для каждой точки. Как правило, увеличение более чем в 2 раза коэффициентом запаса не приводит к потере точности измерения веса. Этот случай часто встречается в весах, и единственное, что нужно иметь в виду, это то, что необходимо проверить чтобы чувствительность используемого электронного индикатора достаточна.
Защита от воздействия окружающей среды:
Очень часто существуют различные модели тензодатчиков с одинаковой номинальной емкостью, и поэтому следует выбирать наиболее подходящие для конкретных условий окружающей среды:
- Для агрессивных сред или при наличии постоянной влажности рекомендуется использовать тензодатчики из нержавеющей стали вместо алюминия или никелированной стали.
- Степень защиты от воздействия окружающей среды возрастает при выборе герметично закрытых тензодатчиков со сварным корпусом.
- Для потенциально взрывоопасных сред также существуют специальные датчики нагрузки.
- Стоит так же учитывать необходимость дополнительных требований безопасности, например в сейсмоактивных зонах или в климатических зонах с сильными ветрами.
Дополнительные факторы влияющие на выбор тензодатчика:
Попробуйте ответить на следующие вопросы и при необходимости скорректировать номинальную нагрузку тензодатчика:
- Совпадает ли расчетное значение "мертвой нагрузки" с её реальным значением?
- Может ли нагрузка распределяться неравномерно?
- Есть ли колебания или накаты?
- Возможно ли, что емкость имеет большую вместимость и может переполниться, превысив, таким образом, расчетный вес?
- Есть ли вероятность сильных ветров или землетрясений в этом районе?
- Может ли автомобиль воздействовать на систему или перегружать ее?
- Можете ли вы произвести выравнивания плоскости установки датчиков, чтобы получить одинаково распределенную нагрузку на каждую опорную точку?
Общий порядок подбора тензодатчика.
- Выберите правильную номинальную нагрузку датчика, которая должна быть выше максимальной нагрузки, действующей в установке. Не загружайте их сверх номинальной нагрузки.
- Выберите модель тензодатчика, подходящую для применения в используемых условиях окружающей среды.
- Имейте в виду, что датчик силы - это чувствительный элемент, как электрически, так и механически. Его выбор и установка должны выполняться только профессионалами своего дела.
- Примите меры предосторожности для безопасности системы. Не допускайте, чтобы безопасность людей или вещей зависела от механических свойств или сигналов тензодатчика. Правильно увеличивайте необходимые зазоры и используйте внешние элементы безопасности, которые вы считаете необходимыми.
- Используйте узлы встройки тензодатчиков, разработанные производителем.
- Собирайте весоизмерительную систему из элементов и/или аксессуаров на чистой, ровной, твердой и прочной поверхности.
- Разработайте подходящие элементы защиты от механических перегрузок, защиты электропроводки, например от грызунов и любых других рисков.
- Избегайте перепадов температур в датчике веса. Температура должна быть стабильной по всему корпусу датчика. Если поблизости есть источник тепла, изолируйте его с помощью теплоизолирующих пластин, чтобы уменьшить передачу или излучение тепла в любую часть датчика.
- Не держите тензодатчик за провод и не тяните за него. Правильно защитите провода в установке.
- Защищайте весы и датчик от ударов.
- Возвращение тензодатчика в исходное положение после снятия груза с платформы должно быть надлежащим образом защищено от ударов.
- Не открывайте тензодатчики и не пытайтесь их отремонтировать.
- Не выполняйте сварочные работы рядом с тензодатчиками.
- Следите за чистотой места установки датчика.
- Нужно иметь в установке подходящую дренажную систему, чтобы избежать затопления датчиков в течение длительного времени. Ни тензодатчики, ни провода нельзя погружать в воду на длительное время.
- Не допускайте растяжения ячеек и не подвергайте их силе скручивающих моментов, отличных от тех, которые существуют в основном направлении измерения.
- Используйте стабильный и бесшумный блок питания. Не подавайте на датчики более высокое напряжение, чем рекомендовано, и не допускайте их электрической импульсной перегрузки.
- Не устанавливайте для электронного оборудования более высокую разрешающую способность измерений, чем доступно для тензодатчика, или более высокое, чем необходимо для пользователя.
- Не превышайте пределы спецификации весоизмерительного датчика или его принадлежностей, а также обычных практик отрасли.
- Приведенные выше рекомендации являются лишь общей информацией, и они не единственные, которые следует принимать во внимание. Лицо, ответственное за установку, должно проанализировать необходимые условия для каждого конкретного случая.