قلب كل نظام وزن
في عالم التعبئة والتغليف الكمي، الدقة هي كل شيء. مستشعر خلية الحمل يُعدّ هذا المكوّن الأساسي الذي يُمكّن من القياس الدقيق في موازين متعددة الرؤوس، وموازين فحص الوزن، وآلات التعبئة. فهو بمثابة "قلب" الجهاز، ومحوّل دقيق يحوّل القوة الفيزيائية للوزن إلى إشارة كهربائية دقيقة ومستقرة، موفراً البيانات الأساسية لنظام التحكم الخاص بك.
هل يُظهر نظام الوزن الخاص بك هذه الإشارات "غير الصحية"؟
المشكلة الأولى: قراءات وزن متكررة وغير مستقرة
- تخضع كل خلية قياس الحمل التي ننتجها لاختبارات صارمة اختبار التحميل اللامركزي لضمان قراءات متسقة ودقيقة حتى عند وضع المنتج خارج المركز في دلو الوزن.
- نحن نوظف نظامًا قويًا عملية إحكام غلق حاصلة على تصنيف IP67، باستخدام مركب تغليف خاص يمنع بشكل فعال دخول الرطوبة والغبار، مما يضمن إشارة نقية ومستقرة حتى في البيئات الرطبة أو المتربة الشائعة في معالجة الأغذية.
المشكلة الثانية: انخفاض الدقة بمرور الوقت (انحراف نقطة الصفر)
- نختار مواد عالية النقاء سبيكة ألومنيوم من الدرجة المستخدمة في صناعة الطيران للجسم المرن، الذي يتمتع بطبيعته بخصائص فائقة مضادة للإجهاد.
- تخضع المادة لعملية صارمة ومتعددة المراحل عملية المعالجة الحرارية والتقادم لتحرير الإجهادات الداخلية المتولدة أثناء عملية التشغيل بشكل كامل. وهذا يضمن الحد الأدنى من الزحف (≤ ±0.02% FS / 30 دقيقة) ونقطة صفرية ثابتة تمامًا على المدى الطويل مع الاستخدام المتكرر.
المشكلة الثالثة: ضعف الدقة في البيئات ذات الاهتزازات العالية
- إن تصميم مقياس الإجهاد الداخلي المحسن وتصميم التخميد الخاص يجعلان المستشعر غير حساس ميكانيكيًا للاهتزازات عالية التردد، مما يسمح له بالاستجابة فقط للقوة الساكنة أو شبه الساكنة لوزن المنتج.
- عند اقترانها بأجهزة الإرسال الرقمية الخاصة بنا، تصبح متطورة خوارزميات التصفية الديناميكية تحديد وعزل إشارات الاهتزاز من هيكل الآلة بشكل فعال، واستخراج بيانات الوزن الحقيقية حتى في أكثر بيئات المصانع تعقيدًا وضجيجًا.
المشكلة الرابعة: تلف دائم بعد التحميل الزائد العرضي
- تتميز خلايا قياس الحمل لدينا بـ مانع ميكانيكي مدمجة مباشرة في هيكلها، مما يوفر ما يصل إلى حماية آمنة من الحمل الزائد 300%وهذا يعني أن جهاز استشعار بسعة 5 كجم يمكنه تحمل صدمة فورية تصل إلى 15 كجم دون أن يتضرر.
- تعمل ميزة التصميم القوية هذه بشكل كبير على تعزيز متانة وموثوقية المستشعر في البيئات الصناعية الواقعية، مما يحمي جهازك وخط إنتاج عميلك من الحوادث المكلفة.
ما هو مستشعر خلية الحمل؟
أ مستشعر خلية الحمل هو مُحوِّل طاقة يُحوِّل القوة أو الوزن المُطبَّق إلى خرج كهربائي. وهو العنصر الأساسي في:
- آلات تغليف المواد الغذائية
- موازين البيع بالتجزئة وأنظمة نقاط البيع
- معدات الفرز اللوجستي
- الأجهزة الطبية والمخبرية
- أنظمة وزن القادوس والصوامع
من خلال الجمع تصميم مضغوط, بناء قوي، و دقة عاليةتعتبر خلايا الحمل هي المعيار الذهبي في تكنولوجيا الوزن.
كيف تعمل خلية الحمل؟ - مبدأ عمل خلية الحمل
- عنصر مرن (جسم زنبركي): قطعة معدنية عالية الجودة مصنعة بدقة (مثل الألومنيوم المستخدم في صناعة الطائرات) تتشوه بشكل طفيف ويمكن التنبؤ به تحت تأثير الحمل المطبق.
- مقاييس الانفعال: تُلصق مقاومات صغيرة تشبه الرقائق المعدنية بسطح العنصر المرن. وعندما يتشوه العنصر، تتمدد أو تنضغط مقاييس الإجهاد، مما يؤدي إلى تغير مقاومتها الكهربائية.
- دائرة جسر ويتستون: تُوصَّل مقاييس الإجهاد بدائرة جسر ويتستون. تتميز هذه الدائرة بحساسية فائقة للتغيرات الطفيفة في مقاومة المقاييس، وتحولها إلى إشارة جهد تفاضلي.
- إشارة الخرج: يتناسب جهد الخرج الناتج تناسباً طردياً مع القوة أو الوزن المطبق. ثم تُرسل هذه الإشارة منخفضة المستوى (عادةً بالمللي فولت لكل فولت، mV/V) إلى مؤشر وزن أو جهاز إرسال رقمي لتضخيمها ومعالجتها.
كيفية اختيار خلية قياس الحمل المناسبة لجهازك
- تحديد سعة الدلو الواحد: تحقق من مواصفات تصميم ميزانك متعدد الرؤوس لمعرفة الحد الأقصى للوزن المستهدف لدلو واحد (على سبيل المثال، 500 غرام).
- حساب نطاق المستشعر: اختر سعة تصنيفية أكبر بكثير من الحد الأقصى للوزن المستهدف للدلو الواحد. بالنسبة للموازين متعددة الرؤوس، يوفر نطاق أوسع دقة أفضل ومقاومة أكبر للتشويش. تتمثل القاعدة العامة الشائعة في اختيار خلية تحميل 5 كجم للتطبيقات التي تزن أجزاء تصل إلى 250 جم - 500 جم. لا تختر نطاقًا قريبًا جدًا من الوزن المستهدف.
- تأكيد الأبعاد المادية: قم بقياس المسافة بين فتحات التثبيت والأبعاد الفعلية لمنطقة التركيب المُرادة. نوفر مجموعة متنوعة من المقاسات القياسية في هذا المجال لتسهيل عملية الاستبدال المباشر والتصميم.
- فحص الكابل والموصل: تأكد من طول الكابل المطلوب ونوع الموصل. نوفر خيارات تخصيص لتسهيل عملية توصيل الأسلاك وتجميعها.
مثال على الاختيار:
- تصميم الآلة: ميزان متعدد الرؤوس ذو 14 رأسًا لتعبئة حصص من رقائق البطاطس بوزن 250 غرامًا.
- تحليل: يبلغ الوزن المستهدف لكل دلو حوالي 250 غرامًا. ولتحقيق دقة عالية ومقاومة لاهتزازات النبات، من الضروري وجود نظام يتمتع بدقة عالية واستقرار.
- الطراز الموصى به: اختر سعة مصنفة 5 كجم خلية قياس الحمل. توفر هذه الخلية هامشًا كبيرًا للتعامل مع قوى التحميل الديناميكية، بينما تضمن حساسيتها العالية الكشف الدقيق حتى عن أصغر تغيرات الوزن، مما يتيح إجراء حسابات تركيبية أسرع وأكثر دقة.
التركيب والمعايرة واستكشاف الأعطال وإصلاحها
أفضل ممارسات تركيب خلايا الحمل
- استخدم سطحًا ثابتًا وصلبًا: قم بتركيب خلية قياس الحمل على سطح مستوٍ وصلب وخالٍ من الاهتزازات.
- نظف جميع أسطح التلامس: تأكد من أن منطقة التركيب خالية تمامًا من الزيت أو الغبار أو أي حطام قد يعيق عملية التثبيت الصحيحة.
- قم بتطبيق عزم الدوران المناسب: استخدم أحجام البراغي الموصى بها ومواصفات عزم الدوران وفقًا لبيانات المنتج لتجنب إجهاد جسم المستشعر.
- ضمان توافق المستويات: يجب تطبيق الحمل عموديًا. أي قوى جانبية أو التواء (انفعال) ستؤثر بشدة على الدقة وقد تتسبب في تلف المستشعر.
- الحفاظ على التصريح الأمني: تأكد من عدم وجود عوائق ميكانيكية (مثل الأسلاك أو الحطام) يمكن أن تتداخل مع الانحراف الطفيف للمستشعر أثناء الوزن.
ورقة بيانات خلية الحمل - المواصفات الرئيسية
نموذجي ورقة بيانات خلية الحمل يتضمن:
| المعلمة | النطاق النموذجي |
|---|---|
| حساسية الإخراج | 1.0 – 3.0 مللي فولت/فولت |
| فئة الدقة | C2، C3، C4، C5 |
| خطأ مشترك | ≤ ±0.03% FS |
| الزحف (30 دقيقة) | ≤ ±0.02% FS |
| تأثير درجة الحرارة على الحساسية | ≤ ±0.002% FS/10 درجة مئوية |
| معاوقة الإدخال | 350–450 أوم |
| معاوقة الخرج | 350–400 أوم |
| الإثارة الموصى بها | 5–15 فولت تيار مستمر |
| أقصى إثارة | 18 فولت تيار مستمر |
| درجة حرارة التشغيل | -30 درجة مئوية ~ +70 درجة مئوية |
| حماية من الحمل الزائد | 120–300% FS |
| تصنيف الحماية | IP65 / IP67 / IP68 |
دراسة هذه المعلمات تضمن لك الاختيار خلية الحمل المناسبة لتطبيقك.
تطبيقات خلايا التحميل عبر الصناعات
خلايا الحمل لا غنى عنها في العديد من الصناعات، بما في ذلك:
- آلات تغليف المواد الغذائية - دقة الجرعات والتعبئة
- المقاييس الصناعية والتجزئة - المعاملات التجارية والقياسات الصناعية
- الخدمات اللوجستية والوزن البريدي - الفرز والفاتورة الآلية
- الأجهزة الطبية والمخبرية - موازين المرضى، وغسيل الكلى، وموازين المختبر
- وزن القادوس والصوامع - مناولة المواد السائبة
- مصانع الخلط والتدوير - الأسمنت والمواد الكيميائية والأدوية
إنهم يضمنون الكفاءة والامتثال وجودة المنتج.
دليل سريع لاستكشاف أعطال خلية قياس الحمل وإصلاحها
- الفحص البصري: تحقق من وجود أي تلف مادي (انبعاجات، انحناءات)، أو كابل تالف، أو أجسام غريبة عالقة بين دلو الوزن والمستشعر.
- فحص الأسلاك: تأكد من توصيل جميع الكابلات بإحكام. تحقق من وجود رطوبة أو تآكل داخل صناديق التوصيل.
- اختبار التوازن الصفري: قم بإجراء عملية "الوزن الفارغ" باستخدام دلو فارغ. إذا لم تستقر القراءة عند الصفر، فقد يكون هناك تداخل كهربائي أو عطل في المستشعر.
- اختبار المقاومة (متقدم): افصل الحساس واستخدم جهاز قياس متعدد لقياس مقاومة الإدخال (Exc+/Exc-) ومقاومة الإخراج (Sig+/Sig-). يجب أن تتطابق القيم مع القيم المذكورة في ورقة البيانات (مثلاً، الإدخال ~380 أوم، الإخراج ~350 أوم). تشير قراءة الدائرة المفتوحة أو القصيرة إلى تلف الحساس.
- نصائح تركيب خلية الحمل - التركيب الصحيح لضمان الدقة
- دليل معايرة خلية الحمل - خطوة بخطوة
صحيح تركيب خلية الحمل من الضروري ضمان دقة القراءات وديمومة طويلة الأمد. اتبع أفضل الممارسات التالية:
- اختر سطحًا مستقرًا - مسطحة، صلبة، وخالية من الاهتزازات.
- تنظيف منطقة التثبيت - خالية من الزيت والغبار والحطام.
- استخدم عزم الدوران والمسامير المناسبة - وفقًا لتوصيات ورقة البيانات.
- تأكد من محاذاة المستوى - يمنع القوى الجانبية التي تؤثر على الدقة.
- تجنب الضغوطات الخارجية - الأحمال الملتوية أو المنحنية تؤدي إلى تلف أجهزة الاستشعار.
- اتبع إرشادات الأسلاك - أبقِ كابلات الإشارة بعيدًا عن خطوط الطاقة العالية.
- الحفاظ على التخليص - منع العوائق الميكانيكية أثناء الانحراف.
التثبيت الصحيح يضمن الاستخدام على المدى الطويل دقة خلية الحمل والموثوقية.
معايرة خلية الحمل يُوازِي مُخرَج المستشعر مع الأوزان المادية الفعلية. تتضمن العملية القياسية ما يلي:
- معايرة الصفر (الصافي): إنشاء خط الأساس للإخراج بدون أي تحميل.
- معايرة المدى: قم بتطبيق الأوزان القياسية المعروفة بالقرب من السعة الكاملة.
- معايرة متعددة النقاط: استخدم عدة أوزان لاختبار الخطية.
- التحقق من حمل الزاوية: ضع الأوزان في نقاط متعددة على المنصة.
- اختبار القدرة على التكرار: قم بتحميل/تفريغ الأوزان عدة مرات للحصول على الاتساق.
استخدم دائما أوزان المعايرة المعتمدة في ظروف بيئية مستقرة.
منتج ذو صلة
أجهزة استشعار خلايا الحمل هي أساس تقنيات الوزن وقياس القوة الحديثة. بفضل الدقة والمتانة والتنوع، فهي لا غنى عنها في الأتمتة الصناعية، والتعبئة والتغليف، والأجهزة الطبية، وأنظمة الخدمات اللوجستية.بالفهم مبادئ عمل خلية الحمل، ومعلمات ورقة البيانات، وتقنيات التركيب، وطرق المعايرة، والصيانةيمكن للشركات ضمان عمليات دقيقة وفعالة.
تعمل خلية الحمل باستخدام مقاييس الانفعال مُرتبط بعنصر مرن. عند تطبيق قوة أو وزن، يتشوه العنصر قليلاً، مما يُسبب تغيرات في المقاومة الكهربائية. تُحوَّل هذه التغيرات إلى إشارة كهربائية متناسبة، تُمثِّل الحمل المُطبَّق.
دقة خلية الحمل يمكن أن تتأثر دقة القياس بعوامل مختلفة، منها عدم الخطية، والتباطؤ، والزحف، وتقلبات درجة الحرارة، والتداخل الكهرومغناطيسي، والتركيب غير السليم. يضمن اختيار فئة الدقة المناسبة (C2-C5) والمعايرة الصحيحة نتائج موثوقة.
معايرة خلية الحمل تتضمن هذه العملية معايرة الصفر (الوزن الصافي)، ومعايرة النطاق باستخدام أوزان اختبار معتمدة، واختبار متعدد النقاط على كامل النطاق. يضمن هذا تطابق إشارة الخرج مع الحمل الفعلي المطبق. يجب تكرار المعايرة بشكل دوري أو بعد تعديلات النظام.
تشمل الأنواع الشائعة ما يلي:
- خلايا تحميل الضغط - لقياس القوة الرأسية.
- خلايا تحميل شعاع القص - تستخدم في الخزانات والصوامع والمنصات الصناعية.
- خلايا تحميل شعاع S - للتوتر والضغط.
- خلايا تحميل الالتواء - قياس عزم الدوران.
كل نوع مناسب لتطبيقات صناعية محددة.
ال سعر خلايا الحمل تختلف الأسعار باختلاف درجة الدقة، والسعة، والمادة، ودرجة الختم، والشهادة. قد يقل سعر النماذج الأساسية عن $20، بينما قد تتجاوز النماذج المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الدقة أو النماذج المُحكمة الغلق مئات الدولارات.
مع التثبيت والمعايرة والصيانة المناسبة، يمكن أن تدوم خلايا الحمل لمدة تتراوح من 5 إلى 10 سنوات أو أكثر. تؤدي عمليات التفتيش المنتظمة وتجنب التحميل الزائد وإعادة المعايرة الدورية إلى إطالة عمر الخدمة.
تُستخدم خلايا الحمل على نطاق واسع في آلات تغليف المواد الغذائية، وأنظمة الوزن اللوجستية، والموازين الطبية، وموازين المختبرات، ومحطات الدفع، ووزن القادوس والصوامع، و معدات الأتمتة الصناعية.