Váhové moduly, snímače hmotnosti, snímače zatížení

Jednoduše řečeno, váhový modul přebírá netradiční konstrukci a přeměňuje ji na váhu. A snímač hmotnosti nebo snímač hmotnosti je to, co se nachází v každé "tradiční váze" – pojďme si to rozebrat trochu podrobněji. 
 
Váhový modul využívá netradiční konstrukci, nejčastěji nádrž, a přeměňuje ji na vážicí zařízení. To znamená, že když přidáme moduly váhových senzorů pod nohy nádrže, nádrž se změní z pouhé konstrukce, která držela látku, na vážicí strukturu, která měří, kolik látky je v samotné nádrži. 
 
Zjednodušeně řečeno, snímač hmotnosti je srdcem každé standardní váhy. Snímače hmotnosti se nacházejí ve všech váhách, od vysoce citlivých laboratorních vah až po vysoce výkonné podlahové váhy, a ve všech oblastech mezi tím. Snímače hmotnosti jsou tím, co přemění váhu z pouhé plošiny na citlivé vážicí zařízení.

Společnost METTLER TOLEDO přistupuje ke všem projektům jako poradenská firma. Náš tým odborných prodejních a servisních techniků usilovně pracuje na tom, aby zajistil, že získáte řešení, které je vhodné pro váš účel, s požadovanou přesností a odolností pro vaši aplikaci.

Základem technologie siloměrů je přeměna zátěže – což je síla působící na libovolnou hmotu v gravitačním poli Země – na elektrický signál. Většina snímačů hmotnosti má takzvané snímače hmotnosti, které převádějí mechanické namáhání na odolnou změnu. Další informace o snímačích hmotnosti naleznete níže. Hmota působí na tíhu vynucenou gravitačním polem, které zatěžuje tělo siloměru a vede k deformaci – deformaci. Snímač hmotnosti se převede na změnu odporu a nakonec na napěťový výstup. Tento výkon je úměrný použité hmotnosti. 
 
Váhový snímač hmotnosti neboli snímač hmotnosti se používá v různých průmyslových odvětvích, ve kterých jsou vyžadována přesná měření. Snímače hmotnosti přesně měří hmotnost nádrží, nádob, násypek nebo dopravníků. Snímače hmotnosti jsou konstruovány tak, aby odolaly požadavkům různých náročných průmyslových aplikací. Kapacita snímačů hmotnosti se může značně lišit. Některé snímače hmotnosti jsou vhodnější pro laboratorní aplikace, zatímco jiné jsou vhodnější pro vysokokapacitní šarže nebo logistické aplikace. 
 
Snímače hmotnosti musí splňovat všechna celosvětově požadovaná schválení a normy. Patří mezi ně elektronické snímače hmotnosti, analogové snímače hmotnosti a hydraulické snímače hmotnosti, které umožňují změnit konstrukci na stupnici. Snímače hmotnosti se používají v podlahových vahách, pásových vahách, vážicích systémech, paletových vahách, kontrolních vahách, vahách se snímači hmotnosti a dopravních vahách. Technologie nakládacích buněk METTLER TOLEDO se vyznačuje robustností i pro náročná prostředí. Ty se obvykle používají v cisternových vahách, vážení nádob, silážních vahách a vážení nákladních vozidel.

Jejich tvar nejprve rozlišuje snímače hmotnosti. Jednobodové snímače hmotnosti se používají pro malé a středně velké aplikace. Tenzometrické snímače hmotnosti se používají pro podlahové váhy a váhy střední velikosti pro zásobníky. Kanystrové snímače hmotnosti se používají pro aplikace s vysokou nosností. Dalším oddělovacím kritériem pro typy a použití snímačů hmotnosti je poskytovaný výstup. Analogové snímače hmotnosti potřebují externí terminál pro zesílení a A/D konverzi, zatímco digitální snímače hmotnosti nebo elektronické snímače hmotnosti mají vestavěnou "inteligenci" s výhodou lepší přesnosti, mnohem robustnějšího přenosu dat a potenciálu monitorovat stav snímače hmotnosti, což pomáhá s údržbou. Všechny snímače hmotnosti mají různou cenu v závislosti na požadovaném výkonu. Bez ohledu na konstrukci a cenu si u společnosti METTLER TOLEDO můžete zakoupit snímače hmotnosti jakéhokoli druhu.

Přesnost a rozlišení se velmi často zaměňují, když se hovoří o snímačích hmotnosti. Rozlišení udává, kolik číslic se zobrazí, ale více číslic neznamená lepší přesnost. Přesnost popisuje, jak pravdivé jsou výsledky vážení (výpočet přesnosti snímače hmotnosti a výpočet kapacity snímače hmotnosti). Z dobrého důvodu omezují váhové snímače s úředně ověřeným váhovým rozsahem rozlišení, aby se zabránilo interpretaci výsledků. Nejlepším měřítkem přesnosti jsou proto úředně ověřená schválení. Snímače hmotnosti obvykle poskytují přesnost od 1/3 000 d do 1/10 000 d (také uvedeno ve specifikacích snímačů hmotnosti). Snímače hmotnosti využívající obnovení síly dosahují hodnoty 1/200 000 nebo ještě lepší. Za ideálních podmínek, které zahrnují konstantní teplotu a vlhkost, může být přesnost 5-10krát lepší.

Výpočet konečné systémové přesnosti vah snímačů hmotnosti je však poměrně komplikovaný. Je třeba vzít v úvahu mnoho vlivů, jako je teplota, čas, rozlišení atd. Doporučuje se poradit se s výrobci snímačů hmotnosti. Nástroj Weighing Component Selector poskytuje tyto výpočty profesionálním způsobem.

Selhání snímačů hmotnosti může mít několik příčin. Nejčastějším zdrojem poruch jsou rozvodné skříně v analogových systémech snímačů hmotnosti. Pokud takový analogový systém snímačů hmotnosti selže, může být řešení problémů těžkopádné, protože je třeba zkontrolovat každý kabel, snímač hmotnosti a spojovací skříňku snímače hmotnosti. Digitální snímače hmotnosti eliminují tento a mnoho dalších zdrojů poruch tím, že poskytují diagnostická data. Zpracováním dat si můžete být jisti, že váš systém je v provozu a v případě selhání snímače hmotnosti vám systém sdělí, který snímač hmotnosti nereaguje.

Snímače hmotnosti se používají k měření hmotnosti jakéhokoli možného materiálu (např. s 50 kg snímačem hmotnosti, 10tunovým snímačem hmotnosti, snímačem hmotnosti 50 tun, snímačem hmotnosti 100 tun nebo jakoukoli jinou kapacitou). Dosahují od mikrogramů v senzorech snímačů hmotnosti až po několik snímačů hmotnosti 100 tun ve vysokokapacitních vahách snímačů hmotnosti. Nízké hmotnosti jsou vyžadovány pro farmaceutické aplikace, kde zlomky gramu mohou znamenat klíčový rozdíl. Středně velké snímače hmotnosti se obvykle používají pro zpracování a obchodování s materiály (např. 5tunové snímače hmotnosti). Velké kapacity se používají pro skladovací aplikace.

Častým problémem při používání snímačů hmotnosti je výběr nesprávné ochrany. Snímače hmotnosti jsou velmi citlivé na vlhkost a pravidelné oplachování. Přestože se tvrdí, že má vysoké krytí IP, ochrana není dobrá pro vlhké teplo. Pokud jde o vysokou vlhkost a náhlé změny teploty (chladné prostředí, oplachování horkem), doporučuje se vždy volit hermeticky uzavřené snímače hmotnosti z nerezové oceli. Při nákupu snímačů hmotnosti je tedy třeba vzít v úvahu různé parametry.

Náklady na kalibraci systémů snímačů hmotnosti jsou často podceňovány. Pokud váš systém kvality vyžaduje pravidelnou kalibraci takových váhových systémů, nechte si poradit s nejúčinnější metodou od společnosti METTLER TOLEDO. Metoda, která vyhovuje ISO9001, vyžaduje nezávislé kalibrační zařízení navázané na mezinárodní standardy. V žádném případě nelze předpokládat, že kalibrace se nikdy nemění a váha se snímačem hmotnosti nepotřebuje rekalibraci vůbec. Efektivní metodou kalibrace vah větších nádrží je RapidCal™.

Instalace váhy se snímačem hmotnosti je často podceňována z hlediska vlivu na přesnost. V každém případě se doporučují stíněné kabely, protože signál siloměru je velmi nízkonapěťový a snadno rušitelný. Zvolte co nejkratší kabely, protože měď mění odpor v závislosti na teplotě a čím nižší odpor kabelu, tím lépe.

Integrace váhových snímačů je velmi často těžkopádná a vyžaduje technické znalosti. Podívejte se na podrobné informace o tom, jak vybrat správné váhové moduly a najít ten správný snímač hmotnosti na prodej.  

Tenzometry jsou součástí siloměrů. Snímače hmotnosti jsou protisilou, která převádí zatížení na deformaci. Toto napětí je snímáno snímačem hmotnosti, který mění svůj odpor na elektrickou veličinu, kterou lze měřit a vykazovat jako výsledek vážení. To platí pro 10tunový snímač hmotnosti a snímač hmotnosti 100 tun.

Siloměry měří sílu, bohužel ne hmotnost, která by byla ideální. To vede k tomu, že jakákoli jiná svislá náhodně se vyskytující síla ve váze snímače hmotnosti má přímý dopad na přesnost. Typicky jsou zmíněny síly v potrubí v nádobě, kontakt se zemí např. sběrem nečistot, dotyk kabelů u zatěžovacích článků a systémů s malou kapacitou, vertikální vibrace atd. Spojte se s odborníkem, abyste se vyhnuli problémům ve vašem systému a našli ten správný snímač hmotnosti na prodej.

Většina snímačů hmotnosti poskytuje analogový výstup 2-3 mV/V. Vzhledem k tomu, že se jedná o pasivní zařízení, potřebují pro buzení externí zdroj energie. Výstupní signál se mění v závislosti na relativním budicím napětí a proudovém zatížení. Proto je důležité mít velmi stabilní zdroj buzení, který eliminuje vlivy způsobené zdrojem energie. 2mV/V siloměr poskytuje při plné kapacitě výstup pouhých 20 mV, když je napájen 10V výstupem. Moderní terminály (čtečka snímačů hmotnosti) poskytují jak stabilní zdroj energie, tak přesné zesílení výstupního signálu pro převod výsledků na digitální informace. Je důležité, aby signál provedl správné zapojení siloměru.

Siloměry jsou pasivní zařízení, která k buzení potřebují externí zdroj energie. V souvislosti s tímto buzením se napětí může měnit na základě aktuální zátěže, což způsobuje chyby. Proto je důležité mít velmi stabilní zdroj buzení, aby se eliminovaly chyby způsobené zdrojem energie. Moderní terminály poskytují stabilní zdroj energie, přesné zesílení malého výstupního signálu a převod výsledků na digitální informace.

Hydraulické siloměry využívají princip změny tlaku při plnění uzavřené kapaliny. Změna tlaku se měří tlakovým převodníkem. Hydraulické snímače hmotnosti nejsou příliš přesné a v dnešní době nejsou příliš běžné. Výhoda robustnosti, kterou nabízely v dobách, kdy elektronika nebyla tak přesná, je dávno pryč.

Snímače hmotnosti jsou obvykle velmi lineární s přesností na 0,03 % nebo dokonce mnohem lepší. Váhy jsou dnes primárně kalibrovány pouze na nulu a maximální bod rozpětí, což znamená, že rozsah mezi nimi je lineární.

U systémů řízení hladiny kapalin je možné použít méně snímačů hmotnosti než nohou nádrže. Klíčem je zajistit, aby se těžiště v systému neposunulo vodorovně se zatížením. Přesnost takového systému nemusí být ideální. Nepoužívejte takový systém pro sypký materiál.

Analogové snímače hmotnosti mají rozhraní mV/V, které se liší od pasivních teplotních senzorů, jako jsou PT100, PT100, a proto je vyžadována speciální elektronika.

Snímače hmotnosti je třeba kalibrovat tam, kde budou použity. Hlavním důvodem pro kalibraci na místě je to, že gravitace se mění podle místa. Snímač hmotnosti vyrobený v místě A a použitý v místě B by bez kalibrace na místě způsobil chybu. Dalším důvodem, proč je kalibrace na místě důležitá, je neustálé opotřebení samotného zařízení, kterému jsou vystaveny všechny technické přístroje. V závislosti na důležitosti přesnosti v procesu, ve kterém se váha používá, je dobrou praxí kalibrovat váhu každé 1-2 roky.

Snímače hmotnosti je třeba kalibrovat tam, kde budou použity. Hlavním důvodem pro kalibraci na místě je to, že gravitace se mění podle místa. Snímač hmotnosti vyrobený v místě A a použitý v místě B by bez kalibrace na místě způsobil chybu. Dalším důvodem, proč je kalibrace na místě důležitá, je neustálé opotřebení samotného zařízení, kterému jsou vystaveny všechny technické přístroje. V závislosti na důležitosti přesnosti v procesu, ve kterém se váha používá, je dobrou praxí kalibrovat váhu každé 1-2 roky.

Váhový snímač hmotnosti pro váhy se používá v různých průmyslových odvětvích, ve kterých jsou vyžadována přesná měření. Snímače hmotnosti pro váhy přesně měří hmotnost nádrží, nádob, násypek nebo dopravníků. Technologie snímačů hmotnosti je navržena tak, aby odolala požadavkům různých náročných průmyslových aplikací. Kapacita snímačů hmotnosti pro váhy se může značně lišit. Některé snímače hmotnosti jsou vhodnější pro laboratorní aplikace, zatímco jiné jsou vhodnější pro vysokokapacitní šarže nebo logistické aplikace. 
 
Snímače hmotnosti pro váhy musí splňovat všechna celosvětově požadovaná schválení a normy. Zahrnují jednostranné nosníkové siloměry, které umožňují změnit konstrukci na měřítko. Nosníkové snímače hmotnosti se používají v násobcích podlahových vah, pásových vah, vážicích systémů, paletových vah, kontrolních vah a dopravníkových vah. Technologie kanystrových/kruhových snímačů se vyznačuje robustností i pro drsná prostředí. Obvykle se používají v cisternových vahách, vážení nádob, silážních vahách a vážení nákladních automobilů.