Тензодатчики позволяют точно определить вес жидких смесей, сыпучих грузов за доли секунды. Затем значение передается на контроллер или подается в компьютерную систему. Преимущество датчиков тензорного типа — возможность встраивания в оборудование. Мембранные тензодатчики устанавливаются непосредственно в цистерны или танки, одноточечные в опоры бункеров и платформ.
Назначение тензодатчиков
При автоматизации производственных процессов тензорные датчики позволяют обеспечить измерение веса сырья, полуфабрикатов и готовой продукции в точках контроля. Традиционные весы в данном случае неприменимы. Их нельзя установить в бункере, на транспортерной ленте.
Установка тензорных датчиков, напротив, возможна без внесения принципиальных и дорогостоящих изменений в несущие конструкции и оборудование. В частности, тензодатчики монтируются в основании опоры бункера, под транспортерную ленту или встраиваются в подвесное крепление.
Подключение и обслуживание этих элементов не требует специального обучения. Инженер на предприятии без проблем справляется с этими задачами после изучения краткой документации.
Установка тензодатчиков позволяет:
Наладить точный учет материалов, полуфабрикатов и готовой продукции на производстве. Оперативно полученные фактические данные можно передать в компьютерную систему SCADA, учетные и бухгалтерские программы. Тем самым исключая роль человеческого фактора, искажающего данные.
Повысить точность выполнения технологических норм и контролировать параметры получаемых смесей. В частности, тензодатчики и дозаторы, получающие с них данные, позволяют получить смесь из нескольких компонентов в нужной пропорции. Точность соблюдения пропорции компонентов можно настроить при программировании дозатора.
Повысить эффективность и безопасность труда на производстве. Мастер цеха оперативно получает точную информацию о технологическом процессе. Для снятия показаний не нужно подходить к оборудованию, их можно считать дистанционно.
Принцип работы и точность
В тензорных датчиках используются материалы, меняющие свое электрическое сопротивление при деформации. В зависимости от специфики и назначения, это может быть сжатие, растяжение или кручение. Например, тензорные бункерные датчики работают на сжатие, а балочные — на кручение.
Тензодатчик подключается к контроллеру четырьмя или шестью проводами. Это устройство преобразует изменение сопротивления датчика в значение массы взвешиваемого материала или продукта. К контроллеру можно подключить табло для отображения измеренной массы в реальном времени.
Тензорный датчик рассчитан на определенный диапазон измерения массы. В этих пределах он обеспечивает точность, заявленную производителем. При превышении допустимого предела точность снижается. При запредельной нагрузке возможно разрушение корпуса или измерительного элемента.
Например, одноточечные тензодатчик SPA от российской компании ТОКВЕС имеют исполнения с пределами измерения массы от 8 до 200 кг. При соблюдении диапазона измеряемого веса, они обеспечивают точность класса С3 — примерно 0,02%.
Аналоговые или цифровые
С точки зрения формата выходного сигнала, тензорные датчики могут быть:
Аналоговые
Их подключение к контроллеру возможно на расстоянии до 200 метров. При большей длине проводов могут возникать погрешности и наводки от электрического оборудования, искажающие данные. По сути, аналоговый тензодатчик — резистор с изменяющимся под воздействием деформации сопротивлением.
Чтобы подать информацию с аналогового измерительного элемента в информационную систему на компьютере, требуется аналого-цифровой преобразователь АЦП.
Аналоговые модели просты в подключении и дешевле цифровых. Важное преимущество — взаимная заменяемость датчиков разных производителей. Указанный выше SPA от ТОКВЕС можно использовать, как доступную замену для более дорогих тензодатчиков американских и европейских производителей.
Цифровые
Цифровые тензодатчики можно использовать в компьютерных системах напрямую. В этих моделях АЦП встроен в сам датчик. На выходе выдается закодированный в цифровом виде вес. Подключение возможно на расстоянии до 1200 метров.
Взаимная заменяемость таких датчиков ограничена. Производитель оборудования может использовать свой формат взаимодействия с тензодатчиком. В этом случае покупателю необходимо приобретать дорогие фирменные запчасти.
Ситуация с российскими производителями
Технологическое отставание в секторе разработки и производства тензорных датчиков практически преодолено российскими производителями. В России изготавливаются качественные и надежные аналоги большинства популярных измерительных элементов, используемых в европейском и американском оборудовании.
Преимущества изделий российского производства:
В сравнении с импортными аналогами, цена может быть в 1,5-2 раза меньше.
Инженерная поддержка. Пользователю обеспечивается двухуровневая система поддержки. Вопросы по работе, установке и настройке тензодатчиков он задает российской компании. Консультации по оборудованию — у его изготовителя или официального представителя в России.
Проектирование под заказ. Эта услуга требуется при выборе и установке нового производственного оборудования в реорганизуемых или вновь возводимых цехах. На этапе проектирования датчики можно встроить во все контрольные точки для построения системы управления производством в реальном времени.
Примером надежного российского производителя элементов для измерения веса является ООО ТОКВЕС. Инженерами компании разработано более 1200 типоразмеров тензодатчиков. Они позволяют измерять вес от 500 граммов до 600 тонн. Тензорные датчики ТОКВЕС — доступная альтернатива иностранным моделям, используемым в итальянском, немецком и американском оборудовании.