Tvirtas ir tuščiaviduris apkrovos elementas: išsamus inžinerinio pasirinkimo vadovas (jėgos keliai ir tipiškos taikymas bei sertifikavimo reikalavimai)

Pasirinkimas tarp kieto ir tuščiavidurio dinamometro yra tikras inžinerinis sprendimas. Tai nėra kova dėl produkto savybių. Esminis skirtumas yra tai, kaip jutikliui įvedama jėga. Šis apkrovos kelias nustato, kur kiekvienas tipas veikia patikimai ir kur jis neišvengiamai suges. Šis straipsnis naudojamas kaip sprendimo priemonė. Tai pagrindžia palyginimą inžinerine logika, o ne prekės ženklo pasirinkimu. Pradėsime nuo to, kas iš tikrųjų yra kiekvienas jutiklis. Žodžiai „kietas“ ir „tuščiaviduris“ apibūdina formą, tačiau jie nenurodo funkcijos.

1. Kas yra kietasis apkrovos elementas ir kaip jis matuoja jėgą?

Inžinieriai jau žino, kaip atrodo cilindras. Jiems tikrai reikia suprasti apkrovos kelią per kietą kūną. Tvirtas apkrovos elementas turi pagrindinę architektūrą, paremtą kieto korpuso cilindriniu suspaudimo elementu. Esant ašinei gniuždymo apkrovai, elastingas plieninis korpusas deformuojasi tolygiai. Korpuso viduje yra įterptos vibruojančios vielos stygos. Šios eilutės aptinka mikroįtempimą kaip aiškų dažnio pokytį.

Apkrovos kelio logika yra paprasta. Krovinys patenka į viršutinį guolio paviršių. Jis eina per visą elastingo elemento skerspjūvį. Galiausiai jis išeina per apatinį guolio paviršių. Pati ląstelė tampa struktūriniu intarpu. Jis neša fizinį krūvį.

Kelių eilučių konstrukcija nustato rodmenų vidurkį keliuose matavimo taškuose kūno viduje. Mažesnės talpos diapazonuose naudojamas 3 stygų dizainas. Didesnės talpos diapazonams reikalingas 6 stygų dizainas. Šis kelių eilučių vidurkis suteikia Kingmach JMZX-34XX/35XX/36XXHAT serija jo 0,5% FS tikslumas. Jis išlaiko šį tikslumą dideliame 1 000–10 000 kN diapazone, nepaisant sudėtingos darbo aplinkos.

Įrenginyje yra išmanioji HAT mikroschema. Šis išmanusis lustas išsaugo kalibravimo koeficientą natūraliai. Jis automatiškai koreguoja temperatūrą per įmontuotą termistorių. Taip pat išsaugoma iki 600 matavimo įrašų. Jutiklis prisimena savo istoriją net ir be prijungto duomenų kaupiklio.

Veikimo diapazonas yra nuo –30°C iki +80°C. Be to, kietasis elementas gali pasigirti perkrovos tolerancija iki 300–400% vardinės talpos prieš katastrofišką gedimą. Tai suteikia labai reikšmingą saugos ribą. Staigi atsitiktinė perkrova yra labai reali rizika polių bandymų ir tiltų guolių taikymuose.

[Peržiūrėkite visas Kingmach JMZX-35XXHAT solidžios apkrovos elemento specifikacijas]

2. Kas yra tuščiaviduris apkrovos elementas ir kuo jis skiriasi struktūriškai?

Tuščiaviduris apkrovos elementas taip pat žinomas kaip žiedinis apkrovos elementas. Šerdies architektūra remiasi žiediniu (žiedo formos) korpusu su centrine anga. Struktūrinis elementas eina per ląstelės centrą. Šis elementas gali būti inkaro strypas, trosas arba varžtas. Apkrova nuo konstrukcijos elemento veržlės pereina tiesiai į elemento žiedinį paviršių. Apkrova nepatenka į pačią gręžinio sienelę.

Apkrovos kelio logika visiškai skiriasi nuo kietojo elemento. Apkrova patenka per žiedinį guolio paviršių. Žiedo korpusas tolygiai susispaudžia aplink savo perimetrą. Aplink žiedą išdėstytos kelios vibruojančios vielos stygos. Šios eilutės apskaičiuoja suspaudimo signalo vidurkį. Ši kelių akordų konstrukcija galingai kompensuoja nedidelę ekscentrinę apkrovą. Vienos eilutės konstrukcija tiesiog negali atlaikyti netolygių apkrovų.

Šis kelių akordų dizainas naudoja tris žemesnio diapazono akordus. Jis progresuoja iki šešių akordų 4000–8000 kN diapazone. Ši specifinė architektūra leidžia JMZX-3XXXHAT tuščiaviduris apkrovos elementas montuoti ant veikiančio inkaro strypo neišmontuojant. Strypas tiesiog persriegia. Riešutas guli ant ląstelės veido. Stebėjimas pradedamas nedelsiant.

Tuščiavidurio elemento projektinis tarnavimo laikas yra 50 metų. Prieš išleidžiant iš gamyklos, elastingas plieninis korpusas yra kelių etapų stabilizuojamas. Vidiniai vibruojantys laidai pagaminti iš itin didelio stiprumo plieno. Technikai tvirtina šiuos laidus naudodami tarptautinio standarto suvirinimo technologiją. Tai nėra pagrindiniai teiginiai dėl specifikacijos. Tai yra gyvybiškai svarbūs projektavimo sprendimai, kurie labai svarbūs 20 metų užtvankų saugos programose.

Šis elementas turi dvigubą sertifikatą GB/T 13606-2007 ir DL/T 269-2022. Antrasis standartas yra būdingas hidraulinei ir energetikos inžinerijai. Dėl to tai yra vienintelis teisingas pasirinkimas užtvankų ir hidroelektrinių inkarų stebėjimui.

[Peržiūrėti tuščiavidurio apkrovos elemento JMZX-3XXXHAT technines specifikacijas]

3. Specifikacijos greta: ką iš tikrųjų reiškia skaičiai

Atributas	Kietosios apkrovos elementas (JMZX-35XXHAT)	Tuščiaviduris apkrovos elementas (JMZX-3XXXHAT)	Ką tai reiškia praktikoje
Talpos diapazonas	1 000–10 000 kN	500–8 000 kN (galima pagal užsakymą)	Tuščiavidurio elemento apatinis 500 kN įėjimo taškas tinka mažesniems inkariniams strypams. Kietoji ląstelė čia būtų per daug nurodyta. Itin didelės talpos polinių pamatų bandymams, viršijantiems 8 000 kN, „Kingmach“ gali pasiūlyti pritaikytus JMZX-36XXHAT kietojo krūvio elementų sprendimus. Norėdami gauti daugiau informacijos, susisiekite su mūsų technine komanda.
Rezoliucija	0,1 kN (visi modeliai)	0,1–1 kN (kinta priklausomai nuo modelio)	Kietojo elemento pastovi 0,1 kN skiriamoji geba padeda atlikti tikslius polių bandymus. Tuščiavidurio elemento 1 kN skiriamoji geba yra priimtina, nes stebimos apkrovos yra proporcingai didelės.
Atminties talpa	600 įrašų	800 įrašų	Didesnė tuščiavidurio elemento talpykla atspindi jos ilgesnės trukmės diegimo profilį, kad būtų galima stebėti dešimtmečius.
Sertifikatai	GB/T 13606-2007	GB/T 13606-2007 ir DL/T 269-2022	Papildomas hidrotechnikos standartas (DL/T 269-2022) užtikrina griežtą projekto atitiktį užtvankų aplinkoje.
Dizaino tarnavimo laikas	Nenurodyta (priklauso nuo programos)	50 metų	Tuščiaviduris elementas sukurtas nuolatiniam stebėjimui. Kietoji ląstelė dažniausiai naudojama laikinosiose bandymų fazėse.

Šie skaičiai yra puikus patarimas. Tačiau labiau atskleidžiantis klausimas yra tai, kur kiekvienas tipas iš tikrųjų priklauso tikram projektui.

4. Kur kietosios apkrovos elementai veikia geriausiai – ir kodėl

Šiame skyriuje paaiškinama, kodėl kietojo elemento specifinis apkrovos kelias yra teisingas pasirinkimas. Mes žiūrime į argumentus, o ne tik į katalogavimo ypatybes.

Polių apkrovos bandymas: Tvirtas krūvio elementas, skirtas polių testavimui, puikiai tinka. Kietasis elementas yra tiesiai tarp polio galvutės ir pakrovimo kėliklio. Visa bandymo apkrova praeina tiesiai per ląstelės korpusą. Čia absoliučiai būtinas kietosios medžiagos gebėjimas struktūriškai nešti apkrovą. Jo didžiulė galia iki 10 000 kN apima didžiausio diametro gręžtinius tiltų pamatų polius.

Tilto prieplaukos guolio sėdynės stebėjimas: Ląstelė veikia kaip konstrukcinis įdėklas guolių kamino viduje. Aktyviai jas matuojant jis turi neribotą laiką nešti didžiules projektines apkrovas. Tvirtas korpuso suspaudimo geometrija puikiai susidoroja su tuo. „Kingmach“ kietųjų apkrovos elementų atskaitos matmenys sklandžiai atitinka standartinius guolių plokštės matmenis tilto projektavimo kodeksuose.

Hidraulinio kėliklio jėgos matavimas: Po įtempimo operacijos reikalauja griežtos priežiūros. Kieta ląstelė yra po domkratu. Jis matuoja taikomą jėgą realiu laiku. Tai patvirtina, kad projektinis išankstinis įtempis iš tikrųjų pasiekiamas vietoje. Inžinieriai negali tiesiog pasikliauti domkrato slėgio skaičiavimais.

Laikinų darbų apkrovos stebėjimas: Statybos komandos stebi klojinius, suklastotus darbus ir tvirtinimą. Stebėjimo programa baigiasi, kai baigiasi konstrukcija. Komanda pašalina prietaisus. Kietojo elemento atsparumas perkrovai yra tvirtas, daugkartinio naudojimo pasirinkimas atliekant grubius statybos etapo darbus.

Kodėl tai sugenda naudojant strypą: Kieta ląstelė neturi centrinės skylės. Jis negali pritvirtinti prie strypo ar kabelio. Inžinieriai negali to lengvai pritaikyti. Sukūrus pasirinktines galines jungtis, iš karto atsiranda ekscentrinė apkrova. Tai tiesiogiai pažeidžia matavimo tikslumą ir sugadina duomenis.

[Žr. realų Kingmach produktų pritaikymą konkrečių tipų projektams]

5. Kur tuščiaviduriai apkrovos elementai veikia geriausiai – ir kodėl

Tuščiavidurė ląstelė nėra tik modifikuota kieta ląstelė. Tai iš esmės kitoks instrumentas. Jis optimizuotas visiškai kitokiai pakrovimo geometrijai.

Inkaro kabelio ir iš anksto įtemptų sausgyslių stebėjimas: tuščiavidurių apkrovos elementų pritaikymas čia šviečia. Strypas arba kabelis sklandžiai sriegia per centrinę angą. Veržlė arba inkaro plokštė yra lygiai ant žiedinio paviršiaus. Ląstelė matuoja tikrąją sausgyslės priešįtempimo jėgą. Jis nematuoja lizdo įvesties. Jis matuoja tikrąją konstrukcinio elemento jėgą po blokavimo ir laikui bėgant.

Uolienų varžtų ir antžeminių inkarų stebėjimas: tuneliai, šlaitai ir atraminės sienos priklauso nuo uolienų varžtų. Pirminio montavimo metu tuščiaviduris elementas yra ant varžto galvutės. Jis lieka ten visą konstrukcijos gyvenimą. Jo 50 metų projektavimo trukmė atitinka ilgalaikės stebėjimo programos trukmę. Mažesnio skersmens modeliai tiksliai atitinka standartinius akmens varžto galvutės matmenis.

Užtvankos ir hidroenergetinių inkarų stebėjimas: DL/T 269-2022 sertifikatas yra griežtai privalomas pagal Kinijos hidrotechnikos standartus. Tai griežtas atitikties reikalavimas. Dvigubas tuščiavidurės ląstelės sertifikavimas apima šią teisinę būtinybę. Kietasis elementas neatitinka šio specifinio hidraulinio standarto.

Tilto atraminių kabelių ir pakabų stebėjimas: modernizavimo stebėjimo programos dažnai taikomos esamiems tiltams. Žiedinės formos koeficientas leidžia lengvai montuoti ant esamų kabelių. Technikai tereikia prieiti prie inkaro galo. Montuojant nereikia pjauti konstrukcinio elemento. Tai dažnai yra lemiamas veiksnys pirkimų inžinieriams.

Kodėl jis sugenda naudojant paprastus guolius: tuščiaviduris elementas turi žiedinę geometriją. Ši forma natūraliai sutelkia apkrovą ant siauro žiedinio guolio paviršiaus. Įdėjus jį į plokščią guolių krūvą be tinkamo dydžio strypo, susidaro netolygus įtempių laukas. Jutiklis teisingai nuskaito šį įtempį, tačiau rodmenys neatspindi tikrosios guolio apkrovos.

[Žr. realų Kingmach produktų pritaikymą konkrečių tipų projektams]

6. Diegimo logika: ko kiekvienas tipas reikalauja iš svetainės komandos

Diegimo reikalavimai galiausiai lemia, kur projektai pavyks, ar nepavyks. Abu vibracinės vielos apkrovos elementų tipai reikalauja didelio tikslumo iš aikštelės komandos.

Kietųjų elementų montavimo reikalavimai: Plokšti, lygiagrečiai laikantys paviršiai yra visiškai neginčijami. Vos 1 mm paviršiaus nelygumai 200 mm skersmens ląstelės paviršiuje sugadina duomenis. Tai suteikia didžiulę, išmatuojamą ekscentrinę apkrovą. Kaip įprasta, komandos turi naudoti sferines sėdynių poveržles. Technikai turi patikrinti tinkamą apkrovos ašies išlygiavimą prieš taikydami pačią pirmą apkrovą.

Tuščiavidurių elementų įrengimo reikalavimai: tarpas tarp kiaurymės ir strypo turi tiksliai atitikti nurodytą toleranciją. Esant apkrovai centrinis strypas niekada neturi liestis su vidinės angos sienele. Technikai atlieka montavimą prie inkaro galvutės prieš įtempiant veržlę. Iš naujo sumontuoti po įtempimo praktiškai neįmanoma. Komanda turės visiškai nuimti visą inkarą, kad ištaisytų klaidą.

Signalo tęstinumo planavimas: abu apkrovos elementų tipai naudoja išmaniąją HAT architektūrą. Jie suteikia puikią tolimojo nuotolio skaitmeninę išvestį. Tačiau įrengimo metu technikai turi suplanuoti kabelio nuvedimą nuo jutiklio iki duomenų kaupiklio. Jie negali lengvai modifikuoti kabelių. Įkasti ir povandeniniai kabeliai reikalauja sunkaus šarvuoto kabelio. Jie taip pat reikalauja vandeniui atsparių jungiamųjų dėžių, griežtai įvertintų pagal tikslų montavimo gylį.

Bendra rizika: abiejų tipų ląstelės išlieka labai pažeidžiamos ankstyvoms klaidoms. Montavimo metu padarytos klaidos vėliau negali būti ištaisytos be rimto fizinio įsikišimo. Tiksliai sumontuoti pirmą kartą nėra per daug sudėtinga. Tai vienintelė galimybė.

7. Sprendimo kontrolinis sąrašas: penki klausimai, kurie veda į teisingą pasirinkimą

Inžinieriai susiduria su griežtais terminais. Naudokite šį glaustą sprendimų įrankį, kad vadovautumėte savo pirkimo strategijai.

1 klausimas. Ar yra konstrukcinis elementas (strypas, kabelis, varžtas), kuris turi praeiti per jutiklį? 
Taip: pasirinkite tuščiavidurį.
Ne: pasirinkite kietą.

2 klausimas. Ar jutiklis neša visą konstrukcinę apkrovą, ar tik ją pajus? 
Turite nešti visą apkrovą viduje: rinkitės kietą.
Tik jutimas (jėga perduodama per guolio paviršių): pasirinkite bet kurį tipą, griežtai atsižvelgdami į 1 klausimą.

3 klausimas. Ar tai laikinas bandymas, ar nuolatinis stebėjimo įrenginys? 
Laikinas bandymo / konstravimo etapas: pasirinkite kietą.
Nuolatinė / ilgalaikė SHM programa: rinkitės tuščiavidurį (su 50 metų projektiniu tarnavimo laiku).

4 klausimas. Ar projektui taikomi hidrotechnikos ar energetikos sektoriaus standartai? 
Taip: pasirinkite tuščiavidurį (DL/T 269-2022 sertifikuota).
Ne: bet kuris tipas atitinka bendrąjį GB/T 13606-2007 standartą.

5 klausimas. Kokie yra būtini stebėjimo pajėgumai? 
Mažesnė nei 500 kN: pasirinkite tuščiavidurį (galimi įvesties modeliai).
10 000 kN ar daugiau: pasirinkite kietą (tuščiaviduriai paprastai viršija 8 000 kN standartą, nors yra pasirinktinių parinkčių).

Baigiamoji pastaba kontroliniame sąraše: jei du ar daugiau klausimų nukreipia jūsų komandą priešingomis kryptimis, nedelsdami sustabdykite. Jūsų paraišką reikia peržiūrėti specialistui. „Kingmach“ siūlo pasirinktines konfigūracijas, kad būtų galima patenkinti sudėtingus hibridinius reikalavimus.

Programos geometrija apsprendžia jutiklio geometriją

Kietieji ir tuščiaviduriai apkrovos elementai niekada nėra konkuruojantys produktai skirtingais kainų taškais. Jie iš esmės yra vienas kitą papildantys prietaisai, sukurti visiškai skirtingiems apkrovos keliams. Unikali projekto geometrija visada nustato, kuris jutiklis yra teisingas.

Daugeliui didelio masto projektų reikia abiejų tipų vienu metu skirtinguose stebėjimo taškuose. Sudėtinga tilto programa gali saugiai naudoti kietus elementus prie guolių lizdų, tuo pačiu metu išskleidus tuščiavidurius elementus atramos kabelio inkaruose.

Vis dar nesate tikri dėl tinkamo jūsų projekto sprendimo? Užpildykite žemiau esančią techninės konsultacijos formą ir Kingmach inžinieriai pateiks pritaikytas pasirinkimo rekomendacijas per 24 valandas. [Žiūrėti Solid Load Cell produkto puslapį] · [Žiūrėti tuščiavidurio apkrovos elemento produkto puslapį] · [Atsisiųsti visą techninių duomenų lapą (PDF)]

DUK