Loadcell Zemic cho cân bồn, silo và hệ thống định lượng được lựa chọn để đo khối lượng thông qua lực tác động tại các điểm đỡ của thiết bị. Khi kết hợp với module lắp đặt phù hợp, cảm biến trở thành một phần của hệ thống theo dõi lượng nguyên liệu trong bồn hoặc cân nguyên liệu theo từng mẻ.
Khác với cân bàn, cân bồn cần xét cả khối lượng vỏ bồn, nguyên liệu, các thiết bị đi kèm và ảnh hưởng của đường ống, rung động, nhiệt độ. Vì vậy, lựa chọn đúng loadcell phải đi cùng thiết kế cơ khí phù hợp.
Tài liệu Sensing And Controlling Selection Guide của Zemic giới thiệu nhiều nhóm cảm biến và module tương ứng, cung cấp cơ sở tham khảo để lựa chọn cấu hình cho từng hệ thống.
Nội dung trang
1. Cân bồn và cân silo đo nguyên liệu như thế nào?
Một phương án cân bồn là bố trí loadcell tại các điểm đỡ, chẳng hạn dưới chân bồn hoặc dưới cụm kết cấu đỡ silo. Khối lượng của bồn và nguyên liệu tạo lực truyền qua các điểm này đến cảm biến.
Quá trình đo diễn ra như sau:
- Bồn và nguyên liệu tác động lực lên các điểm đỡ.
- Loadcell chuyển lực thành tín hiệu điện.
- Bộ chỉ thị hoặc bộ điều khiển xử lý tín hiệu từ các cảm biến.
- Hệ thống hiển thị khối lượng sau khi được hiệu chỉnh.
Để xác định lượng nguyên liệu bên trong, hệ thống cần xác lập khối lượng bồn rỗng cùng các bộ phận được cân. Phần tăng thêm so với trạng thái rỗng là cơ sở xác định khối lượng nguyên liệu.
Điều kiện quan trọng là tải cần đo phải truyền qua các loadcell. Nếu một phần tải được đường ống hoặc kết cấu khác đỡ, kết quả có thể không phản ánh đầy đủ khối lượng thực tế.
2. Vai trò của loadcell trong hệ thống định lượng
Trong hệ thống định lượng theo khối lượng, loadcell cung cấp tín hiệu để bộ điều khiển theo dõi lượng nguyên liệu.
Tùy thiết kế, hệ thống có thể theo dõi:
- Khối lượng tăng lên khi nguyên liệu được cấp vào bộ phận cân.
- Khối lượng giảm đi khi nguyên liệu được xả ra.
- Khối lượng của một mẻ trước khi chuyển sang công đoạn tiếp theo.
Bộ điều khiển sử dụng tín hiệu cân để điều khiển van, vít tải hoặc thiết bị cấp liệu theo chương trình vận hành.
Loadcell thực hiện chức năng đo; thao tác cấp và dừng nguyên liệu do bộ điều khiển cùng thiết bị chấp hành thực hiện.
Độ chính xác định lượng không chỉ phụ thuộc vào cảm biến. Tốc độ cấp liệu, lượng nguyên liệu tiếp tục rơi sau khi dừng, rung động và cách xử lý tín hiệu cũng ảnh hưởng đến kết quả.
3. Module lắp đặt loadcell là gì?
Module lắp đặt là cụm cơ khí dùng để liên kết cảm biến với bồn và kết cấu đỡ. Tùy thiết kế, cụm này có thể gồm bản đế, bản phía trên, bộ phận truyền lực và các chi tiết định vị hoặc hạn chế chuyển động.
Module cần được lựa chọn đúng loại để phù hợp với loadcell, tải trọng và kết cấu của thiết bị.
Truyền lực đúng vào cảm biến
Cảm biến được thiết kế để tiếp nhận lực theo điều kiện xác định. Module phù hợp giúp tạo liên kết và đường truyền lực theo thiết kế đó.
Việc đặt loadcell trực tiếp dưới chân bồn mà không kiểm tra cách truyền lực có thể khiến cảm biến chịu tác động ngoài điều kiện dự kiến.
Phù hợp với chuyển động của kết cấu
Bồn và silo có thể có chuyển động nhỏ do nhiệt độ, rung động hoặc quá trình vận hành. Thiết kế cụm lắp đặt cần xem xét những chuyển động này để hạn chế ảnh hưởng đến phép đo.
Không phải module nào cũng có cùng khả năng cho phép dịch chuyển, tự lựa hoặc hạn chế lực ngang. Cần kiểm tra tài liệu của đúng mã sản phẩm.
Hỗ trợ yêu cầu định vị theo từng thiết kế
Tài liệu Zemic có giới thiệu phụ kiện với chi tiết phục vụ yêu cầu chống xoay. Chẳng hạn, phụ kiện dùng với BM14A được mô tả có lỗ ren M8; phụ kiện dùng với BM14K có chốt định vị trên bản đế.
Các đặc điểm này thuộc về những phụ kiện cụ thể, không nên áp dụng chung cho mọi module cân bồn.
4. Một số nhóm cảm biến và module trong tài liệu Zemic
Trong Sensing And Controlling Selection Guide, Zemic giới thiệu các tổ hợp sau:
| Nhóm cảm biến tương thích | Mô tả module hoặc phụ kiện trong tài liệu |
|---|---|
| H8, HM8 | Cụm lắp đặt bằng thép hợp kim |
| BM8H, H8H | Cụm lắp đặt bằng thép không gỉ |
| BM11, HM11 | Module lắp đặt bằng thép không gỉ |
| B9C, H9C | Cụm lắp đặt bằng thép không gỉ hoặc thép hợp kim |
| B9D, H9D | Cụm lắp đặt bằng thép không gỉ hoặc thép hợp kim |
Bảng trên giúp nhận biết các nhóm sản phẩm và sự tương thích được hãng giới thiệu. Đây chưa phải cấu hình hoàn chỉnh cho một bồn hoặc silo cụ thể.
Trước khi lựa chọn, cần xác nhận mã module, tải trọng, kích thước, điều kiện lắp đặt và khả năng chịu các tác động cơ khí của từng phiên bản.
5. Cách chọn tải trọng loadcell cho cân bồn và silo
Tính toàn bộ khối lượng được cảm biến đỡ
Tải trọng cần xem xét bao gồm:
- Khối lượng bồn hoặc silo rỗng.
- Khối lượng nguyên liệu tối đa.
- Khối lượng thiết bị và kết cấu đi kèm được các loadcell đỡ.
Có thể tính tải tĩnh sơ bộ theo công thức:
Tổng tải tĩnh = Khối lượng bồn rỗng + Khối lượng nguyên liệu tối đa + Khối lượng các bộ phận đi kèm được cân
Chỉ lấy khối lượng nguyên liệu làm cơ sở chọn loadcell có thể dẫn đến thiếu tải trọng thiết kế.
Xét tải trên từng điểm đỡ
Với bồn có nhiều điểm đỡ, tải trung bình trên một loadcell có thể được ước tính bằng tổng tải chia cho số cảm biến.
Tuy nhiên, tải thực tế có thể không phân bố đều do vị trí trọng tâm, hình dạng bồn, thiết bị gắn lệch hoặc điều kiện lắp đặt.
Ví dụ, một hệ thống có tổng tải tĩnh 12 tấn và bốn loadcell sẽ có tải trung bình sơ bộ 3 tấn mỗi điểm. Con số này chưa đủ để kết luận chọn loadcell định mức 3 tấn, vì cần đánh giá tải lớn nhất tại từng điểm đỡ và các tác động khi vận hành.
Xét điều kiện làm việc thực tế
Tùy hệ thống, cần xem xét thêm:
- Rung động từ bộ khuấy hoặc thiết bị cấp liệu.
- Tác động trong quá trình nạp và xả nguyên liệu.
- Lực từ đường ống và các liên kết bên ngoài.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ.
- Tác động của gió đối với silo ngoài trời.
Không nên dùng một hệ số dự phòng duy nhất cho mọi hệ thống. Tải trọng loadcell và module cần được xác định theo điều kiện thiết kế cụ thể.
6. Đường ống ảnh hưởng đến kết quả cân như thế nào?
Bồn thường kết nối với đường ống cấp, xả, thông hơi hoặc các thiết bị công nghệ. Những liên kết này có thể truyền lực vào bồn hoặc đỡ một phần khối lượng của bồn.
Khi đó, loadcell có thể đo thêm lực ngoài ý muốn hoặc không nhận đủ tải cần cân.
Để hạn chế ảnh hưởng, thiết kế cần kiểm tra:
- Vị trí và hướng kết nối đường ống.
- Cách đỡ đường ống bên ngoài bồn.
- Khả năng dịch chuyển của cụm cân.
- Lực phát sinh khi hệ thống thay đổi nhiệt độ hoặc trạng thái vận hành.
Khớp nối mềm có thể được xem xét khi phù hợp với yêu cầu công nghệ. Việc lựa chọn vẫn cần tính đến áp suất, nhiệt độ, loại nguyên liệu và đặc tính cơ khí; không thể mặc định mọi khớp nối mềm đều loại bỏ ảnh hưởng đến phép cân.
7. Lựa chọn theo môi trường sử dụng
Cân bồn trong nhà và cân silo ngoài trời có điều kiện làm việc khác nhau. Khi lựa chọn loadcell Zemic, cần kiểm tra:
| Điều kiện | Nội dung cần đối chiếu |
|---|---|
| Khu vực có bụi, độ ẩm cao | Cấp bảo vệ của cảm biến và bảo vệ các vị trí đấu nối |
| Khu vực vệ sinh bằng nước | Điều kiện vệ sinh cho phép của đúng phiên bản |
| Môi trường có tác nhân ăn mòn | Vật liệu cảm biến, module và khả năng tương thích |
| Bồn có nhiệt độ thay đổi | Giới hạn nhiệt độ và ảnh hưởng đến kết cấu lắp đặt |
| Silo ngoài trời | Điều kiện thời tiết, lực tác động và thiết kế kết cấu đỡ |
Vật liệu thép không gỉ là một tiêu chí lựa chọn, nhưng chưa đủ để kết luận sản phẩm phù hợp với mọi hóa chất hoặc phương pháp vệ sinh.
Cấp bảo vệ của loadcell cũng cần được xem xét cùng hộp nối, cáp, đầu nối và bộ chỉ thị để đáp ứng điều kiện của toàn hệ thống.
8. Kiểm tra sau khi lắp đặt
Sau khi hoàn thiện hệ thống cân bồn, cần kiểm tra cả phần cơ khí và tín hiệu.
Kiểm tra đường truyền tải
Xác nhận các điểm đỡ làm việc theo thiết kế, không có bộ phận ngoài ý muốn đỡ tải hoặc cản trở chuyển động của cụm cân.
Kiểm tra trạng thái bồn rỗng
Xác lập trạng thái rỗng cùng các thiết bị đi kèm trong điều kiện vận hành xác định. Đây là cơ sở để theo dõi lượng nguyên liệu.
Hiệu chỉnh bằng phương pháp phù hợp
Phương pháp hiệu chỉnh cần phù hợp với tải trọng, kết cấu và khả năng tiếp cận hệ thống. Không nên chỉ dựa vào giá trị hiển thị ban đầu để kết luận cân chính xác.
Kiểm tra khi thiết bị vận hành
Cần đánh giá độ ổn định trong các trạng thái có liên quan, chẳng hạn khi bộ khuấy hoạt động hoặc khi nguyên liệu được cấp và xả. Qua đó, đơn vị lắp đặt có thể phát hiện ảnh hưởng của rung động, đường ống và lực ngoài ý muốn.
9. Câu hỏi thường gặp
Bồn có ba hoặc bốn chân thì cần bao nhiêu loadcell?
Số lượng cảm biến cần được xác định theo phương án kết cấu và đường truyền tải. Không nên quyết định chỉ dựa trên số chân mà chưa kiểm tra thiết kế.
Tổng tải trọng các loadcell có phải là mức cân tối đa của bồn không?
Không thể kết luận bằng phép cộng đơn thuần. Cần xét tải lớn nhất tại từng điểm đỡ, khối lượng bồn, điều kiện vận hành và khả năng chịu lực của module cùng kết cấu.
Có thể thay loadcell nhưng giữ module cũ không?
Có thể xem xét nếu module còn đáp ứng yêu cầu và tương thích với cảm biến thay thế. Cùng tải trọng định mức chưa đủ để xác nhận khả năng thay thế.
Cần cung cấp thông tin gì khi lựa chọn?
Khách hàng nên chuẩn bị khối lượng bồn rỗng, lượng nguyên liệu tối đa, số điểm đỡ, bản vẽ kết cấu, thiết bị đi kèm, cách kết nối đường ống, điều kiện môi trường và yêu cầu đo.
Liên hệ ZEMIC Việt Nam
Khách hàng cần tìm hiểu loadcell Zemic cho cân bồn, silo và hệ thống định lượng có thể liên hệ để nhận thông tin sản phẩm và được kết nối với đại lý phù hợp tại Việt Nam.
- Website: www.zemic.vn
- Điện thoại: 0964 38 1800
- Email: zemicvn@gmail.com