Moduli di pesatura, celle e sensori di carico

Per rispondere in termini semplici, un modulo di pesatura prende una struttura non tradizionale e la trasforma in una bilancia. Una cella o sensore di carico è ciò che si trova all'interno di ogni 'bilancia tradizionale' - spieghiamo meglio qui di seguito.

Un modulo di pesatura prende una struttura non tradizionale, più comunemente un serbatoio, e lo trasforma in un dispositivo di pesatura. Ciò significa che quando aggiungiamo moduli di pesatura sotto le gambe del serbatoio, il serbatoio passa da una semplice struttura che conteneva una sostanza, a una struttura di pesatura che misura la quantità di sostanza contenuta nella vasca stessa.  

In parole semplici, una cella di carico è il cuore di ogni bilancia standard. Le celle di carico si trovano in tutte le bilance, da quelle da laboratorio, altamente sensibili, alle bilance a pavimento per impieghi gravosi e tutto ciò che c'è tra queste due. I sensori delle celle di carico trasformano una bilancia a piattaforma in un dispositivo di pesatura sensibile.

METTLER TOLEDO adotta un approccio consulenziale per tutti i progetti. Il nostro team di esperti tecnici di vendita e assistenza lavora duramente per garantire che tu ottenga la soluzione più adatta al tuo scopo, con la precisione e la durata richieste per l'applicazione.

Il principio fondamentale della technologia delle celle di carico è la conversione di un carico - che è una forza applicata a qualsiasi massa nel campo gravitazionale terrestre - in un segnale elettrico. La maggior parte delle celle di carico sono dotate dei cosiddetti sensori a cella di carico che convertono una deformazione meccanica in un cambiamento resistente. Maggiori informazioni sui sensori delle cella di carico qui sotto. La massa applica un carico imposto dal campo di gravità, che sollecita il corpo della cella di carico. Il sensore della cella di carico viene convertito in un cambiamento resistente e infine in un'uscita di tensione. Tale uscita è proporzionale alla massa applicata. 

Le celle e sensori di carico vengono utilizzati nei settori industriali in cui sono necessarie misurazioni precise. Le celle di carico misurano con precisione il peso di serbatoi, contenitori, tramogge o trasportatori. Le celle di carico sono costruite per resistere alle richieste di una varietà di applicazioni industriali robuste. La capacità delle celle di carico può variare notevolmente. Alcune celle di carico sono più adatte per applicazioni in laboratorio, mentre altre sono più adatte per lotti di grande capacità o applicazioni logistiche. 

Le celle di carico devono soddisfare tutte le omologazioni e gli standard richiesti a livello mondiale. Ci sono celle di carico elettroniche, analogiche e idrauliche che consentono di modificare la struttura in una bilancia. Le celle di carico sono utilizzate nelle bilance a pavimento, nelle pesatrici a nastro, nei sistemi di pesatura, nei pesapallet, nelle selezionatrici ponderali, nelle bilance delle celle di carico e nei sistemi di pesatura su nastro trasportatore. La tecnologia delle celle di carico di METTLER TOLEDO offre robustezza anche per ambienti difficili. Esse sono tipicamente utilizzate nelle bilance dei serbatoi, nella pesatura di navi, nelle bilance dei silo e nella pesatura di camion.

Le celle di carico di distinguono dalla loro forma. Le celle di carico single point sono utilizzate per applicazioni di piccole e medie dimensioni. Le celle di carico a taglio sono utilizzate per le bilance a pavimento e le bilance da serbatoio di medie dimensioni. Le celle di carico a compressione sono utilizzate per applicazioni di capacità pesante. Un'altro criterio di distinzione per i tipi di celle di carico e i loro usi è l'output fornito. Le celle di carico analogiche necessitano di un terminale esterno per l'amplificazione e la conversione A/D, mentre le celle di carico digitali o elettroniche hanno un'"intelligenza" integrata, con il vantaggio di una migliore precisione, un trasferimento dati molto più robusto e la possibilità di monitorare le condizioni della cella di carico per aiutare con la manutenzione. Tutte le celle di carico hanno differenti costi, a seconda delle prestazioni richieste. Indipendentemente dal design e dal prezzo, è possibile acquistare qualsiasi tipo di cella di carico da METTLER TOLEDO.

Molto spesso precisione e risoluzione sono utilizzate in modo intercambiabile quando si parla di celle di carico. La risoluzione è il numero di cifre visualizzate, ma più cifre non significano una migliore precisione. La precisione descrive quanto sono veri i risultati della pesatura. Per ovvie ragioni, le celle di carico omologate per il commercio limitano la risoluzione per eliminare l'interpretazione dei risultati. Pertanto, i migliori parametri di riferimento per l'accuratezza sono le approvazioni legali per il commercio. I sensori delle celle di carico forniscono in genere una precisione da 1/3.000d fino a 1/10.000d (anche indicata nelle the specifiche delle celle di carico).Le celle di carico che utilizzano il ripristino della forza raggiungono 1/200.000 o anche di più. In condizioni ideali, che includono temperatura e umidità costanti, l'accuratezza può essere 5-10 volte migliore.

Tuttavia, è piuttosto complicato calcolare la precisione finale del sistema di una bilancia a cella di carico. Devono infatti essere considerati molti fattori come temperatura, tempo, risoluzione etc. Si raccomanda di chiedere consiglio ai produttori di celle di carico. Il nostro selettore dei componenti di pesatura fornisce questi calcoli in modo professionale.

I guasti delle celle di carico possono avere molteplici ragioni. La fonte più comune di guasti sono le scatole di giunzione nei sistemi analogici delle celle di carico. Se un tale sistema analogico di cella di carico non funziona, la risoluzione dei problemi può essere complicara, perchè ogni cavo della cella di carico, cella di carico e la scatola di giunzione delle celle devono essere controllati. Le celle di carico digitali eliminano questa e molte altre fonti di guasto fornendo dati diagnostici. Elaborando i dati si può essere sicuri che il sistema è in funzione e in caso di un guasto della cella di carico il sistema ti dirà quale cella di carico non risponde.

Le celle di carico sono utilizzate per misurare il peso di qualsiasi materiale possibile (ad es. con una cella di carico da 50 kg, una cella di carico da 10 tonnellate, una cella di carico da 50 tonnellate, una cella di carico da 100 tonnellate o qualsiasi altra capacità). Esse vanno dal microgrammo nei sensori delle celle di carico fino alle celle di carico da 100 tonnellate celle di carico delle bilance ad alta capacità. Sono necessari pesi ridotti per le applicazioni farmaceutiche in cui le frazioni di un grammo possono fare la differenza. Le celle di carico di medie dimensioni sono tipicamente utilizzate per la lavorazione e lo scambio di materiali (ad es. celle di carico da 5 tonnellate). Le grandi capacità sono utilizzate per applicazioni di stoccaggio.

Un problema comune nell'utilizzo delle celle di carico è la scelta della protezione sbagliata. Le celle di carico sono molto sensibili all'umidità e al lavaggio regolare. Anche se si afferma un elevato grado di protezione IP, questa non è adatta per il calore umido. Quando si tratta di umidità elevata e improvvisi cambiamenti di temperatura (ambiente freddo, lavaggio a caldo) è consigliabile scegliere sempre celle di carico in acciaio inox ermeticamente sigillate. Quindi, quando si acquistano le celle di carico, è necessario tenere conto di diversi parametri.

I costi di taratura dei sistemi a celle di carico sono spesso sottovalutati. Se il tuo sistema di qualità richiede la taratura regolare di tali sistemi di pesatura, rivolgiti a METTLER TOLEDO per ottenere consigli sul metodo più efficiente. Un metodo conforme alla norma ISO9001 richiede apparecchiature di taratura indipendenti, conformi agli standard internazionali. In nessun caso si può supporre che la taratura non cambi e che una bilancia non necessiti affatto di una nuova taratura. Un metodo efficiente per tarare le bilance di grandi serbatoi è RapidCal™.

Installing a load cell scale is often under-estimated on accuracy impact. In any case shielded cables are recommended since the load cell signal is very low voltage and easily disturbed. Scegli i cavi più corti poiché il rame modifica la resistenza in base alla temperatura e minore è la resistenza del cavo, meglio è.

Molto spesso l'integrazione delle celle di carico è complicata e richiede conoscenze ingegneristiche. Vedi i dettagli su come selezionare il giusto modulo di pesatura e trova la cella di carico giusta da acquistare.

Gli estensimetri sono componenti delle celle di carico. Le celle di carico sono una controforza che converte il carico in deformazione. Tale deformazione viene rilevata dal sensore della cella di carico, che ne modifica la resistenza in una quantità elettrica misurabile e riportata come risultato di pesatura. Questo è lo stesso principio per la cella di carico da 10 tonnellate e la cella di carico da 100 tonnellate.

Le celle di carico misurano la forza, non le masse purtroppo (che sarebbe l'ideale). Ciò comporta che qualsiasi altra forza verticale che si verifica accidentalmente in una scala a cella di carico ha un impatto diretto sulla precisione. Si fa riferimento a forze tipiche di tubazioni in un contenitore, contatto con la terra per esempio mediante raccolta dei detriti, contatto dei cavi per le celle di carico e i sistemi di piccola capacità, vibrazione verticale ecc. Il materiale è stato sottoposto a prove di resistenza. Contatta  un esperto per evitare questi problemi nel tuo sistema e trovare la cella di carico giusta da acquistare.

La maggior parte delle celle di carico forniscono un'uscita analogica di 2-3 mV/V. Poiché questi sono dispositivi passivi, hanno bisogno di una fonte di alimentazione esterna. Il segnale in uscita varia in relazione alla tensione relativa e carico di corrente. Pertanto, è fondamentale disporre di una sorgente di alimentazione molto stabile che elimini gli effetti causati dalla fonte di energia. Una cella di carico da 2 mV/V fornisce un'uscita minima di 20 mV a piena capacità quando è alimentata con un'uscita da 10 V. I moderni terminali (lettori di celle di carico) forniscono sia una fonte di alimentazione stabile che un'amplificazione accurata del segnale di uscita per convertire i risultati in informazioni digitali. Per il segnale è importante eseguireil corretto cablaggio delle celle di carico.

Le celle di carico sono dispositivi passivi che necessitano di una fonte di energia esterna per l'alimentazione. In relazione a tale alimentazione, la tensione può cambiare in base al carico di corrente, causando errori. Pertanto, è fondamentale disporre di una sorgente di alimentazione molto stabile per eliminare gli errori. I terminali moderni forniscono una fonte di alimentazione stabile, un'amplificazione accurata del segnale in uscita e la conversione dei risultati in informazioni digitali.

Le celle di carico idrauliche utilizzano il principio della variazione di pressione durante il caricamento di un fluido. La variazione di pressione viene misurata da un trasduttore di pressione. Le celle di carico idrauliche non sono molto accurate e sono poco utilizzate oggi. Il vantaggio della robustezza che offrivano in tempi in cui l'elettronica non era così precisa è ormai passato.

Le celle di carico sono tipicamente molto lineari, allo 0,03% o anche molto meglio. Oggi le bilnace sono principalmente tarate solo a zero e ad un punto di ampiezza massima che indica che l'intervallo tra i due è lineare.

Per i sistemi di controllo del livello dei liquidi è possibile utilizzare meno celle di carico che gambe del serbatoio. L'importante è garantire che il centro di gravità del sistema non si sposti orizzontalmente con il carico. L'accuratezza di un tale sistema può non essere ideale. Non utilizzare un sistema di questo tipo per il materiale sfuso.

Le celle di carico analogiche hanno un'interfaccia mV/V diversa dai sensori di temperatura passivi come PT100, PT100, quindi è necessaria un'elettronica speciale.

I sensori delle celle di carico devono essere calibrati nel luogo in cui verranno utilizzati. Il motivo principale per la taratura sul posto è che la gravità cambia a seconda della posizione. Una cella di carico fabbricata in posizione A e utilizzata in posizione B creerebbe un errore senza calibrazione in loco. Un altro motivo per cui la calibrazione in loco è importante è l'usura continua del dispositivo stesso, a cui sono soggetti tutti gli strumenti tecnici. A seconda dell'importanza della precisione nel processo in cui viene utilizzata la scala, è buona norma tarare una bilancia ogni 1-2 anni.

Una cella di carico per le bilance viene utilizzata in tutti settori industriali in cui sono necessarie misurazioni precise. Le celle di carico per sistemi di pesatura misurano con precisione il peso di serbatoi, contenitori, tramogge o trasportatori. La tecnologia delle celle di carico è costruita per resistere alle esigenze di una varietà di applicazioni industriali robuste. La capacità delle celle di carico per le bilance può variare notevolmente. Alcune celle di carico sono più adatte per applicazioni di laboratorio, mentre altre sono più adatte per lotti di grande capacità o applicazioni logistiche. 

Le celle di carico per le bilance devono soddisfare tutte le omologazioni e gli standard richiesti a livello mondiale. Ci sono celle di carico a fascio singolo che consentono di modificare una struttura in una bilancia. Le celle di carico a fascio vengono utilizzate in multipli nelle bilance a pavimento, nei sistemi di controllo peso a nastro, nei sistemi di pesatura, nei pesapallet, nelle selezionatrici ponderali e nelle bilance per nastri trasportatori. La tecnologia a cella di carico a compressione è robusta anche in ambienti difficili. Queste celle di carico sono tipicamente utilizzate nelle bilance dei serbatoi, nella pesatura di contenitori, nelle bilance per silos e nella pesatura dei camion.