لودسل ، سلول حسگر وزنی است که در سیستمهای توزین مورد استفاده قرار می گیرد. این محـصول تغـییرات وزن را بر اساس تغییر ولتاژ براساس وزن بار وارده حس کـرده و آن را به نـشان دهنده الکتـرونیـکی یا اندیکاتور منتقل می نماید .
اجزای لودسل
مشخصه های مهم در طراحی و تولید یك لودسل خوب
یكی از مهمترین قسمت های هر سیستم اندازه گیری الكترونیكی، لودسل و یا سنسور وزن آن می باشد با توجه به وجود دیدگاههای مختلف در طراحی و تولید این محصول، یك لودسل می تواند بصورت های مختلف و متفاوت تولید گردد. لازم بذکر است نباید در هنگام خرید باسکول جاده ای فقط به قیمت پایین آن فقط توجه کنیم بلکه بایستی با توجه به قسمت های مختلف تشکیل دهنده یک باسکول که شامل لودسل، نمایشگر، پلاتفرم و فونداسیون می باشد به کیفیت و نحوه تولید این قسمت ها نیز توجه شود عدم وجود کیفیت در تولید هر کدام از این قسمت ها می تواند سبب اثر بخشی در عملکرد صحیح باسکول باشد و شاید در ابتدا خرسند باشیم که باسکول با قیمت پایین تر خریداری شده است ولی حتما در بلند مدت ضرر و زیانی که ناشی از عملکرد نادرست در اندازه گیری این باسکول برای مجموعه شما در بر خواهد داشت خسارات پنهان غیر قابل جبرانی را به شما تحمیل نماید لذا پیشنهاد میشود با نگاه سرمایه گزاری در هنگام خرید فقط به قیمت توجه نکنبد بلکه روی کیفیت و روند تولید و با اصالت بودن قطعات باسکول نیز توجه ویژه صورت گیرد.
همانطور كه می دانیم لودسل یك ابزار دقیق می باشد لذا لزوم رعایت اصول مهندسی و تكنولوژی تولید در آن بسیار مهم و ضروری می باشد ولی متاسفانه برخی از شركت های تولید كننده این محصول كه اغلب چینی و یا بعنوان كشور دیگر در چین می باشند بعلت پایین آوردن قیمت این محصول اقدام به عدم رعایت برخی از استاندارد ها در تولید این محصول نموده و تنها با دریافت یك تاییدیه برای یك نمونه از این محصول آن را روانه بازار می كنند لذا بر آن شدیم كه در ادامه با بیان برخی از استاندارد های مختلف شركت های تولید كننده این محصول بستری را آماده نماییم تا بتوان تشخیص داد كه یك لودسل خوب چه لودسلی می تواند باشد.
اصولاً دقت و كیفیت هر لودسل به چند عامل اصلی بستگی دارد:
• طراحی لودسل
• هسته لودسل
• استرین گیج
• محفظه كالیبره لودسل
• نوع اتصالات و جوشكاری لودسل
• مقره لودسل
اهمیت طراحی و تولید لودسل
لودسل ها اصولاً با توجه به توان مهندسی و تكنولوژی بكار گرفته شده شركت های سازنده می توانند بصورت متفاوت طراحی و تولید شوند شاید به ظاهر و در نگاه اولیه اغلب لودسل ها شبیه به یكدیگر باشند ولی تفاوت های مهم در طراحی و تولید می تواند تاثیر بسزایی در كیفیت لودسل تولید شده داشته باشد. بواقع اگر بخواهیم تاثیر طراحی را در عملكرد یك لودسل بصورت درصدی بیان نماییم رعایت اصول طراحی تنها 20% می تواند در عملكرد مناسب یك لودسل تاثیر گزار باشد البته در اینجا ذكر این نكته جای تامل دارد كه براستی چرا اغلب لودسل های بی كیفیت موجود در بازار دارای طراحی یكسان می باشند؟!
80% دیگر به نوع مواد بكار رفته در ساخت لودسل، تكنولوژی تولید و رویه یكسان در تولید نظیر استفاده از یك نوع فولاد با آلیاژ مناسب، روند تراشكاری و آبكاری یكسان و …. بستگی دارد این اهمیت به این دلیل می باشد كه ذره ای تغییر در روند تولید لودسل باعث می گردد كه لودسل های تولید شده نسبت به یكدیگر دارای مشخصات فنی متفاوت بوده و در نتیجه عملكرد و دقت هر كدام متفاوت باشد.
هسته لودسل:
یكی از مهمترین قسمت های هر لودسل هسته اصلی لودسل می باشد كه می توان آن را قلب یك لودسل نامید اهمیت جنس هسته لودسل به حدی بالا می باشد كه در صورتی كه در جنس مواد بكار رفته در ساخت آن، حتی به مقدار بسیار ناچیز تفاوت آلیاژی وجود باشد این تفاوت تاثیر بسزایی را در عملكرد لودسل خواهد گذاشت. اگر بخواهیم مراحل ساخت یك هسته لودسل را بصورت مختصر بیان نماییم اینگونگه خواهد بود كه ابتدا هسته بصورت یك استوانه توپر از شركت معتبر تولید كننده فولاد خریداری گردیده پس از ایجاد برش بر روی مركز این لوله استوانه ای شكل، هسته تحت عملیات تراشكاری قرار گرفته و تحت حرارت سخت می گردد پس از رسیدن هسته به سختی لازم، هسته پولیش داده می شود و وارد مراحل بعدی تولید می گردد لازم بذكر است اجرای صحیح هر كدام از این مراحل بسیار پر اهمیت بوده و ضروریست كه تكنولوژی بكار رفته در آن مطابق با تكنولوژی روز دنیا باشد همچنین بسیار مهم می باشد كه رویه بكار رفته در روند تراشكاری، پولیش، حرارت دهی و … برای همه لودسل ها یكسان باشد.
متاسفانه تولید كنندگان چینی و غیر حرفه ای لودسل فولاد مورد نیاز برای هسته لودسل را از شركت های متفرقه خریداری مینمایند معمولاً نوع فولاد ارائه شده توسط این شركتها در هر خرید متفاوت است این موضوع علاوه بر تاثیر بسیار زیاد در پایین آوردن قیمت لودسل می تواند در پایین آوردن كیفیت لودسل تولید شده نیز بسیار پر اهمیت باشد لذا در این مواقع تولید كننده لودسل برای جبران ضعف مواد بكار رفته در ساخت هسته از مقاومت های جانبی استفاده می نماید استفاده از این مقاومت ها باعث می گردد كه لودسل در مقابل تغییرات دمایی و در سرما و گرما دارای عملكردی كاملاً متفاوت بوده و بعضاً دارای خطای اندازه گیری 30 تا 40 كیلوگرم باشد. در مقابل شركت های بزرگ و معتبر تولید كننده لودسل در جهان نظیر شرکت مینه بئا آلمان( سارتوریوس سابق) فولاد هسته لودسل خود را با پرداخت هزینه بیشتر فقط از شركت های معروف اروپایی خریداری می نمایند این موضوع از دو حیث برای این تولید كنندگان اهمیت دارد در درجه اول فولاد ارائه شده توسط شركت های معتبر برای هر خرید یكسان بوده و هیچ گونه تغییر آلیاژی در آن وجود نداشته و در درجه دوم این فولاد بسیار مرغوب بوده و كربن دار می باشد لذا هیچ گاه دچار زنگ زدگی نخواهد گردید. رعایت همین موضوع سبب میگردد كه لودسل تولید شده توسط این تولید كنندگان از عملكرد بهتری برخوردار بوده و در هنگام استفاده و كالیبره دچار مشكلات ناشی از خطا در اندازه گیری و … نخواهیم شد.
استرین گیج:
استرین گیج قطعه ایست الكترونیكی كه بر روی قسمت تراش خورده هسته لودسل چسبانده می شود و تغییرات ناشی از فشار بار بر روی هسته لودسل را اندازه گیری می كند قطعه استرین گیج نیز می تواند اثرات مختلفی بر روی عملكرد مناسب لودسل داشته باشد این قطعه از جهات مختلف كه برخی از آنها در ذیل آمده است قابل بررسی می باشد:
• مرغوبیت استرین گیج
• تعداد بكار رفته از استرین گیج در لودسل
• نوع اتصال استرین گیج به هسته لودسل
بدون تردید مرغوبیت استرین گیج می تواند تاثیر بسزایی در عملكرد مناسب لودسل داشته باشد برای همین بسیار ضروریست كه این قطعه از شركت های معتبر كه رویه تولید یكسان دارند خریداری گردد تغییرات احتمالی در نوع استرین گیج و جنس آن نیز می تواند سبب ایجاد خطای خروجی در لودسل گردد تعداد بكار رفته استرین گیج در لودسل نیز در شركت های مختلف متفاوت می باشد هر لودسل می تواند تعداد 8 ، 6 ، 4 و 2 عدد استرین گیج داشته باشد بدیهی است كه هرچه تعداد بالاتر باشد بهتر است. نوع اتصال استرین گیج به هسته لودسل نیز متفاوت است تكنولوژی چسباندن استرین گیج به لودسل منحصر به هر شركت می باشد چراكه این تكنولوژی بسیار خاص و حساس می باشد ذره ای در حد حتی 1/0 میلیمتر جابجایی در چسباندن استرین گیج به روی لودسل تاثیر بسزایی در كیفیت لودسل دارد بسیار مهم است كه استرین گیج در یك نقطه و یك محل قرار بگیرد. پس از چسباندن استرین گیج بر روی هسته لودسل بجهت جلوگیری از ایجاد رطوبت بر روی استرین گیج محیط و اطراف استرین گیج با چسب پوشانیده می شود تكنولوژی عمل آوری چسب در روی استرین گیج به دو صورت گرم و سرد می باشد كه اغلب از تكنولوژی گرم با حرارت دهی لودسل در دمای 100 الی 200 درجه سانتیگراد استفاده می نمایند.
در اكثر شركت های لودسل ساز با انجام مراحل بالا عمل اتصال استرین گیج به لودسل پایان می یابد ولی در یكی از شركت های تولید كننده معتبر و بزرگ آلمانی بنام مینه بئا(سارتوریوس سابق) پس از چسباندن استرین گیج به لودسل با تكنولوژی منحصر بفرد خاص آن شركت و تزریق چسب گرم و قرار دهی در دمای 100 الی 200 درجه سانتیگراد، هر لودسل بصورت مجزا نیز در دماهای مختلف °20+ ،°40+ ، 0 ، °20- مورد تست قرار می گیرد و در صورتی كه خروجی لودسل بدون هیچ گونه خطایی دقیقاً 2 میلی ولت باشد لودسل كالیبره میگردد و وارد مرحله بعدی تولید قرار می گیرد.
محفظه كالیبره لودسل:
این محفظه مربوط به محلی است كه سیم لودسل از داخل لودسل خارج می گردد اكثر تولید كنندگان لودسل این محفظه را در لودسل ایجاد نكرده و سیم لودسل را بصورت مستقیم از پوشش خارجی لودسل خارج می نمایند و علت این موضوع بدلیل كاهش هزینه های جانبی تولید می باشد چرا كه ایجاد این محفظه و عایق بندی برد داخل آن بسیار هزینه بر و نیاز به استفاده از تكنولوژی خاص می باشد سازندگان لودسلی كه برای لودسل خود از محفظه كالیبره استفاده نمی نمایند به ناچار ابتدا لودسل را كالیبره نموده و سپس پوشش خارجی لودسل را روی آن قرار می دهند در این حالت پس از گذاشتن پوشش خارجی ممكن است لودسل از كالیبره خارج گردد و دیگر هیچ گونه دسترسی جهت كالیبره كردن مجدد لودسل وجود ندارد. لذا عدم وجود محفظه كالیبره چند مشكل در پی خواهد داشت :
1- خروجی این لودسل ها همیشه با مقداری خطا می باشد.
2- كابل لودسل در مقابل كوچكترین ضربه آسیب پذیر بوده كه این موضوع سبب وارد شدن رطوبت به داخل لودسل می گردد.
3- لودسل در مقابل تغییرات دمایی و در سرما و گرما از به سرعت از كالیبره خارج گردد.
نوع اتصالات و جوشكاری لودسل
یكی از مواردی كه در تكنولوژی تولید لودسل ها بسیار پنهان است و شاید كمتر به آن توجه می گردد نحوه اتصال هسته لودسل به بدنه استیل آن می باشد اصولاً شركت های تولید كننده لودسل برای این انجام این اتصال از دو نوع مختلف تكنولوژی جوش استفاده می نمایند:
• جوش با لیزر
• جوش با پلاسما
جوش با لیزر
جوشکاری با استفاده از اشعه لیزر از روش های نوین جوشکاری بوده که در دهه های اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کیفیت ، سرعت و قابلیت کنترل آن به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود . این نوع جوشكاری در اكثر شركت های تولید كننده لودسل برای جوش دادن هسته لودسل به پوسته و یا بدنه آن استفاده می گردد در این روش به وسیله متمرکز کردن اشعه لیزر روی فلز یک حوضچه مذاب تشکیل شده و عملیات جوشکاری انجام میشود. تنها محدودیت تكنولوژی جوش لیزر پیوسته نبودن اشعه آن است این محدودیت سبب می گردد كه جوش پیوسته نباشد و پیوسته نبودن جوش باعث می گردد كه در طول زمان رطوبت از طریق منافذ موجود در جوش داخل لودسل آن شود و ورود رطوبت به داخل لودسل سبب اختلال در عملكرد صحیح لودسل و در نتیجه عدم دقت در اندازه گیری می گردد.
جوش پلاسما
جوشکاری پلاسما یکی از روشهای مدرن و پیشرفته جوشکاری است که در آن با کاربرد گازهای خنثی درجه حرارت به بالای ۲۰۰۰۰ هزار درجه سانتیگراد میرسد و انرژی قوس بسیار متمرکز تر و پایدار تر از روش های دیگر جوشکاری است این نوع جوشكاری كه بسیار پیشرفته و دارای اطمینان و دقت بیشتری می باشد تكنولوژی خاص خود را نیاز داشته و در نتیجه هزینه بالاتری را در بر خواهد داشت تنها برخی از شركت های معتبر و بزرگ تولید كننده لودسل از این نوع جوشكاری برای اتصال هسته لودسل به بدنه آن استفاده می نمایند در این نوع جوشكاری حرارت بسیار بالای ۲۰۰۰۰ هزار درجه سانتیگرادی بصورت مداوم به محل های مورد نظر وارد و با ذوب كردن نقاط مورد نظر اتصال لازم ایجاد می شود. با توجه به اینكه این تكنولوژی بسیار پیشرفته و به دور از هر گونه خطا میباشد ولی یكی از شركت های معتبر تولید كننده لودسل در آلمان علی رقم استفاده از این روش از روشی دیگر نیز برای اطمینان از عدم نفوذ رطوبت به داخل لودسل استفاده می نماید این روش پیچیده استفاده از تكنولوژی گاز های خنثی می باشد كه در ادامه به بررسی این تكنولوژی میپردازیم.
تكنولوژی استفاده از گازهای خنثی:
پس از اینكه تمامی نقاط مورد نظر توسط تكنولوژی جوش پلاسما بصورت كامل جوش داده شد تنها یك نقطه باقی میماند كه نیاز به جوش دارد و این نقطه روی برد الكترونیكی لودسل می باشد. همانطور كه می دانیم كوچكترین اتم خنثی مربوط به گاز نیتروژن و بعد از آن اتم گاز هلیم می باشد در این مرحله لودسل را داخل یك فر مخصوص قرار می دهند و با ایجاد محیط خلاء در داخل فر رطوبت احتمالی موجود در لودسل به كلی تبخیر می گردد در مرحله بعد با استفاده از یك دستگاه مكش در 3 مرحله تمامی هوای داخل لودسل را از طریق آن سوراخ روی برد الكترونیكی به بیرون می كشند بعد از انجام این مراحل محیط درونی لودسل كاملاً خلاء شده و در نتیجه دیگر هیچ عنصری در آن وجود ندارد كه بتواند باعث زنگ زدگی و آلودگی و … گردد در ادامه و پس از ایجاد شدن محیط خلاء درون لودسل از طریق سوراخ روی برد لودسل 97% فضای درونی لودسل را با گاز نیتروژن پر نموده و 3% باقی مانده را هم نیز با گاز هلیم پر می نمایند و سپس نقطه روی برد را با استفاده از لحیم مسدود می نمایند در ادامه كار پس از گذشت 2 الی 3 ساعت زمان و هنگامی كه دمای لودسل پایین آمد و با دمای محیط یكی گردید لودسل را شستشو می دهند و داخل یك دستگاه قرار می دهند این دستگاه قابلیت دارد كه در صورتی كه در محیط گاز هلیم وجود داشته باشد این گاز را شناسایی كرده و هشدار دهد این دستگاه دارای دقت بسیار بالا و حتی برای نشت یك اتم گاز هلیم می باشد سپس لودسل را دوباره گرم می كنند در این مرحله در صورت نشت اتم گاز هلیم یعنی اینكه لودسل دارای منفذی می باشد كه می تواند رطوبت از آن وارد لودسل گردد و لذا در این حالت لودسل مورد تایید نبوده و از رده تولید خارج می گردد ولی در صورتی كه هیچ گونه نشت گاز هلیم مشاهده نگردید لودسل مورد تایید بوده و لودسل بعدی مورد تست قرار می گیرد شایان ذكر است كه این مراحل برای هر لودسل تولید شده بصورت مجزا صورت می گیرد. لازم بذكر است كه یك اتم هلیم دارای اندازه 25 پیكومتر است و یك مولكول آب دارای اندازه 280 پیكو متر می باشد یعنی یك مولكول آب تقریباً 11 برابر بزرگتر از یك اتم هلیم است پس زمانی كه یك اتم هلیم با این اندازه كوچك نتواند از لودسل خارج گردد به هیچ عنوان یك مولكول آب امكان ورود به داخل لودسل را نخواهد داشت.
اتم هلیم مولكول آب
شاید این سوال در ذهن مطرح گردد كه چرا از گاز نیتروژن و هلیم استفاده می گردد در پاسخ باید گفت كه این دو گاز از گازهای خنثی بوده و به هیچ عنوان با هیچ عنصری تركیب نمی شوند و با توجه به وجود این خاصیت هیچ گاه داخل لودسل آثاری از تركیب این گاز با عناصر محیط و آلودگی و …. مشاهده نمی گردد.
قطعاً و یقیناً این روند پیشرفته تولید سبب گردیده كه این شركت معتبر و بزرگ تولید كننده دارای تنها لودسلی در جهان باشد كه خروجی تمام لودسل های تولید شده آن بدون هیچ گونه خطایی دقیقاً 2 میلی ولت می باشد و این در حالیست كه تمامی لودسل های تولیدی توسط شركت های دیگر دارای خطا در خروجی می باشند كه مقدار این خطا نیز برای هر لودسل متفاوت میباشد. همچنین لودسل تولید شده توسط این كمپانی بزرگ آلمانی که مینه بئا ( سارتوریوس سابق) نام دارد می تواند با درجه حفاظت بسیار بالا 000/10 ساعت را در عمق 5/1 آب با فشار به راحتی تحمل نموده و بدون وارد شدن ذره ای رطوبت به داخل آن عملكرد كاملاً صحیحی داشته باشد.
مقره لودسل
مقره لودسل نیز یكی از قسمت های مهم هر لودسل می باشد در صورتی كه جنس آلیاژ مقره لودسل با آلیاژ لودسل متفاوت باشد این تفاوت سبب خوردگی بدنه لودسل و یا مقره می گردد اصولاً خوردگی یك واكنش شیمیایی و یا الكتروشیمیایی مخرب بین سطح فلز و محیط اطراف آن میباشد. با توجه به اینكه از لحاظ ترمودینامیكی مواد اكسید شده نسبت به مواد در حالت معمولی در سطح پایینتری از انرژی قرار دارند، بنابراین تمایل رسیدن به سطح انرژی پایینتر سبب اكسید (خورده) شدن فلز میگردد. خوردگی سبب به وجود آمدن زیانهای فراوانی در كارایی سیستمهای مختلف میگردد. برای همین بسیار ضروری می باشد كه مقره لودسل بصورت فابریك باشد فابریك بودن مقره لودسل باعث می شود كه آلیاژ بكار رفته در ساخت لودسل با آلیاژ مقره یكسان باشد یكسان بودن آلیاژ، سبب جلوگیری از خوردگی خواهد شد ولی متاسفانه در ایران اغلب فروشندگان لودسل بدون توجه به عوارض آن اقدام به ساخت مقره در داخل كشور می نمایند این مقره ها اغلب از جنس آهن معمولی بوده كه آبكاری می گردد و در كوتاه ترین زمان ممكن دچار زنگ زدگی می شود و در نتیجه سبب خارج شدن باسكول از كالیبره می گردد البته این اقدام هم از لحاظ هزینه های گمركی و هم از لحاظ مالی برای این گونه شركت ها مقروم به صرفه می باشد لذا ذكر این نكته بسیار ضروریست كه حتماً از لودسلی استفاده نماییم كه مقره آن فابریك باشد.
مکانیزم لودسل
در داخل لودسل میله ای از جنس آلیاژی خاص (متشکل از 55% مس و 45% نیکل) قرار دارد که وسط این میله تراش خورده و نسبت به سایر نقاط ضخامت کمتری دارد، در نتیجه در اثر فشار بار، این قسمت خمش بیشتری خواهد داشت .
این خمش باعث تغییر طول در قسمت الکترونیکی لودسل یعنی همانtrain Gauge (S.G) می شود که این تغییر طول نیز باعث تغییر در مقاومت میشود .
تغییر در مقاومت S.G باعث می شود که ولتاژ ورودی (12ولت) که گیج را تحریک میکند با مقداری تغییر خارج شود این میزان تغییر در ولتاژ خروجی اندازه گیری شده و توسط نرم افزار به وزن تبدیل می شود.
عملکرد عمومی سیستم ارت
نقش سیم ارت در لودسل
بر اساس قوانین مکانیک وقتی دو سیم وجود داشته باشد که یکی نسبت به دیگری مقاومت کمتری داشته باشد بیشتر جریان از سیم با مقاومت کمتر عبور خواهد کرد.
در باسکول نیز جریانات ناشی از شوک الکتریکی و رعد و برق به واسطه مقاومت کمتر سیم ارت از آن عبور نموده در نتیجه از آسیب به لودسل جلوگیری خواهد شد بنابراین نحوه نصب این سیم می بایست بسیار دقیق باشد.
اهمیت دقت و تکرار پذیری لودسل
هر دو مشخصه تکرار پذیری و دقت بایستی در عمللکرد لودسل وجود داشته باشد. تکرار پذیری اشاره به قابلیت نمایش نتایج یکسان در صورت تکرار یک توزین مشابه دارد و دقت نیزنمایش صحیح و بدون خطای مقدار توزین شده دارد .
انواع لودسل
از لحاظ شکل ظاهری و کاربرد :
1. خمشی
2. کششی
3. فشاری
از لحاظ خروجی :
1. آنالوگ
2. دیجیتال
لودسلهای فشاری (بشکه ای/ Canister)
شکل ظاهری این لودسل شبیه قوطی می باشد. همانطور که از نام این لودسل پیداست فشار وارده بر این نوع لودسل از طرف بار باعث تغییرات طول (کمتر از قطر یک تارمو) در لودسل می شود.
معمولا در مواردی استفاده می شوند که بار از بالا به پائین وارد می شود. در بچینگ، مخازن ، باسکولهای جاده ای ، قطارکشها و به طور کلی در توزینهای سنگین استفاده می شود.
این لودسلها به علت ماهیتی که در روش اندازه گیری وزن دارند برای موارد بالای 5T و 10Tاستفاده می شوند. تناژ این نوع لودسلهای مورد مصرف در شرکت فرد ایران 5 تن تا 75 تن است.
نقشه انفجاری لودسل فشاری
• مقر بالا و پایین
• رینگ بالا و پایین
• دیسک
اهمیت نصب مقره های لودسل در یک راستا
اگر مقره های لودسل در یک راستا نصب نشده باشند ، لودسل کج شده و خطا در توزین ایجاد می شود .
بر اثر کج شدن لودسل نیروی اعمالی در راستای محور لودسل تا میزان 0.0347 درصد می تواند کاهش یابد در نتیجه خطا در اندازه گیری وزن ایجاد می شود .
لودسلهای خمشی
این لودسل نیز بر اثر تغییرات طول ناشی از وارد شدن بار عمل می کند. از این نوع لودسل اغلب در باسکولت ها و ترازو ها استفاده می شود.
shear beam
حتماٌ باید بصورت چندتایی استفاده شود ، بطور مثال 4 تایی و معمولاً در باسکولهایی که کفه آن بیش از 70×70 است . تناژ این نوع لودسلهای مورد مصرف در شرکت فرد ایران 100 کیلوگرم تا 10 تن است.
single point
این نوع لودسل به صورت نقطه ای عمل کرده و در باسکولتهایی به ظرفیت KG 1 الی T 1.5با اندازه 50×50 و 70×70 نسبت به اندازه گیری وزن و با ابعاد کفه مربوطه عمل میشود. تناژ این نوع لودسلهای مورد مصرف در شرکت فرد ایران 5 کیلوگرم تا 635 کیلوگرم است.
نحوه قرار گیری لودسل single point
لودسل های کششی (S-Type)
معمولاً در باسکولهای آویز استفاده میشود و یا در هر نوع سیستم توزین که ماهیت کششی دارد (مانند تبدیلها)، مثل هاپر یا بچینگ . تناژ این نوع لودسلهای مورد مصرف در شرکت فرد ایران 250 کیلوگرم تا 20 تن است.
شکل ظاهری این لودسل شبیه S می باشد. مکانیسم عملکرد این لودسل نیز بر اساس تغییرات طول می باشد. یک طرف این لودسل از بالا به نقطه ای فیکس می شود و از طرف دیگر (پائین) کشیده می شود. از این نوع لودسل اغلب در سیستم های توزین آویز استفاده می شود .
ظرفیت انواع لودسل (ظرفیتهای پر مصرف در بازار)
معرفی سیستم های آنالوگ و دیجیتال
آنالوگ (Analog)
سیگنال آنالوگ موجی فیزیکی با تغییرات پیوسته است که به آرامی تغییر می کند و ناگهانی نیست .از آنجایی که سیگنال های آنالوگ به طور پیوسته در حال تغییر است ، کمیت گذاری نمی شوند .
دیجیتال (Digital)
سیگنال دیجیتال همان سیگنال آنالوگ است که در هر ثانیه هزاران بار توسط دستگاه های الکترونیکی اندازه گیری می شوند و سپس به شکل اعداد ذخیره می گردد. داده های دیجیتال گسسته و کمیت گذاری شده هستند و جهش های ناگهانی به بالا و پایین دارند .
لودسلهای آنالوگ و دیجیتال
همه لودسلها در واقع آنالوگ هستند اما در لودسلهای آنالوگ A/D در داخل نشاندهنده تعبیه شده است و در لودسلهای دیجیتال این قطعه در داخل لودسل قرار دارد .
ANALOG TO DIGITAL CONVERTOR ) A/D ) قطعه ای است که وظیفه تغییر خروجی آنالوگ به دیجیتال را برعهده دارد.
مزیت : آنالوگ چون فیش ندارد بهتر است و گردو خاک به داخل آن نفوز نمیکند و دیجیتال چوت سیم ها قابل تعوض است اگر خراب شود سیمش قابل تعمیر است.
مقایسه مشخصات فنی لودسلهای آنالوگ و دیجیتال
استانداردهای لودسل
سازمان بین المللى مترولوژى یک موسسه بین المللى رسمى براى استاندارد نمودن مقررات و شیوه هاى کنترل اندازه گیرى است. این مقررات توسط ادارات اوزان و مقادیر کشورهاى عضو پذیرفته شده است. لودسل هاى داراى گواهینامه OIML بعنوان یک وسیله اندازه گیرى قانونی در سراسر دنیا شناخته مى شوند.
این گواهینامه براى محصولاتى که شرایط هماهنگ استانداردهاى اروپایى را رعایت مى کنند صادر مى شود.
EN50.014 شرایط عمومى براى وسایل الکترونیکى را در محیط هاى انفجارى بیان مى کند.
EN50.020 و EN50.018 درجه مقاومت وسیله در مقابل آتش سوزى را مشخص مى نمایند.
EEx ia و EEx ib مشخصات آن دسته از وسایل الکترونیکى را معین مى کند که مى توانند به ترتیب در وزن هاى صفر و یک مورد استفاده قرار گیرند.
استاندارد ارزیابى ملى ، مجموعه مقرراتى است که با همکارى موسسه ملى اوزان و مقادیر و انجمن اوزان و مقادیر آمریکا و دست اندرکاران ساخت وسایل توزین تهیه شده است.
Factory Mutual System گواهینامه ای آمریکایى براى نشان دادن درجه ایمنى کالا مى باشد.تمام محصولاتى که داراى این گواهینامه هستند، مى توانند در محیط هاى صنعتى پر خطر مورد استفاده قرار گیرند.
درجه حفاظت لودسل ((Ingress Protection
این درجه بندى که توسط نظام بین المللى حفاظت تعریف شده است، میزان آب بندى وسایل الکترونیکى را تعیین مى کند.
IP66 : مقاوم در مقابل ریزش پر فشار آب
IP67 : مغروق در آب
IP68 : مغروق در آب تحت فشار
لیست لودسل های مورد تایید اداره کل اندازه شناسی و اوزان و مقیاس های کشور
لودسل های زیر مورد تایید سازمان ملی استاندارد نمی باشد و در صورت استفاده، باسکول توسط آزمایشگاه مجاز، مجوز شروع به کار دریافت نخواهد کرد. (براساس ابلاغیه شماره ۲۴۳/۴۴ مورخ ۰۸/11/۹۰)
کلاس بندی لودسل
لودسلها از نظر کلاس تجاری نیز به دسته های D و C تقسیم می شوند که کلاس C خود به C1 تا C6 تقسیم می شود .
کلاس دقت لودسل را دراستاندارد OIMLبا C3 ، C4،C5،C6 نشان داده می شود . لودسل با کلاس C6دارای بیشترین دقت و لودسل با کلاس C3دارای کمترین دقت می باشد. تولید کلاس های بالا می تواند دلیلی بر توانمندی کارخانه سازنده لودسل باشد .
وقتی می گوییم لودسل C3 منظور این است که این لودسل می تواند به 3000 قسمت تقسیم شود و دقتی معادل 3000/1 را داشته باشد
محاسبه کلاس دقت لودسل
تعداد تقسیمات و درجات C3 را می توانیم 14.000 قسمت و C5، C6 و C4را 20.000 قسمت نشان دهیم.
حداقل مقدار بار قابل اندازه گیر ی توسط هر لودسل در واقع نشانگر دقت لودسل می باشد .
اگر E ظرفیت لودسل وY تعداد تقسیمات لودسل باشد ، V حداقل مقدار بار قابل اندازه گیری را نشان می دهد به طوریکه:
برای مثال ، دقت لودسل مینه بئا با ظرفیت 30 تن و کلاس C3 برابر است با :
دقت این لودسل یا حداقل مقدار بار قابل اندازه گیری 2.1کیلوگرم می باشد
با محاسبه دقت برای کلاس های مختلف همین لودسل می توان دریافت که لودسل با کلاس C6دارای بیشترین دقت و لودسل با کلاس C3دارای کمترین دقت می باشد.
دامی چیست ؟
به قطعه ای گفته می شود که در زمان نصب سازه به جای لودسل در زیر باسکول نهاده می شود. در زمان نصب الکترونیک، دامی ها از زیر باسکول خارج می شوند و لودسل ها درآن مکان نصب می گردند.
نکاتی در مورد لودسل های مینه بئا
لودسل های فشاری مینه بئا که توسط شرکت فرد ایران استفاده می شود PR6221 ، PR6201 و PR6211 می باشد . لودسل های فشاری سارتوریس دارای کلاس حفاظتی IP68 می باشد به طوری که حتی در صورت قرار گیری در عمق 1.5 متری زیر آب به مدت 10.000ساعت می تواند باز هم وزن دقیق را نشان دهد.
برای تست نفوذپذیری لودسل ها، لودسل را از گاز هلیم پر کرده و در دستگاه هلیم دتکتور قرار می دهند به مجرد خروج هلیم آشکار ساز آن را نشان می دهد. اگر لودسل درست ساخته شده باشد گاز هلیم از آن خارج نمی شود. واضح است که اگر گاز هلیم از آن خارج نشود آب نیز نمی تواند وارد آن شود و لودسل در برابر نفود آب مقاوم می شود.
برای جلوگیری از رشد باکتریها و آسیب استرین گیچ ها (المان های حسگر در لودسل) داخل لودسل را از گاز نیتروژن پر می کنند.
مقر لودسل از حساس ترین قسمت ها و مهم ترین قطعات یک لودسل خوب می باشد. مقر لودسل باید طوری باشد که نقطه تماس آن با خود لودسل فقط و فقط در یک نقطه باشد . مقر لودسل های فشاری مینه بئا فابریک می باشد.
لودسل های فشاری مینه بئا توانایی این را دارند که حتی در صورت انحراف8/4 از محور اصلی خود با زهم وزن دقیق را نشان دهند.
گستره ولتاژ لودسل مینه بئا4 تا 32 ولت و ولتاژ تحریک 10 ولت می باشد .
در لودسل های مینه بئا به ازای هر1 ولت ولتاژ ورودی 1 میلی ولت ولتاژ خروجی خواهیم داشت .
شاخص های ارزیابی کیفیت لودسل
برای تشخیص یک لودسل خوب از پارامترهای مختلفی میتوان استفاده کرد. برخی از این پارامترها در بین انواع لودسلها مشترک و برخی دیگر اختصاصاً مربوط به یک نوع لودسل میباشد. در ذیل پارامترهای مشترک بین لودسل ها را معرفی و سه نوع لودسل Molen مدل scl محصول کشور هلند ، Scaime مدل CA40x محصول کشور فرانسه و Sartorius مدل 6221 محصول کشور آلمان را با یکدیگر مقایسه می نماییم.
1. ظرفیت ماکزیمم (Maximum Capacity) لودسل : نشان دهنده حد نهائی اندازه گیری وزن توسط لودسل میباشد . این مشخصه نشان دهنده حد نهائی اندازه گیری وزن توسط لودسل میباشد که لودسل Molen در ظرفیتهای 35 و 55 تن ، Scamie در ظرفیتهای 5 ، 10 ، 20 ، 40 ، 60 ، 100 ، 200 تن و Sartorius در ظرفیتهای 20 ، 30 ، 50 ، 60 و 75 تن موجود میباشد .
2. حداقل مقدار قابل اندازه گیری ( Minimum Loadcell verification Interval(Vmin) ) : نشان دهنده حداقل مقدار وزنی است که توسط لودسل قابل اندازه گیری میباشد .برطبق استاندارد این مقدار باید کوچکتر از زینه نشاندهنده باشد، به عبارت دیگر مقدار قابل اندازه گیری توسط لودسل کمتر از مقدار نمایش داده شده توسط نشاندهنده میباشد. (Vmin) یکی از مهمترین مشخصه ها در تشخیص یک لودسل خوب میباشد.
برای مثال در لودسل MolenکلاسC1 برطبق کاتالوگ این مشخصه برابر است با Emax/5000 یعنی توانائی اندازه گیری یک پنج هزارم بار ماکزیمم را دارد . به طور مثال برای لودسل با ظرفیت 30 تن حداقل مقدار قابل اندازه گیری
kg= 30000/50006 میباشد . این مشخصه در همین نوع لودسل با کلاس C3.5MB , C7MB معادل Emax/23333 میباشد یعنی به میزان 28/1 کیلوگرم قابلت اندازه گیری دارد.
این پارامتر در لودسل Scaime مدل Ca40x C3 5e برابر Emax/5000 و در مدل CA40xC1/5 3e3 برابر با
Emax /10000 میباشد یعنی به ترتیب مقدارهای قابل اندازه گیری معادل با 6 و 3 کیلوگرم خواهند بود . همین پارامتر در لودسل Sartorius در کلاس C3 معادل Emax/14000 و در کلاس C6,C5,C4 معادل Emax/20000می باشد .
اما در حالت چند محدوده ای (multi-range) در کلاس C3 معادل Emax/28000 و درکلاس C6 معادل Emax/40000 میباشد. به این معنی که با ظرفیت 30 تن و با کلاس C3 مقدار قابل نمایشی معادل 07/1 کیلوگرم و با کلاس C6 مقدار قابل نمایشی معادل 750 گرم قابل دستیابی است.
3. حد بار ایمن الکتریکی Safe Load limit (%Emax))) : نشان دهنده حداکثر باری است که میتوان بدون هیچگونه آسیب الکتریکی به لودسل اعمال نمود ، بدین معنی که خروجی لودسل پس از بارگذاری و بار برداری مجدد ثابت باقی بماند . به طور مثال درصورتیکه این مقدار %150 باشد بیانگر این است که حداکثر تا 150% ظرفیت ماکزیمم لودسل بدون هیچگونه تغییر نادرست در مقدار ولتاژ خروجی لودسل یا کالیبراسیون صفر آن میتوان به لودسل بار وارد نمود. این پارامتر در انواع لودسل های Molen به %150 برابر ظرفیت ماکزیمم ، در انواع مدل های Scaime به 150% برابر بار ماکزیمم و در لودسل های Sartorius با ظرفیتهای 20 و 30 تن 200% بار ماکزیمم میباشد.
4. حد بار ایمن مکانیکی ((Maximum Load Ultimate(%Emax) : نشاندهنده حداکثر بار مکانیکی است که میتواند بدون هیچگونه آسیب به لودسل اعمال شود . که در انواع لودسلهای Molenبه 300 درصد بار ماکزیمم، انواع لودسلهای Scaime به 200 درصد بار ماکزیمم و در لودسل های Sartorius باظرفیتهای 20 و 30 تن 500 درصد بار ماکزیمم میباشد.
5. محدوده دمای تصحیح شده (Compensated temperature range (°C)) : بیانگر محدوده دمایی است که کلیه مشخصات فنی لودسل نسبت به دمای مبنا تصحیح شده . برای لودسل های Molen و Scaime در انواع مدل ها از 10- درجه تا 40+ درجه سانتیگراد میباشد . به این معنا که کلیه اندازه گیریها در این محدوده دمایی توسط ضریبی ویژه نسبت به دمای مبنا یعنی 21 درجه سانتیگراد اصلاح میشود در خصوص لودسل Sartorius تعریف چنین پارامتری ضرورت ندارد، چرا که این لودسل ها در محدوده دمایی 10- درجه سانتیگراد و 55+ درجه سانتیگراد کلیه مشخصات فنی خود را حفظ کرده و برخلاف دیگر لودسل ها نیاز به تصحیح نسبت به دمای مبنا را ندارد.
6. گستره درجه حرارت کاری (Operating Temperature Range (°C)) : نشاندهنده محدوده حرارتی است که لودسل بدون در نظر گرفتن عملکرد الکتریکی آن بدون آسیب کار می کند. این محدوده برای انواع لودسل های Molen از 40- درجه تا 80+ درجه سانتیگراد برای انواع لودسل های Scamie از 20- تا 60+ درجه سانتیگراد و برای انواع لودسل های Sartorius از 40- تا 95+ درجه سانتیگراد میباشد.
7. گستره درجه حرات انبار (Storage Temperature Range (° C)) : نشاندهنده محدوده دمایی است که لودسل را می توان بدون آسیب در انبار نگهداری نمود . که برای انواع لودسل های Molen از 40- تا 90+ درجه سانتیگراد ، انواع لودسل های Scaime از 40- تا 70+ درجه سانتیگراد و انواع لودسل های Sartorius از 40- تا 95+ درجه سانتیگراد میباشد .
8. گستره ولتاژ ورودی (تحریک) (Excitation Voltage :AC or DC): نشاندهنده محدوده ولتاژ قابل تغذیه به لودسل میباشد. محدوده این ولتاژیکی از پارامترهای مهم لودسل میباشد چرا که هرچه محدوده ولتاژ تحریک لودسل بیشتر و مقدار ماکزیمم آن بالاتر باشد اندازه گیری وزن بهتر صورت خواهد گرفت . این پارامتر برای انواع لودسل های Molen از 5 تا 20 ولت ، برای انواع لودسل های Scaime از 10 تا 15 ولت و برای لودسل های Sartorius از 4 تا 24 ولت میباشد.
9. خروجی اسمی (Rate Out Put(RO)) : ولتاژ خروجی لودسل به ازاء هر یک ولت تحریک با بار نامی می باشد . وجود خطا در خروجی لودسل در هنگام نصب و کالیبراسیون و گوشه گیری باسکول توسط جعبه تقسیم(J.Box) موجب بروز مشکلاتی در نصب صحیح باسکول و عدم گوشه گیری دقیق آن خواهد شد تصحیح خروجی لودسل یعنی افزایش میزان مقاومت در جعبه تقسیم و حساس شدن باسکول به تغییرات دما می باشد و این امر یکی از حیاتی ترین بخشهای باسکول می باشد.
این پارامتر برای انواع لودسل های Molen به mv/v 0.02±2برای انواع لودسل های Scaime به
mv/v 2±0/1%برای انواع لودسل های Sartorius دقیقا mv/v ً1 میباشد . ذکر این نکته ضروری است که بعلت تکنولوژی بالایی که در ساخت لودسل های Sartorius مورد استفاده قرار میگیرد هیچگونه خطایی در خروجی آنها مشاهده نمیشود و دقیقاً mv/v ً1 را بدون هیچگونه درصد خطایی حاصل می کند . این به این معنی است که درصورت اعمال 10 ولت بعنوان ولتاژ تحریک لودسل Molen به 20mv با خطایی معادل mv ±0/4 و با اعمال همین ولتاژ به لودسل Scaime به 20mv با خطایی معادل mv 02/0 بعنوان خروجی حاصل میشود.
10. مقاومت اهمی ورودی Input resistance)) : مقاومت اهمی مابین ترمینال های تغذیه (تحریک لودسل) است. هرچه مقاومت اهمی پائین تر باشد تحت یک ولتاژ ثابت جریان افزایش یافته و افزایش جریان اثرات مخربی همچون گرم شدن کابلهای ارتباطی خواهد شد . این مشخصه در لودسل Molen به 1000±10Ω و درانواع لودسل
Scaimeبه Ω 20±815 ودر لودسل Sartorius به 1080±10Ω میباشد.
11. مقاومت اهمی خروجی Output resistance(Ω))) : مقاومت اهمی مابین ترمینال های خروجی (اندازه گیری) لودسل می باشد. این مشخصه در لودسل Molen به 1000±10Ω در لودسل Scaime به 700±5Ω و در لودسل Sartorius به 1010±1Ω میباشد.
12. مقاومت عایق بندی (insulation resistance(Ω)) : حداکثر مقاومت بین مدار الکتریکی و محفظه لودسل می باشد . میزان این مقاومت به منظور عایق بندی بدنه لودسل هرچه بیشتر باشد کارایی لودسل بیشتر خواهد بود . این میزان در لودسل های Molen و Scaime بیش از 5000 میکرواهم در ولتاژ V50 میباشد درصورتیکه لودسل Sartorius همین میزان مقاومت را در ولتاژ 100vDC تامین می نماید.
13. خطا در خروجی (Output ratio error(R0%)) : میزان درصد خطای خروجی لودسل نسبت به خروجی نامی آن است که این خطا می بایست توسط مقاومت در جعبه تقسیم (J-Box) اصلاح شود. تنها لودسلی که خروجی کاملا یکسان دارد لودسل مینه بئا است.خطای تلرانس در خروجی لودسل در مراحل گوشه گیری ، تعویض لودسل و ضعف J-Box کاملا مشهود است.
میزان این خطا در لودسل Molen به 0/05% خروجی و در لودسل Sartorius به 0/07% خروجی میباشد و بدلیل اینکه خروجی اسمی لودسل Sartorius به 50% لودسل Molen میباشد پس میزان این خطا برای مقایسه با لودسل Molen به 0/0035% خواهد بود.
14. خطای صفر (Zero Balance) : مقدار انحراف خروجی لودسل در محدوده صفر بودن بار است .میزان این خطا در لودسل Molen کمتر از %1± ، در Scaimeبه 1/5% و درلودسل Sartorius کمتر از %1 خروجی اسمی آن میباشد که مجدداً باتوجه به توضیحات بند قبلی حدود %5/0 خواهد بود.
15. خطای مرکب (Combine Error) : عبارت است ازجمع برداری دو خطای غیر خطی (non-linear) و پسماند (Hysteresis) . این پارامتر تعیین کننده حداکثر درستی لودسل بوده و مرغوبیت لودسل بستگی زیادی به چگونگی این مشخصه دارد. خطای غیر خطی بودن نشان دهنده حداکثر انحراف از خط مستقیم کالیبراسیون است و پسماند حداکثر اختلاف خروجی لودسل در هنگام بارگذاری و باربرداری است .میزان این خطا در مدل C1 لودسل Molen کمتر از %0.03 ، در مورد لودسلهای C3.5MB/C7MB کمتر از 0/073(%RO) میباشد ، درلودسل Scaime میزان این خطا در دقیق ترین نوع آن C40X C3 5e، 0/017(%RO) میباشد و در لودسل Sartorius میزان این خطا در مدل C3 0.015 ، در مدل 0/01 C5 و در مدل 0/008 C6 میباشد.
16. خطای تکرار پذیری (Repeatability Error) : ماکزیمم تغییرات خروجی لودسل برای بارگذاری های تکراری است . میزان این خطا در لودسل Molen در مدل C1 (%RO) 0.02 و در مدل C3.5MB/C7MB معادل (%RO) 0.01 میباشد و برای انواع مدلهای لودسل Sartorius کمتر از 0.005(%RO) در خروجی اسمی mv/v1 میباشد.
17. تاثیرات درجه حرارت برروی حساسیت لودسل درحالت بدون بار (Temperature Effect on Sensivity) : این تاثیر در لودسل Molen مدل C3.5MB/C7MB در حدود 0/0007(% RO/°C) میباشد که همین مشخصه در لودسل Sartorius پس از معادل سازی0/00035(% RO/°C) خواهد بود.
18. خزش (Creep): حداکثر تغییرات خروجی لودسل تحت اعمال بار نامی آن در طول زمان می باشد ( معمولاً این زمان 30 دقیقه در نظر گرفته میشود) . این مشخصه در لودسل Molenبه 0/014(%RO) در Scaime به 0/02(%RO) و در Sartorius مدل 0/015% C3و در 0/010% C5 ودر 0/008% C6 میباشد.
بطور مثال پس از قرارگیری باری معادل 30 تن بر هر یک از لودسلهای فوق لودسل Molen معادل 2/4 کیلوگرم در هر 30 دقیقه و لودسل Scaime معادل 6 کیلوگرم در هر 30 دقیقه و لودسل Sartorius مدل C6 معادل 4/2 کیلوگرم در هر 30 دقیقه کاهش وزن را نشان خواهد داد.
نمودار مقایسه مجموع مشخصه های موثر
سوالات متداول
چرا اغلب این لودسل ها تاییدیه OIML را دارند؟
پاسخ این سوال نیز اینگونه می باشد كه استاندارد OIML لزوماً تعیین كننده این نیست كه لودسل بسیار با كیفیت و دارای مشخصه های فنی بسیار مناسب می باشد بلكه نشاندهنده این موضوع می باشد كه لودسل حداقل استاندارد های لازم را كسب نموده و می تواند بعنوان یك لودسل قابل استفاده باشد ولی از نظر دقت و كلاس لودسل و مشخصه های فنی، لودسل های مختلف كه ساخت شركت های متفاوت می باشند دارای تفاوت های بسیار فاحش و قابل توجه می باشند از منظر دیگر نیز اغلب تولید كنندگان متفرقه و چینی لودسل بجهت گرفتن تاییدیه OIML اقدام به تولید یك لودسل با رعایت برخی از استاندار های تولید می نمایند و پس از گرفتن تاییدیه بقیه لودسل ها بدون رعایت استاندار تولید می نمایند لذا داشتن تاییدیه OIML نمی تواند دلیلی كافی برای مناسب بودن لودسل باشد بلكه مشخصه های فنی هر لودسل و شرایط تولید آن بسیار مهم تر می باشد.
آیا امکان جابجایی کلاسهای مختلف وجود دارد یا خیر؟ بطور مثال C5 باC3 ؟
در صورتی که کلیه لودسل های یک باسکول تعویض شود بله، و یا از لودسل های کلاس بالاتر به شرط نصف منهای یک از تعداد کل لودسل ها استفاده شود
آیا دمای هوا بر روی لودسلها تاثیر گذار است؟
بله بسیار تاثیر گذار است لذا حتما در هنگام خرید باسکول به محدوده دمای کاری لودسل توجه نمایید
استحکام لودسلهای در برابر وزن بیشتر از ظرفیت خودشان چگونه است؟
به مرور زمان دچار خستگی لودسل می شود
آیا باد شدید روی لودسل تاثیر گذار است؟
بر روی عملکرد کلی باسکول تاثیر گذار است، زیرا ممکن است باعث لرزش بیش از حد آن شود