Situações diferentes exigem maneiras diferentes de medir o peso. Para escolher a célula de carga certa para uma aplicação específica, os usuários devem considerar três fatores: o ambiente, a localização e a própria carga.
Desde uma humilde balança de banheiro até enormes guindastes de navio Costeiro, uma variedade de tecnologias de pesagem dependem de células de carga. Esses transdutores de força convertem compressão, pressão, tensão ou torque em sinais elétricos e são encontrados em muitas aplicações:
- Alimentícias e bebidas: máquinas de enchimento, unidades de embalagem, etiquetas de preços
- Farmacêuticos e biotecnologia: incubadoras, camas, bombas de infusão
- Construção de máquinas e automação: prensas, selos, robótica
- Hidráulica móvel: prensas de enfardamento, distribuidores de fertilizantes, balanças de gado
As células de carga também são usadas para medir indiretamente o nível. Por exemplo, vigas simples e vigas curvas – dois tipos de células de carga – são instaladas na base de um silo, tanque ou outro reservatório. Sabendo o peso do material, a geometria do recipiente e outras variáveis, pode-se calcular quanto material está atualmente dentro do recipiente. Uma vez que a célula de carga não precisa estar em contato com o material, este método de medição de nível é particularmente adequado para aplicações contendo meios agressivos, com vapor, espumosos ou empoeirados.
O processo de escolha de uma célula de carga
A escolha da célula de carga a ser usada é um processo de várias etapas que envolve vários fatores. Certamente, a faixa de medição, precisão, linearidade, histerese e repetibilidade da célula de carga são importantes, mas há outras variáveis importantes a se manter em mente – aquelas que os clientes nem sempre consideram e podem significar a diferença entre resultados bem-sucedidos e desempenho decepcionante.
Ao recomendar uma célula de carga, os especialistas em força da WIKA Brasil também observam as características da carga, o ambiente da aplicação e a localização da célula de carga no mecanismo.
1. Características de carga
A natureza da carga e como ela irá interagir com a célula de carga ajudam a determinar o tipo de célula de carga a ser usado. A seguir estão algumas das perguntas que nosso especialista irá fazer:
- Que tipo de carga está sendo medida – flexão, compressão, tensão ou cisalhamento?
- Que tipo de conexão mecânica é necessária?
- A condição de carregamento será centrada ou não?
- O carregamento é estático (constante), dinâmico (ocorrendo em segundos ou milissegundos) ou de impacto (acelerando e parando abruptamente)?
Mini célula de carga de compressão, modelo F1224
Essas questões são importantes porque podemos recomendar soluções para mitigar os efeitos de certos tipos de cargas. Por exemplo, uma bola de boliche de cinco libras colocada suavemente em uma balança é um carregamento estático e não sobrecarrega a estrutura da célula de carga. No entanto, a mesma bola lançada de uma altura de um metro pode criar mais de 1.000 libras de força. Este é o carregamento dinâmico e irá danificar as células de carga não projetadas para suportar tanta força.
Para as cargas dinâmicas de um cliente, mitigaríamos os efeitos – dentro do reino do que é fisicamente possível – com diferentes designs da estrutura da célula de carga e usando uma célula de carga de compressão como a F1224.
2. Fatores ambientais
Onde está a localização física da aplicação? As células de carga ficarão em ambientes fechados, onde são protegidas? Ou estarão do lado de fora, constantemente expostos à umidade e bastante poeira, temperatura flutuante e calor ou frio extremos? Essas e outras condições ambientais podem afetar o comportamento da célula de carga.
Transdutor de força de tensão / compressão, modelo F2226
Novamente, nossos especialistas recomendariam soluções para atenuar esses fatores. Por exemplo, as células de carga para uso externo devem ser feitas de materiais com alta resistência à corrosão pela água e ter uma classificação de proteção de entrada (IP) mais alta. Além disso, como a tecnologia de célula de carga é baseada no circuito da ponte de Wheatstone, a temperatura tem um efeito significativo na resistência da ponte e afetará a medição da força.
Portanto, células de carga com compensação de temperatura, como o transdutor de força de tensão / compressão F2226, são essenciais em ambientes sujeitos a flutuações de temperatura. Todas as células de carga WIKA possuem compensação de temperatura.
3. Localização da célula de carga
O equipamento de força vem em uma variedade de tamanhos e conjuntos. Como as células de carga são integradas ao equipamento, elas precisam ter um determinado tamanho e geometria – tudo dependendo de quanto espaço está disponível e como esse espaço disponível está configurado.
A localização também determinará quais tipos de células de carga são mais adequados. Por exemplo, leitos hospitalares de alta tecnologia podem usar uma variedade de células de carga. Se montá-los entre cada roda giratória e seu ponto de fixação embaixo da cama, use vigas de tensão / vigas de cisalhamento. Mas quando a célula de carga for instalada entre a estrutura da cama inferior e superior, as células planas (planas) são melhores.
Nota
Mais informações sobre nossos instrumentos de força podem ser encontradas no site da WIKA. Se você tiver alguma dúvida, seu contato WIKA terá prazer em ajudá-lo.