انتخاب صحیح لودسل یکی از مهم‌ترین مراحل طراحی و اجرای یک سیستم توزین صنعتی است. بسیاری از مشکلاتی که در پروژه‌های توزین مشاهده می‌شود، مانند ناپایداری وزن، خطای اندازه‌گیری، افت دقت و حتی خرابی تجهیزات، به دلیل انتخاب نادرست لودسل یا عدم توجه به شرایط واقعی پروژه رخ می‌دهد.

در نگاه اول ممکن است انتخاب لودسل تنها به ظرفیت آن محدود شود، اما در عمل پارامترهای مختلفی مانند نوع لودسل، دقت، شرایط محیطی، نحوه نصب و تجهیزات جانبی نیز نقش بسیار مهمی در عملکرد نهایی سیستم دارند.

اگر قصد دارید برای یک مخزن، سیلو، دستگاه بسته‌بندی، باسکول صنعتی، سیستم بچینگ یا تجهیزات تست نیرو لودسل انتخاب کنید، این راهنما می‌تواند به شما کمک کند. اگر نیاز دارید در رابطه با لودسل مطالعه داشته باشید در مقاله قبلی تحت عنوان ” لودسل چیست؟ نحوه عملکرد، انواع و کاربرد Load Cell در صنعت“به آن پرداختیم.

مهم‌ترین پارامترهای انتخاب لودسل

قبل از انتخاب Load Cell باید این 10 پارامتر را بررسی کنید:

1- ظرفیت لودسل (Capacity)

2- نوع لودسل

3- دقت و کلاس اندازه‌گیری

4- شرایط محیطی

5- درجه حفاظت (IP)

6- جنس بدنه

7- نوع خروجی

8- محدوده دمای کاری

9- نحوه نصب مکانیکی

10- تجهیزات جانبی سیستم توزین

1- ظرفیت لودسل (Capacity)

اولین و مهم‌ترین پارامتری که باید مشخص شود ظرفیت مورد نیاز سیستم است. متأسفانه یکی از اشتباهات رایج در پروژه‌های صنعتی این است که فقط وزن مواد داخل مخزن محاسبه می‌شود و وزن سازه، مخزن یا تجهیزات جانبی در نظر گرفته نمی‌شود. در واقع لودسل باید مجموع وزن کل سیستم را تحمل کند.

فرمول محاسبه ظرفیت لودسل

ظرفیت هر لودسل از رابطه زیر به دست می‌آید:

ظرفیت هر لودسل =  تعداد لودسل‌ها ÷ ((وزن مخزن + حداکثر وزن مواد) × ضریب دینامیکی × ضریب اطمینان)​

مثال محاسباتی:

وزن مخزن: 1000 کیلوگرم، حداکثر وزن مواد: 4000 کیلوگرم، تعداد لودسل: 4 عدد، ضریب دینامیکی: 1.2، ضریب اطمینان: 1.5

ظرفیت هر لودسل =4  ÷ ((1000 + 4000) × 1.2 × 1.5)               ظرفیت هر لودسل = 2250 کیلوگرم                       ظرفیت پیشنهادی هر لودسل: 3 تن

اینفوگرافیک فرمول محاسبه ظرفیت لودسل بر اساس وزن مخزن، وزن مواد، ضریب دینامیکی، ضریب اطمینان و تعداد لودسل‌ها

2- نوع لودسل

نوع کاربرد مشخص می‌کند که چه نوع لودسلی باید انتخاب شود. امروزه چهار نوع لودسل بیشترین کاربرد را در صنعت دارند:

لودسل فشاری: برای مخازن، سیلوها، باسکول‌های سنگین، راکتورها مناسب است.

لودسل کششی : برای جرثقیل‌ها، سیستم‌های توزین آویز، تست کشش استفاده می‌شود.

لودسل خمشی: یکی از پرکاربردترین مدل‌ها در دستگاه‌های بسته‌بندی، خطوط تولید، ماشین‌آلات صنعتی است.

لودسل تک نقطه‌ای: ترازوها، سیستم‌های پرکن، تجهیزات توزین دقیق کاربرد دارد.

3- دقت و کلاس اندازه‌گیری

نحوه بررسی دقت لودسل در سیستم‌های توزین

انتخاب ظرفیت مناسب لودسل تنها یکی از مراحل طراحی سیستم توزین است. پس از تعیین ظرفیت لودسل، باید بررسی شود که دقت لودسل برای کاربرد مورد نظر مناسب است یا خیر. در بسیاری از پروژه‌های صنعتی، ظرفیت لودسل به درستی انتخاب می‌شود اما به دلیل عدم توجه به دقت و تعداد تقسیمات، سیستم توزین به دقت مورد انتظار دست پیدا نمی‌کند.

تعداد تقسیمات چیست؟

تعداد تقسیمات (Divisions) نشان می‌دهد که سیستم توزین می‌تواند محدوده اندازه‌گیری خود را به چند بخش مجزا تقسیم کند. هرچه تعداد تقسیمات بیشتر باشد، دقت اندازه‌گیری نیز بالاتر خواهد بود. فرمول محاسبه تعداد تقسیمات مورد نیاز به صورت زیر است:

تعداد تقسیمات مورد نیاز = ظرفیت کل سیستم ÷ کوچک‌ترین وزن قابل تشخیص

مثال محاسباتی

فرض کنید یک مخزن دارای مشخصات زیر باشد:

• ظرفیت کل سیستم: 5000 کیلوگرم
• دقت مورد نیاز: 1 کیلوگرم

در این حالت:

تعداد تقسیمات مورد نیاز = 5000 ÷ 1

تعداد تقسیمات مورد نیاز = 5000 تقسیم

این بدان معناست که لودسل و نمایشگر توزین باید توانایی پشتیبانی حداقل 5000 تقسیم را داشته باشند.

کلاس دقت لودسل

سازندگان لودسل معمولاً دقت محصولات خود را بر اساس استاندارد OIML R60 و در قالب کلاس‌های مختلف ارائه می‌کنند. رایج‌ترین کلاس‌های دقت عبارت‌اند از: C3، C4، C5، C6 هرچه عدد کلاس بالاتر باشد، تعداد تقسیمات قابل پشتیبانی و دقت لودسل بیشتر خواهد بود.

رابطه تعداد تقسیمات و انتخاب لودسل

برای انتخاب صحیح لودسل باید شرط زیر برقرار باشد:

تعداد تقسیمات مورد نیاز ≤ تعداد تقسیمات مجاز لودسل

در صورتی که تعداد تقسیمات مورد نیاز از ظرفیت دقت لودسل بیشتر باشد، سیستم قادر به دستیابی به دقت مورد انتظار نخواهد بود؛ حتی اگر ظرفیت لودسل به درستی انتخاب شده باشد.

نکات مهم در انتخاب دقت لودسل

• برای مخازن و سیلوهای صنعتی معمولاً لودسل کلاس C3 یا C4 مناسب است.
• در سیستم‌های بچینگ و فرمولاسیون که دقت بالاتری نیاز است، استفاده از کلاس C4 یا C5 توصیه می‌شود.
• برای کاربردهای آزمایشگاهی و فرآیندهای بسیار دقیق، لودسل‌های با کلاس دقت بالاتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• علاوه بر لودسل، نمایشگر یا اندیکاتور توزین نیز باید توانایی پشتیبانی از تعداد تقسیمات مورد نیاز را داشته باشد

4- شرایط محیطی

یکی از مهم‌ترین مواردی که هنگام انتخاب لودسل باید بررسی شود، شرایط محیطی محل نصب است. سؤالات زیر را از خود بپرسید:

• آیا محیط مرطوب است؟
• آیا تجهیزات شستشو می‌شوند؟
• آیا مواد شیمیایی وجود دارد؟
• آیا نصب در فضای باز انجام می‌شود؟
• آیا گردوغبار صنعتی وجود دارد؟

در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی معمولاً از لودسل‌های استنلس استیل استفاده می‌شود.

5- درجه حفاظت (IP)

درجه حفاظت یا IP مشخص می‌کند لودسل تا چه اندازه در برابر آب و گردوغبار مقاوم است. رایج‌ترین درجات حفاظتی عبارت‌اند از:

• IP65
• IP67
• IP68
• IP69K

در محیط‌های صنعتی سنگین و شرایط شستشوی مداوم، معمولاً IP68 و IP69K توصیه می‌شود.

6- جنس بدنه لودسل

جنس بدنه تأثیر مستقیمی بر طول عمر و مقاومت مکانیکی سنسور دارد. رایج‌ترین متریال‌ها:

آلومینیوم: سبک، اقتصادی، مناسب کاربردهای عمومی

فولاد آلیاژی: مقاومت مکانیکی بالا، مناسب محیط‌های صنعتی

استنلس استیل: مقاوم در برابر رطوبت، مقاوم در برابر خوردگی، مناسب صنایع غذایی و دارویی

7- نوع خروجی لودسل

بیشتر لودسل‌ها خروجی mV/V دارند و برای استفاده نیاز به تجهیزات پردازش سیگنال خواهند داشت. در سیستم‌های صنعتی معمولاً خروجی لودسل به: کنترلر وزن صنعتی یا ترانسمیتر وزن متصل می‌شود. این تجهیزات سیگنال ضعیف لودسل را دریافت کرده و به PLC یا سیستم مانیتورینگ منتقل می‌کنند.

8- محدوده دمای کاری

تمام لودسل‌ها دارای محدوده دمای کاری مشخص هستند. اگر دمای محیط خارج از محدوده مجاز باشد ممکن است:

• خطای اندازه‌گیری افزایش یابد.
• پایداری سیستم کاهش پیدا کند.
• طول عمر سنسور کم شود.

به همین دلیل در محیط‌های دارای دمای بالا یا پایین باید این پارامتر به دقت بررسی شود.

9- نحوه نصب مکانیکی

بسیاری از خطاهای توزین به دلیل انتخاب اشتباه لودسل نیست، بلکه به دلیل نصب غیر اصولی آن است. در زمان نصب باید:

• بار به صورت عمودی اعمال شود.
• نیروهای جانبی حذف شوند.
• سازه کاملاً تراز باشد.
• کابل تحت کشش قرار نگیرد.
• از کیت نصب مناسب استفاده شود.

10- تجهیزات جانبی سیستم توزین

عملکرد سیستم توزین تنها به لودسل وابسته نیست. برای دستیابی به اندازه‌گیری دقیق معمولاً از تجهیزات زیر استفاده می‌شود:

• کنترلر وزن
• نمایشگر وزن
• ترانسمیتر وزن
• Junction Box
• تجهیزات مانیتورینگ

برای مشاهده تجهیزات توزین صنعتی می‌توانید از محصولات پارس مگا از جمله کنترلرهای وزن و ترانسمیترهای وزن  بهره مند شوید.

اشتباهات رایج در انتخاب لودسل

در بسیاری از پروژه‌های صنعتی، خطاهای زیر مشاهده می‌شود، این موارد معمولاً باعث کاهش دقت و پایداری سیستم توزین می‌شوند.:

• انتخاب ظرفیت کمتر از نیاز واقعی
• نادیده گرفتن وزن مخزن
• انتخاب اشتباه نوع لودسل
• عدم توجه به شرایط محیطی
• انتخاب IP نامناسب
• نصب غیر اصولی
• استفاده نکردن از کنترلر وزن مناسب

تجربه عملی در پروژه‌های صنعتی

در پروژه‌های توزین مخازن، سیستم‌های بچینگ، دستگاه‌های بسته‌بندی، خطوط تولید و تجهیزات تست نیرو مشاهده شده است که دو عامل بیشترین تأثیر را بر موفقیت سیستم دارند:

1. انتخاب صحیح ظرفیت و نوع لودسل
2. نصب اصولی و مکانیکی صحیح

در بسیاری از مواردی که کاربران تصور می‌کنند لودسل خراب شده است، مشکل اصلی به نصب نادرست یا انتخاب اشتباه ظرفیت بازمی‌گردد. به همین دلیل توصیه می‌شود قبل از انتخاب لودسل، شرایط مکانیکی و فرآیندی پروژه به طور کامل بررسی شود.

جمع‌بندی

انتخاب لودسل مناسب تنها به ظرفیت آن محدود نمی‌شود. نوع کاربرد، دقت، شرایط محیطی، درجه حفاظت، دمای کاری، نحوه نصب و تجهیزات جانبی همگی روی عملکرد نهایی سیستم توزین تأثیر مستقیم دارند.

اگر لودسل به درستی انتخاب شود و در کنار یک کنترلر وزن یا ترانسمیتر وزن مناسب قرار گیرد، می‌توان به یک سیستم توزین دقیق، پایدار و قابل اعتماد دست پیدا کرد.