jueves, 20 de diciembre de 2012

Tomar medidas con células de carga (II)

El segundo ejemplo trata de una báscula de 4 células de carga, es un montaje habitual, con una plataforma que tiene una célula en cada una de sus esquinas.

Para este montaje utilizaremos el modelo de célula de carga CTA1; se trata de una célula de carga que abarca capacidades entre 400 y 2000 kg y ofrece una gran fiabilidad ya además de fabricarse en acero inoxidable,  viene completamente soldada, con un grado de estanqueidad IP68, con lo que prácticamente puede trabajar bajo el agua.
Pensando en montar una báscula de hasta 3000 kg, colocaremos 4 células de carga CTA1 de 1500 kg.

Necesitaremos también los apoyos, estos serán 4 pies adecuados al modelo, utilizaremos unos pies inoxidables de métrico 12.
Una vez montadas las cuatro células de carga, una en cada esquina, los cables de las mismas se juntan en una caja de conexiones llamada caja suma. Dentro de esta caja hay un circuito con cuatro potenciómetros que permite ajustar las diferencias mecánicas de la estructura a fin de que las cuatro esquinas den el mismo valor de peso.

De la caja suma saldrá un cable hacia el indicador de peso. Podemos utilizar un indicador con impresora, por ejemplo el indicador VN1, que permite hacer un ticket personalizado con los valores de las distintas pesadas.



 A partir de aquí hay que realizar el ajuste del equipo, para ello hará falta un peso conocido (una pesa calibrada). Senel Technologies ofrece el servicio de ajuste del equipo, entregandolo al cliente con el conector soldado y listo para pesar.






miércoles, 4 de julio de 2012

Tomar medidas con células de carga (I)

En este artículo vamos a comentar de un modo práctico como tomar medidas con una célula de carga.

Utilizaremos para ello dos ejemplos, el primero será tomar la medida de la presión que realiza un cilindro neumático (o hidraúlico)

El primer dato a conocer es la fuerza máxima capaz de desarrollar el cilindro en cuestión. Este valor se multiplicará por un factor de seguridad de 2.

En el caso que nos ocupa, trabajamos sobre un cilindro capaz de hacer una fuerza equivalente a 50 kg, con el factor de seguridad buscamos una célula de carga de 100 kg, puede ser una SX1 de 100 kg.

Para adaptarla al vástago del cilindro utilizamos la rosca de M8; seguramente habrá que hacer una pieza para acoplar la célula de carga al cilindro.

A continuación habrá que elegir un equipo de pesaje; imaginamos para esta operación solo nos interesa la lectura del peso, con lo que con un equipo peso tara hay suficiente.

Se puede elegir aquí entre varios equipos: de sobremesa, para empotrar, para armario eléctrico (en carril din), etc

Para esta aplicación escogemos un indicador de peso VN1, equipo estandart de Senel Technologies



Queda el conexionado, el indicador viene con un conector DB9, la célula de carga con un cable de 4 colores y malla.

Para realizar el conexionado seguir las instrucciones de este cuadro (incluido en el manual del ususario del indicador VN1)

 A partir de aquí hay que realizar el ajuste del equipo, para ello hará falta un peso conocido (una pesa calibrada). Senel Technologies ofrece el servicio de ajuste del equipo, entregandolo al cliente con el conector soldado y listo para pesar.

 




Código de colores en células de carga

Las células de carga son puros transductores de fuerza, habitualmente montan 4 bandas extensométricas en forma de puente de Wheastone.




Vin es la conexión de entrada, en las células del fabricante Senel Technologies corresponde a los colores Rojo y Negro, Rojo entrada positiva y Negro entrada Negativa

Vb es la salida de la célula de carga.  La salida es proporcional a la carga aplicada, de tal modo que sin carga, la célula de carga da una salida en el entorno del cero, mientras que a plena carga, la salida típica es de 2 mili V por V de entrada; de ese modo con una tensión de entrada de 10V, a plena carga la salida es de 20 mili V. Respecto a los colores, el verde es la salida positiva y el blanco la salida negativa.

La malla va a tierra

miércoles, 6 de junio de 2012

Células de carga con protección IP68 o IP69k

El grado de protección o estanqueidad IP, se define como un sistema de clasificación formado por 2 dígitos. El que corresponde al IP 68, teóricamente el mayor de la escala, debería soportar:

El equipamiento eléctrico / electrónico debe soportar (sin filtración alguna) la inmersión completa y continua a la profundidad y durante el tiempo que especifique el fabricante del producto con el acuerdo del cliente, pero siempre que resulten condiciones más severas que las de soportar (sin filtración alguna) la inmersión completa a 1 metro durante 30 minutos.

En el caso del IP 69K, es aún más restrictivo que el IP68, en condiciones más duras, habitualmente en ambientes de mayor presión.

Actualmente para conseguir los grados de estanqueidad IP68 en células de carga, lo que se hace es proteger la entrada de cable con un prensaestopas de alta calidad y el cerrado de la célula de carga se realiza con micro soldadura láser, creando un compacto cuerpo de acero inoxidable.

Para garantizar el grado aún más restrictivo, el IP69K, el procedimiento empleado es añadir un protección interna, habitualmente un recubrimiento de silicona de alta adherencia. Esto forma una doble capa protectora frente a los elementos externos, hasta incluso con un incremento de la presión.

En estos momentos, Senel Technologies dispone de varias células de carga que pueden servirse en IP68 o IP69K.

En el modo de Tracción / Compresión hay la célula de carga SX-3, (ficha técnica) que opcionalmente puede entregarse soldada

En el modo de flexión, los modelos de célula de carga FLE1 y FLE2 disponen, de serie, de un fuelle inoxidable soldado que garantiza su estanqueidad. En este caso se puede solicitar también el grado IP69K.

En el modo de cortadura existe el modelo de célula de carga CTA1, de 400 a 2000 kg, completamente soldada ya de serie, y el modelo CT2 de 2000 a 4000 kg, que se puede solicitar IP68 opcionalmente.

El modelo de célula de carga C150, de compresión de alta capacidad, de 10.000 kg a 50000 kg, se entrega completamente soldado, y con una protección interna en silicona de alta adherencia. 

Los modelos de doble cortadura, como el modelo de célula de carga DC1, también se pueden solicitar, como opción, en estanqueidad IP68



jueves, 17 de mayo de 2012

Efectos de la excentricidad en básculas monocélula

Las células de carga que se utilizan en básculas y balanzas monocélulas están expuestas a unos particulares errores de excentricidad.
Las células monoplato se acostumbran a montar en el centro de la plataforma, descansando el plato, que puede llegar a medidas de 800 x 800 mm. De ese modo, mecánicamente no es lo mismo aplicar la carga en el centro de la célula de carga que en una de las esquinas del plato, ya que hay un efecto de palanca sobre la célula de carga.
La calidad del acero con el que se mecanizan las células de carga y el diseño de las mismas permiten que mediante un proceso de mecanizado especial se ajuste este error, habitualmente llamado de excentricidad. Es muy importante este ajuste de excentricidad, para que de ese modo se consiga que un peso encima de la plataforma dé siempre el mismo valor indistintamente de su posición en la misma.
Célula de carga monoplato, con ajuste de excentridad

En el caso de las básculas multicélula no hay este problema, ya que la caja suma permite el ajuste final de los errores de excentricidad en la báscula, mediante el uso de los potenciómetros, uno por célula.
Caja suma para cuatro células de carga



Aquí tenéis un link a las células de carga monoplato suministradas por Senel Technologies Células de carga

miércoles, 16 de mayo de 2012

Tipos de Células de carga

Hoy haremos una pequeña clasificación de células de carga, esta vez según su morfología.
En este caso podemos dividir las células de carga en distintos grupos:
Células Monoplato:
También llamadas monocélula.
El sistema interno de trabajo de las bandas extensométricas es a flexión.
Son las que se utilizan en balanzas y pequeñas plataformas con platos de dimensiones inferiores a los 800 x 800 mm. Las capacidades oscilan entre los 4 kg y los 1000 kg.  Se monta una sola célula por báscula o balanza, normalmente en el centro de la misma. Algunos ejemplos de este tipo de células de carga podría ser los modelos Célula de carga MNB, Célula de carga MNC, Célula de Carga MN6, Célula de Carga MN8, Célula de Carga MN10
Célula de carga monoplato MN10
 Células de cortadura simple:
Se acostumbran a montar en básculas de 2 o más células de carga. El funcionamiento interno es a cortadura.
En este caso soportan capacidades más grandes, hasta los 5000 kg. Las células se conectan entre ellas mediante la caja suma, de la que sale un solo cable al indicador de peso.
Estas células, con los correspondientes módulos de pesaje antivuelco también se montan en silos, tolvas, depósitos, etc.

En la imagen una CTA1 con el modulo de pesaje antivuelco para una de estas aplicaciones
 
Algunos ejemplos de estos tipos de células de carga pueden ser los modelos Célula de carga CTA1, Célula de carga CT1 y CT2Célula de carga de fuelle FLE1 y FLE2

célula de carga de cortadura CT1A

Célula de Carga de Doble Cortadura

Es el mismo caso que las anteriores, para básculas multicélula; con la diferencia de que pueden soportar cargas mayores. Internamente montan el doble de bandas extensométricas, permitiendo hasta cargas de 50000 kg.
Por ejemplo tenemos la Célula de carga DC1, y la Célula de Carga DC2
Tambien se pueden montar con módulos antivuelco.
Células de Tracción - Compresión:
Este tipo de células, tambien llamadas S, funcionan tanto a tracción como a compresión. Internamente acostumbran a funcionar a cortadura y se pueden encontrar en capacidades entre 30 kg y 10000 kg. Las aplicaciones típicas son desde su montaje en cilindros, ganchos, tirantes, etc.
Como ejemplo tenemos: Célula de carga SX1, Célula de carga SX2 y SX3
célula de carga SX3
Células de compresión de alta capacidad:

A partir de 10000 kg las células idoneas para trabajar en compresión son las de compresión de alta capacidad, que pueden alcanzar los 60000 kg. Este es el caso de la célula de carga C150 . Internamente no funciona con bandas extensométricas de cortadura, sino con unas especiales de compresión. A este tipo de células de carga también se las llama de columna, por su forma interna.

Célula de carga C150 a compresión






miércoles, 2 de mayo de 2012

Como medir la fuerza de un sistema hidraúlico

En este caso vamos a comentar como se mide la fuerza que hace un sistema hidraúlico o neumático, básicamente tomando como elemento aplicador de la fuerza un cilindro hidraúlico.
Hay un artículo muy interesante en la web que hace un análisis comparativo de la célula de carga frente al transductor de presión, las ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos.


Problemas al usar un transductor de
presión
Parte de la presión en un sistema hidráulico no tiene
NADA que ver con la carga que se aplica a la probeta.
Mover el cilindro requiere cierta presión hidráulica para
superar la fricción entre el pistón y el cilindro. Elevar el
pistón fuera del cilindro puede requerir una importante
cantidad de presión. El peso del mismo aceite crea presión
en el sistema. Esta presión aumenta con cada carrera del
actuador. La presión procedente de estas fuentes crea errores
en la indicación de la carga. Esto puede elevar la lectura
calibrada más baja (a veces hasta un 10% de la capacidad).
Por tanto, las máquinas que utilizan transductores de presión
deben diseñarse de forma que intenten eliminar dichos
errores inherentes a la medición de la carga.




Resumen y conclusiones
 
Sistemas con transductores de presión
- Miden la carga indirectamente a partir de la presión del aceite
hidráulico en el cilindro

- NO utilizan sellos del pistón y son propensos a las fugas y a la
contaminación del aceite hidráulico

- Más piezas y ajustes: ¿Podría esto significar más costes de mantenimiento?
- La exactitud de la carga a lo largo de toda la carrera de la máquina
debe cuestionarse:
¿El conjunto de cadenas y cámaras proporciona el desplazamiento
adecuado en toda la carrera?
¿La lubricación mitiga adecuadamente la fricción en toda la carrera?
 

Sistemas con célula de carga
- Miden la carga directamente con una célula de carga
- El sistema está sellado y, por tanto:
No tiene fugas de aceite
Está protegido contra la contaminación del aceite
Tiene menos piezas y ajustes: esto podría significar menos
costes de mantenimiento
- La exactitud de la carga es igual durante toda la carrera
de la máquina, ya que la carga se mide independientemente
de la presión hidráulica



Para leer todo el documento aquí tenéis el link: celulas de carga frente a transductores de presión

En nuestro caso el modelo de célula de carga más utilizado para estas aplicaciones es el modelo SX, en sus variables SX1, SX2 o SX3, dependiendo de la carga a medir, entre 30 kg y 10000 kg de fuerza.


Estas células de carga trabajan igual a compresión que a tracción. Las fichas técnicas las podéis encontrar en la página de Senel Technologies S.A. concretamente aquí:

Modelo SX1 de 30 a 150 kg: http://www.senel.es/senelweb/sx1.php

Modelo SX2 y SX3 de 300 a 10000 kg : http://www.senel.es/senelweb/sx2.php

En el momento de solicitar una célula de carga para una aplicación de este tipo, es importante pensar que ésta debe trabajar como mucho a un 50% de la carga máxima de la misma, o si es posible calcular un coeficiente de seguridad aún más bajo.