بدون اغراق باید گفت اگر لودسل به شکل کنونی توسعه نیافته بود بسیاری از صنایع با مشکلات جدی مواجه میشدند.
لودسل هسته اصلی توزین در یک ابزار اندازه گیری وزن است. این تجهیز بر اساس تبدیل تغییرات اندازه به سیگنال الکتریکی کار میکند. لودسلها دارای تنوع طراحی، کاربردی و شرکتهای تولیدی هستند که برای شناخت آنها شما را دعوت میکنیم این مقاله را مطالعه کنید.
تاریخچه لودسل
در سال ۱۸۴۳ یک فیزیکدان انگلیسی به نام سر چارلز ویتستون با طراحی یک مدار پل مقاومت های الکتریکی را اندازهگیری کرد و بعد از آن “پل وتستون” رایج شد.
این مدار پل برای اندازهگیری تغییرات مقاومتی در کرنش سنجها (استرینگیجها) مورد استفاده قرار گرفت و خیلی زود در آزمایشگاهها محبوبیت زیادی پیدا کرد، این محبوبیت باعث شد در دهه ۱۹۴۰ اولین مقاومت سنج سیمی ساخته شود.
توسعههای صورت گرفته در کرنش سنجها قابلیت اندازه گیری هر تغییر اندازهای و مطالعه رفتار مواد را فراهم ساخت تا در نهایت تغییرات اندازه قطعات در ساختار مکانیکی قابل اندازه گیری شد و لودسل ها مستقلا تولید شدند.
بعد از آن و با هر گام پیشرفت در اندازه گیری تغییر شکل، لودسل ها هم به سنسورهای پیشرفته مجهز شدند و رفته رفته کارایی بسیار بالایی در صنعت توزین پیدا کردند. امروزه و با پیشرفتهای قابل توجه به دست آمده، همچنان مطالعه رفتار لودسلها بابت بهبود کارایی و افزایش دقت آنها به قوت خود باقی مانده است و هر سال در حال مشاهده تغییرات فناورانه در این محصول هستیم.
لودسل ها علاوه بر استفاده برای اندازهگیری کرنش، برای اندازهگیری کمیتهای زیادی که میتوانند به کرنش مرتبط باشند، مانند نیرو، فشار، شتاب و گشتاور استفاده میشوند. توسعه سریع این حسگرها به دلیل قابلیت اتصال به یک مدار الکتریکی صورت گرفت، چرا که کرنش به یک سیگنال تبدیل میشود که با استفاده از دیگر تجهیرات این سیگنال قابلیت اندازه گیری عددی دارد.
نصب و نگهداری لودسل
لودسل ابزاری است که نیرو (معمولاً نیروی گرانشی از جسمی که وزن میشود) را به فشار تبدیل میکند و سپس میتواند توسط یک کرنش سنج به سیگنال الکتریکی تبدیل شود. یک لودسل اصولا با توجه به کاربری (ترازو فروشگاهی، ترازو صنعتی، باسکول، باسکول جاده ای و …) در مدلهای مختلفی طراحی میشوند. انتخاب مدل های لودسل، برند آن و تعداد لودسلی که بایستی در یک سیستم توزین بهکار گرفته شود همگی به کارکرد ابزار توزین بستگی دارد.
در مورد تعمیر و نگهداری هم بایستی به طور منظم و دوره ای اطمینان حاصل شود که گرد و غبار لودسل و محفظه آن کثیف نگردد که تغییر شکل ودسل دچار اختلال نشود.
در مورد برخی موارد مانند باسکول می توان از سیستم های توزین با استفاده از چند لودسل استفاده کرد که قرائت هر سلول به صورت الکترونیکی از طریق یک جعبه اتصال (جانکشن باکس) که میتواند تا ۱۰ لودسل را به هم متصل کند، جمع آوری شود.
نصب و نگهداری لودسل علاوه بر اینکه بر خود لودسل تمرکز داشته باشد بایستی دربرگیرنده نمایشگر هم که مستقیما با لودسل در تماس است باشد. به عنوان یک امر ضروری، کل تجهیزاتی که توزین را انجام میدهند بایستی مرتبا سرویس شوند و تمامی اجزا در کنار همدیگر عملکرد خوبی داشته باشند.
انواع متداول لودسل
لودسل ها با توجه به جهت کرنش صورت گرفته و انتظاری که از کاربری تجهیز توزین وجود دارد در مدلهای مختلفی طراحی میشوند. هر مدل از این لودسلها برای یک یا چند موقعیت کاربرد دارند که در ادامه انواع لودسلها و کاربرد آنها ذکر شده است.
لودسل های تک نقطه ای
لودسل های تک نقطه ای رایج ترین نوع لودسل موجود در بازار امروزی هستند. آنها توانایی اندازه گیری نیروهای گریز از مرکز را دارند و قابلیت اطمینان و دقت بالایی ارائه میدهند.
ترازو شمارنده، ترازو فروشگاهی، پرکننده کیسه، توزین پزشکی، بسته بندی و توزین صنعتی از جمله کاربردهایی است که لودسل تک نقطه ای قابل استفاده است.
لودسل های برشی
لودسل های برشی اغلب برای توزین اقلام کوچک و توزین حین فرآیند کاربرد دارند. آنها بسیار مقرون به صرفه هستند و برخی از مدل های آن در برابر خوردگی مقاوم هستند و برای کار در محیط های شیمیایی مناسب هستند.
لودسل های خمشی
لودسل های خمشی در کاربردهایی که نیاز به چند لودسل است مانند توزین مخزن و کنترل فرآیند صنعتی استفاده میشوند. این لودسل ها همچنین در کاربردهای توزین استاتیک و دینامیک به خوبی عمل میکنند.
لودسل های نوع S
نام گذاری لودسل های نوع S به دلیل طراحی شکل آن است. این لودسل ها عملکرد عالی در هر دو حالت کششی و فشاری دارند که همین امر کارایی آنها را به شدت افزایش داده است.
لودسل نوع S دارای استقامت بالا و اندازه نسبتا کوچکی است که آنها را برای نصب در محیط های کوچک مناسب میکند.
توزین مخزن، تبدیل ترازو مکانیکی به الکتریکی، نظارت بر سطح و موجودی مخازن بر اساس وزن از جمله کاربردهای این لودسل است.
لودسل فشاری
لودسل فشاری توانایی تحمل وزن بالایی دارد و به دلیل دقت بالا کاملا در صنعت توزین شناخته شده است. این مدل لودسل به صورت ویژه برای کاربردهای صنعتی که قابلیت اطمینان بالایی نیاز دارد مناسب هستند.
این لودسل ها به طور گسترده برای باسکول های صفحه ای و باسکول جاده ای کاربرد دارند.
مکانیزم سنسورهای لودسل
البته لودسل ها را علاوه بر مدل طراحی، میتوان بر اساس مکانیزم کارکردی هم دسته بندی کرد. که در این صورت انواع آنها عبارتاند از:
لودسل پنوماتیکی
لودسل پنوماتیکی بر اساس تغییرات فشار هوا و جابجایی نازل عمل میکند. فشار هوا به یک دیافراگم اعمال میشود و از طریق نازلی که در پایین لودسل قرار گرفته است خارج میشود. انحراف دیافراگم بر جریان هوا بر نازل و همچنین فشار داخل محفظه تأثیر میگذارد و ثبت تغییرات فشار با استفاده از فشارسنجی که در داخل لودسل تعبیه شده است قابلیت اندازه گیری را فراهم میسازد.
لودسل هیدرولیکی
لودسل هیدرولیکی از آرایش پیستون و سیلندر معمولی طراحی شده است که پیستون در یک دیافراگم الاستیک نازک قرار دارد اما با لودسل تماس پیدا نمیکند. توقف های مکانیکی هنگامیکه فشار از حد معینی فراتر می رود و بیش از حد به دیافراگم فشار وارد میشود تعبیه شده است تا از فشار بالا به دیافراگم جلوگیری کند.
این لودسل ها کاملاً با روغن پر شده و هنگامی که فشار بر روی پیستون اعمال میشود، حرکت پیستون و دیافراگم منجر به افزایش فشار روغن میشود. سپس این فشار از طریق یک شیلنگ فشار قوی به فشار سنج هیدرولیک منتقل میشود. بعد از آن لوله فشار سنج و عذذ فشار را روی صفحه ثبت میکند. از آنجایی که این سنسور فاقد اجزای الکتریکی است، برای استفاده در مناطق پرخطر بسیار ایده آل است.
کاربردهای معمولی لودسل هیدرولیک شامل توزین مخزن، سطل و قیف است. به عنوان مثال، یک لودسل هیدرولیک در برابر ولتاژهای گذرا (رعد و برق) مصون است و برای کار در محیطهای بیرونی گزینه مناسبتری است.
این مکانیزم در مقایسه با دیگر لودسل ها گران تر و پرهزینه تر بوده کع توصیه میشود تنها در موارد خاص از آن استفاده شود.
لودسل پیزوالکتریک
لودسل های پیزوالکتریک بر اساس همان اصل تغییر شکل لودسل های کرنش سنج کار میکنند، اما یک ولتاژ خروجی متناسب با تغییر شکل لودسل توسط ماده پیزوالکتریک تولید میشود. این لودسل ها برای اندازه گیری تغییر شکلهای دینامیکی مکرر مفید هستند.
کارکرد پیزوالکتریک در این لودسل به صورت دینامیکی است، یعنی خروجی الکتریکی تابع ضربه است و ایستا نیست. خروجی ولتاژ تنها زمانی مفید است که کرنش در حال تغییر باشد و مقادیر استاتیکی اندازه گیری نشود. با این حال، بسته به مدل لودسل میتوان تغییرات “شبه استاتیک” را هم ثبت کرد.
یکی از مزیت های لودسل های پیزوالکتریک دسترسی به محدوده اندازه گیری بالا است. کاربران میتوانند یک لودسل با حداکثر ظرفیت اندازه گیری ۶۰ تن انتخاب کنند و از آن برای اندازه گیری یک شی چند کیلوگرمی با همان نسبت سیگنال به نویز استفاده کنند.
کالیبراسیون لودسل
لودسل ها بخشی جدایی ناپذیر از اکثر سیستم های توزین در صنایع صنعتی، هوافضا و خودروسازی هستند که در استفاده روزانه دوام میآورند. با گذشت زمان، لودسلها جابجا میشوند، مستهلک میشوند و از تراز خارج میشوند. بنابراین، آنها باید به طور منظم کالیبره شوند تا از حفظ نتایج دقیق اطمینان حاصل شود. استاندارد ISO9000 و بسیاری از استانداردهای دیگر، بسته به سطح زوال لودسل، حداکثر دوره زمانی کالیبراسیون آنها را بین ۶ ماه تا 2 سال اعلام کردهاند. در سرتاسر دنیا، کالیبراسیون سالیانه لودسل توسط بسیاری از کاربران برای اطمینان از اندازه گیری دقیق انجام میشود.