لودسل باسکول چیست؟

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

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.

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.

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.

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 .

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 .