旁壓荷重傳感器是如何實現超載保護的

旁壓荷重傳感器通過應變測量、結構優化、閾值設定與信號處理、多重防護設計實現超載保護，具體如下：

一、應變測量與信號轉換

旁壓荷重傳感器基于應變效應工作，當鋼絲繩或承載介質受力時，傳感器內部的應變片會發生形變，導致電阻值變化。這一變化通過惠斯通電橋電路轉換為電壓信號，電壓大小與受力成正比。例如，在起重機超載保護中，傳感器實時監測鋼絲繩張力，當張力超過額定值時，電壓信號會觸發后續保護機制。

二、結構優化與抗過載設計

1. 彈性體材料：采用航空級鋁合金（如7075-T6）或高強度不銹鋼，抗拉強度可達500MPa，是傳統45#鋼的1.8倍。這種材料在承受超載時不易發生永久變形，確保傳感器在短暫超載后仍能恢復精度。

2. 密封與防護：針對惡劣環境（如油田、化工場所），傳感器采用三重防護設計：

   • 振動防護：內置金屬波紋管和阻尼液，可吸收高頻振動，即使在200Hz振動環境下，測量偏差仍控制在0.5%以內。
   • 腐蝕防護：316L不銹鋼外殼搭配特氟龍涂層，耐鹽霧測試超過5000小時，長期抵御原油、酸堿等介質腐蝕。
   • 粉塵防護：IP68級密封標準，配備內置吹掃裝置，自動清除粉塵，避免測量誤差。

3. 旁插式設計：與傳統軸向安裝傳感器相比，旁插式傳感器通過側向插入固定，無需切割支架或焊接底座，安裝效率提升50%以上。這種設計減少了設備改造對結構穩定性的影響，同時降低了施工難度和時間成本。

三、閾值設定與信號處理

1. 一級預警：當受力達到額定值的90%時，傳感器通過電壓信號觸發預警裝置（如黃燈閃爍、蜂鳴聲），提示操作人員檢查負載狀態。例如，在閘門啟閉機中，若額定提升力為100t，當力值達到90t時，系統會立即發出預警。

2. 二級停機：當受力超過額定值的110%時，傳感器通過信號處理器切斷動力電源，防止設備損壞。例如，在起重機作業中，若額定載重為50t，當力值達到55t時，系統會自動停機。

3. 動態閾值修正：根據歷史數據和環境條件（如溫度、濕度），系統動態調整超載保護閾值。例如，在冬季閘門結冰時，允許力值臨時超過額定值10%，但限制持續時間≤30秒，避免因季節性因素導致誤停機。

   
   

   
   

四、多重防護與故障診斷

1. 機械限位：在傳感器結構中設計機械限位裝置，當受力超過安全范圍時，限位裝置會直接阻止設備運行，形成物理保護層。

2. 電子保護：傳感器內置過載保護電路，當電壓信號超過閾值時，電路會自動切斷輸出，防止信號失真或設備損壞。

3. 自診斷功能：實時監測傳感器狀態（如零點漂移、編碼器亂碼），并通過通信接口（如RS485、MODBUS協議）上報錯誤代碼。例如，若傳感器檢測到信號異常，會立即上傳“過載”或“溫度異常”代碼，方便維護人員快速定位問題。