آشنایی با لودسل ها:
لودسل ها مبدل هایی هستند که برای تبدیل نیرو یا بار مکانیکی به سیگنال الکتریکی متناسب با نیروی اعمال شده طراحی شده اند. آنها معمولاً از یک عنصر حسگر، گیج‌های فشار و مدارهای تهویه سیگنال تشکیل شده‌اند که در یک محفظه مقاوم محصور شده‌اند. هنگامی که در معرض بار یا نیرو قرار می گیرد، عنصر حسگر دچار تغییر شکل می شود و باعث تغییر در مقاومت الکتریکی در سراسر کرنش سنج ها می شود. این تغییر مقاومت توسط مدار تهویه سیگنال به سیگنال ولتاژ یا جریان خروجی تبدیل می شود که می تواند برای اندازه گیری دقیق وزن، نیرو یا فشار کالیبره شود.
کارکردها و اصول عملیات:
اصل کرنش سنج:
اصل عملکرد اصلی لودسل ها بر اساس اثر کرنش سنج است که در آن مقاومت الکتریکی یک ماده در پاسخ به کرنش یا تغییر شکل مکانیکی تغییر می کند. لودسل ها معمولاً از کرنش سنج ها استفاده می کنند که عناصر فویل فلزی نازکی هستند که به سطح عنصر حسگر متصل می شوند. هنگامی که لودسل تحت یک نیرو یا بار قرار می گیرد، کرنش سنج ها دچار تغییر شکل می شوند که باعث تغییر متناسب در مقاومت می شود. این تغییر در مقاومت با استفاده از پیکربندی های پل وتستون اندازه گیری می شود و به سیگنال الکتریکی نشان دهنده نیروی اعمال شده تبدیل می شود.
پیکربندی پل وتستون:
لودسل ها از پیکربندی های پل وتستون برای اندازه گیری تغییرات جزئی مقاومت ناشی از تغییر شکل مکانیکی استفاده می کنند. یک پل وتستون معمولی از چهار عنصر مقاومتی شامل کرنش سنج ها تشکیل شده است که در یک پیکربندی حلقه بسته مرتب شده اند. هنگامی که کرنش سنج ها در اثر نیروی اعمالی تغییر شکل می دهند، پل نامتعادل می شود و در نتیجه ولتاژ خروجی دیفرانسیل متناسب با نیروی اعمال شده ایجاد می شود. مدار تهویه سیگنال، سیگنال خروجی را تقویت، فیلتر و خطی می کند و از اندازه گیری دقیق و قابل اعتماد نیروی اعمالی اطمینان می دهد.
انواع لودسل:
لودسل کرنش سنج:
لودسل های استرین گیج رایج ترین نوع لودسل هستند و در کاربردهای مختلف صنعتی و تجاری کاربرد فراوانی دارند. این لودسل ها از کرنش سنج های متصل به یک عنصر حسگر فلزی یا غیرفلزی مانند تیر، ستون یا شبکه برشی برای اندازه گیری تغییر شکل مکانیکی تحت بار استفاده می کنند. لودسل های کرنش سنج در پیکربندی های مختلف از جمله طرح های تیر کششی، فشاری و خمشی موجود هستند که طیف وسیعی از نیازهای توزین و اندازه گیری نیرو را برآورده می کنند.
لودسل های هیدرولیک:
لودسل های هیدرولیک از فشار سیال هیدرولیک برای اندازه گیری نیرو یا بار اعمال شده استفاده می کنند. این لودسل ها از مجموعه پیستون-سیلندر متصل به یک سیستم هیدرولیک تشکیل شده اند که در آن نیروی اعمال شده باعث جابجایی پیستون و در نتیجه تغییر در فشار هیدرولیک می شود. تغییر فشار با استفاده از مبدل‌های فشار یا حسگرها اندازه‌گیری می‌شود که نشان‌دهنده دقیقی از نیروی اعمال‌شده است. لودسل های هیدرولیک به دلیل دقت بالا، استحکام و مناسب بودن برای کاربردهای با نیروی بالا مانند توزین سنگین و آزمایش مواد شناخته شده اند.
لودسل های پنوماتیکی:
لودسل های پنوماتیکی از فشار هوا یا گاز فشرده برای اندازه گیری نیرو یا بار اعمال شده استفاده می کنند. این لودسل ها شامل یک محفظه پنوماتیک متصل به یک دستگاه سنجش فشار هستند که در آن نیروی اعمال شده باعث تغییر فشار هوا در داخل محفظه می شود. تغییر فشار با استفاده از مبدل های فشار یا حسگرها اندازه گیری می شود که سیگنال خروجی متناسبی را ارائه می دهد. لودسل های پنوماتیکی با سادگی، قابلیت اطمینان و مناسب بودن برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد ذاتا ایمن یا اندازه گیری با سرعت بالا دارند مشخص می شوند.
کاربردهای لودسل:
توزین صنعتی و کنترل فرآیند:
لودسل ها کاربردهای گسترده ای در سیستم های توزین صنعتی و کاربردهای کنترل فرآیند پیدا می کنند، جایی که اندازه گیری دقیق وزن، نیرو یا فشار برای کنترل کیفیت، مدیریت موجودی و بهینه سازی فرآیند ضروری است. لودسل در ترازوهای پلت فرم، ترازوهای تسمه نقاله، ترازوهای قیف و سیستم های توزین مخزن برای اندازه گیری دقیق وزن مواد، مواد تشکیل دهنده و محصولات نهایی در صنایع تولید، لجستیک و بسته بندی استفاده می شود.
تست هوافضا و خودرو:
در صنایع هوافضا و خودرو، از لودسل برای تست ساختاری، تست قطعات و تجزیه و تحلیل دینامیک خودرو استفاده می شود. لودسل در سکوهای آزمایش، میزهای لرزاننده و سیستم‌های تعلیق برای اندازه‌گیری نیروها، بارها و ارتعاشات تجربه شده توسط هواپیماها، فضاپیماها، خودروها و اجزای آنها در طول عملیات یا آزمایش ادغام می‌شوند. لودسل ها نقش مهمی در تایید یکپارچگی ساختاری، عملکرد و ایمنی سیستم های هوافضا و خودرو تحت شرایط عملیاتی مختلف ایفا می کنند.
آزمایش و تحقیق مواد:
لودسل ها ابزارهای ضروری در آزمایشگاه های تست مواد، موسسات تحقیقاتی و محیط های دانشگاهی هستند، جایی که از آنها برای توصیف خواص مکانیکی مواد، اجزاء و ساختارها استفاده می شود. ماشین‌های تست کشش، ماشین‌های تست فشار، و دستگاه‌های تست خستگی از لودسل برای اعمال نیروهای کنترل‌شده و اندازه‌گیری جابجایی‌ها، کرنش‌ها و تنش‌های حاصل استفاده می‌کنند. لودسل، محققان و مهندسان را قادر می‌سازد تا آزمایش‌های دقیق و قابل تکرار را برای ارزیابی استحکام، دوام و عملکرد مواد انجام دهند.
تجهیزات پزشکی و مراقبت های بهداشتی:
در دستگاه‌های پزشکی و کاربردهای مراقبت‌های بهداشتی، لودسل‌ها در تجهیزاتی مانند ترازوهای بیمار، پمپ‌های تزریق و دستگاه‌های توانبخشی برای اندازه‌گیری نیروها، فشارها و بارهای وارده بر بدن انسان استفاده می‌شوند. لودسل های ادغام شده در اندام های مصنوعی، دستگاه های ارتز و وسایل کمک حرکتی به نظارت و تنظیم نیروهای اعمال شده برای اطمینان از راحتی، ایمنی و عملکرد مطلوب برای بیماران کمک می کنند. لودسل ها همچنین در تحقیقات بیومکانیک و ارزیابی های ارگونومیک برای ارزیابی حرکت و وضعیت بدن انسان نقش دارند.
پیشرفت در فناوری لودسل
کوچک سازی و یکپارچه سازی:
پیشرفت‌ها در میکروالکترونیک و نانوتکنولوژی کوچک‌سازی و ادغام اجزای لودسل را امکان‌پذیر کرده است که منجر به طراحی‌های لودسل فشرده، سبک و با کارایی بالا می‌شود. لودسل های مینیاتوری با تهویه سیگنال داخلی، اتصال بی سیم و هوش تعبیه شده به طور فزاینده ای در دستگاه های قابل حمل، فناوری های پوشیدنی و برنامه های IoT (اینترنت اشیا) برای نظارت و جمع آوری داده ها در زمان واقعی استفاده می شوند.
ترکیب سنسور و چند حسگر:
روندهای نوظهور در فن‌آوری‌های همجوشی حسگر و چند حسگر، توسعه لودسل با سنسورهای یکپارچه برای اندازه‌گیری پارامترهای اضافی مانند دما، رطوبت و ارتعاش را هدایت می‌کنند. لودسل های چند سنج مجهز به شتاب سنج، ژیروسکوپ یا حسگرهای محیطی بینش جامعی را در مورد شرایط عملیاتی و عوامل محیطی موثر بر عملکرد سیستم های توزین و اندازه گیری نیرو ارائه می دهند.
لودسل های هوشمند:
ابتکارات تولید هوشمند منجر به ادغام لودسل با قابلیت‌های اتوماسیون پیشرفته، اتصال و تجزیه و تحلیل داده‌ها شده است. لودسل های هوشمند مجهز به اتصال اینترنت اشیا، پلتفرم های مبتنی بر ابر و الگوریتم های یادگیری ماشینی، امکان نظارت در زمان واقعی، نگهداری پیش بینی و بهینه سازی عملکرد فرآیندها و تجهیزات صنعتی را فراهم می کنند. این لودسل های هوشمند تشخیص از راه دور، مدیریت دارایی و تصمیم گیری را تسهیل می کنند و کارایی و بهره وری را در عملیات تولیدی افزایش می دهند.
پایداری زیست محیطی:
در پاسخ به نگرانی‌های فزاینده در مورد پایداری زیست‌محیطی و بهره‌وری انرژی، تولیدکنندگان لودسل بر روی توسعه مواد سازگار با محیط زیست، طرح‌های کارآمد انرژی و اجزای قابل بازیافت تمرکز کرده‌اند. لودسل با مصرف انرژی کم و کاهش ردپای محیطی در حال توسعه هستند تا نیازهای در حال تحول صنایع و مصرف‌کنندگان آگاه به محیط زیست را برآورده کنند.
نتیجه:
در نتیجه، لودسل ها دستگاه های همه کاره و ضروری هستند که روش اندازه گیری وزن، نیرو و فشار را در صنایع و کاربردهای مختلف از نظیر توزین صنعتی و کنترل فرآیند گرفته تا آزمایش هوافضا، تجهیزات پزشکی و تولید هوشمند، تغییر داده اند.
ترجمه و جمع آوری:
واحد تحقیق و توسعه بارق، Baregh
بارق، مرجع آگهی ها و نیازمندی های صنعت برق
