극한 환경에서도 사용되는 빔 타입 로드셀: 생산 효율 증대

빔 타입 로드셀은 디자인이 견고하여, 극한 환경 속에서 생산을 하는 시스템에서 많이 사용됩니다. HBM에서 새롭게 출시한 Z6R 로드셀은 분진, 액체 및 강한 세정제에 노출되는 까다로운 제조 조건에서도 정확한 측정 결과를 얻을 수 있는 빔 타입 로드셀 입니다. 콤팩트한 사이즈, 뛰어난 내구성, 높은 호환성 및 방수/방진 등급 등은 효율적인 생산 공정을 보장합니다. 본 로드셀의 용량은 최대 200킬로그램까지 제공되기 때문에 다양한 계측 용도에서 사용하기 적합합니다.

HBM의 빔 타입 로드셀을 담당하고 있는 제품 관리자 Stefan Schmidt은

“HBM은 1972년에 Z6로 빔 타입 로드셀의 표준을 정립했습니다. 로드셀의 측정 부분을 벨로우즈로 보호하고 있어 내구성이 뛰어납니다” 라고 설명합니다.

빔 타입 로드셀은 탱크 및 공정 계측을 비롯해 다양한 산업 부문에서 사용되고 있습니다. 제약, 화학 및 화장품 산업을 비롯해 건축 자재, 식품 및 가축 사료 산업에서도 벤딩 빔 로드셀이 장착된 검량 장치가 사용되고 있습니다. 이 로드셀 종류는 주로 플랫폼 스케일, 주입 및 배합 시스템, 포장 기기, 중량 선별기에서 사용됩니다. 이러한 검량 장치가 광범위한 요건을 충족하기 위해서는 특히 정밀하고(상거래용의 경우도) 견고해야 합니다. 생산 과정에 극한 조건이나 위생적인 조건이 요구 되는 식품 생산 등의 경우, 시스템과 로드셀 등을 정기적으로 세척해야 합니다.

Stefan Schmidt는 “HBM은 세척이 용이한 구성요소를 사용하여 이러한 기준을 충족할 수 있도록 지원합니다. 새로 나온 Z6R

은 이점에서 새로운 표준을 수립하고 있습니다. 밀폐형 디자인 덕분에 특히 견고하고 세척이 용이하여 제조 공정의 효율 향상에 기여합니다”라고 말합니다.

빔 타입 로드셀의 특수한 구조

빔 타입 로드셀은 일정한 원칙에 따라 다음과 같이 구성됩니다. 로드셀의 핵심 구성요소는 스트레인 게이지(SG)이며, 로드셀의 금속 막대형 스프링에 접착되어 있습니다. 여러 SG가 연결되어 휘트스톤(Wheatstone) 브리지 회로를 형성합니다. 측정 바디에서 측정 방향으로 힘이 작용할 경우 측정 바디가 늘어납니다. 이로 인해 스트레인 게이지가 늘어나며 그 전기 저항이 달라집니다. 이런 방식으로 스프링 재료의 탄성 변형을 측정하여 스프링에 작용하는 힘을 계산할 수 있는 것입니다. 이렇게 측정된 값을 측정 전자장치에서 수집하여 분석할 수 있게 만듭니다.

센서는 주로 합금강 재질입니다. 좀 더 견고한 변환기 종류는 스테인리스강 소재로 만듭니다. 스트레인 게이지를 효과적으로 보호하기 위해 로드셀 전체 측정 부분이 덮여 있습니다. 이때 다양한 보호 장치가 사용됩니다. 일부 모델은 민감한 측정 부분에 커버제를 주입하여 보호합니다. 빔 타입 로드셀이 액체나 분진에 닿는 까다로운 사용 환경에서는 측정 부분을 용접하여 밀봉합니다. 최대 용량이 100킬로그램 이상인 빔 타입 로드셀은 컵이 용접되어 있는 경우가 종종 있습니다. (예: HLC 로드셀). 그 외에 최대 용량이 5킬로그램과 1톤 사이인 로드셀(예: HBM의 Z6 벤딩 빔 로드셀)은 금속 벨로우즈가 독특한 방식으로 용접되어 있습니다. 매우 얇게 용접되어 있는 벨로우즈로 측정 부분이 밀봉되어 외부의 손상 작용을 견딜 수 있습니다.

 

극한 조건에서 사용할 수 있는 밀폐식 로드셀

거친 조건에는 특별한 종류의 로딩이 포함되기 때문에 용도에 따라 검량 장치와 그 안에 통합되어 있는 로드셀이 광범위한 위험에 노출됩니다. 첫째, 불순물이 빔 타입 로드셀에 영향을 줄 수 있습니다(예: 건축 자재업의 분진과 불순물, 식품 산업의 액체).
 

  • 그리고 이 불순물을 제거할 때 사용되는 세척 공정도 로드셀에 영향을 줍니다. 강한 화학 세정제가 자주 사용되는데, 장시간 작용하는 경우가 많습니다. 따라서 이러한 세정제가 시스템 구성요소의 표면을 손상시킬 위험이 있습니다.
  • 세척 시, 고압 클리너를 사용하여 불순물을 제거하는 경우도 많습니다. 로드셀은 고압 세척수를 견딜 수 있어야 합니다. 예를 들어, 식품 산업의 경우 모든 식품 사업자에게 요구되는 “우수 위생 관리 기준” 또는 HACCP(Hazard Analysis Critical Control Point: 식품위해요소 중점관리제도) 같은 EU 요건을 준수하기 위해 검량 장치도 깨끗하게 세척해야 합니다.

시스템 세척은 공정이 멈춘 후 진행됩니다. 즉, 구성요소의 세척이 까다로울수록 세척 시간이 길어집니다. 따라서 HBM은 매우 견고하면서 동시에 세척도 용이한 시스템 구성요소를 개발한다는 목표를 세웠습니다. 이 중 하나가 단단한 표면 위에 만든 새로운 Z6R 벤딩 빔 로드셀입니다. 이 로드셀은 수십 년 동안 시장에서 벤딩 빔 로드셀의 표준이었던 Z6 로드셀의 확장형 버전입니다.

 

Z6R 로드셀: 견고한 디자인으로 생산 효율 보장

Stefan Schmidt는 “Z6 로드셀이 표준이 된 이유는 시장 최초의 밀폐 로드셀이었기 때문입니다. 벨로우즈로 측정 부분을 가려 물과 물순물이 로드셀 안으로 들어가는 것을 막아줍니다”라고 말합니다.

Z6의 지속적인 개선을 통해 측정 범위 20~200킬로그램에서 최대 C3 등급의 정확도를 갖는 Z6R이 개발되었습니다. 밀폐식으로 설계되어 벨로우즈 대신 매끈한 커버 튜브로 이음매 없이 로드셀을 완벽하게 밀봉합니다. 불순물(예: 식품 잔여물)이 이 로드셀에 덜 밀착되고, 더트 포켓(dirt pocket)이 있어 잠재적 위험도가 감소합니다. 커버 튜브는 크롬 당량이 많은 스테인리스강 재질이고, 특히 벽이 두꺼워 밀폐력을 높여줍니다. 이 모든 요소 때문에 로드셀이 매우 견고하고 세척이 매우 용이합니다.

 

새로 나온 Z6R은 표면이 (전해) 연마를 거친 스테인리스강 재질이어서 매끈하기 때문에 오염물질이 잘 붙지 않습니다. 액체가 묻어도 방울 모양으로 뚝뚝 떨어집니다. 따라서 생산 공정의 효율을 유지하면서 엄격한 요건(예: 위생)을 충족할 수 있습니다. 이것은 제약, 화학 및 화장품 산업과 건축 자재, 식품 및 가축 사료 생산에서 실질적인 이점입니다. 이러한 산업에서 플랫폼 스케일, 주입 시스템 및 중량 선별기에 가해지는 부담이 과도한 경우가 많습니다.

Stefan Schmidt는 “보호 등급이 IP68/69K인 이 로드셀은 매우 견고하며 자극적인 화학 세정제 노출은 물론 고압 클리너 세정도 견딜 수 있습니다”라고 말합니다.

Z6R 로드셀은 폭발 위험이 있는 대기에서 사용할 수 있는 ATEX 및 IECEx 인증을 받았습니다. 표준 시장 치수가 Z6과 동일하며, 전기적으로도 호환됩니다. 따라서 Z6R은 기존 플랫폼, 기기 및 시스템에 바로 통합하는 것이 가능하기 때문에 설치 시간과 가동 정지 시간을 크게 단축할 수 있습니다.

 

새로 나온 Z6R 벤딩 빔 로드셀:

방수/방진의 밀폐식 디자인

  • 오염물이 유입되지 않는 완전 밀폐식 구조
  • 고압 클리너 세척에 강함
  • 용접으로 밀봉된 셀 바디로 측정 부분 밀폐
  • 불순물 고착을 방지하는 전해 연마 표면

견고한 설계로 극한 환경에서 사용하기 적합

  • 정확도 등급 C3의 뛰어난 정밀성
  • 고급 스테인리스강 재질
  • 화학약품과 세정제 같은 자극성 매체에 강함
  • 방폭성 대기에서 사용하기 적합
  • EMC 저항성 시험 통과

간편한 설치: 작업시간 단축

  • Z6 로드셀과 동일한 치수
  • Z6과 Z6R의 전기적 호환성
  • 간편하게 교체

다양한 어플리케이션에 적용

  • 산업용 공정과 탱크 중량 계측 용도로 적합
  • 화학, 제약, 건축 자재, 가축 사료, 식품 등 광범위한 산업에서 사용하기 적합
  • 플랫폼 스케일, 주입 및 제제 시스템, 포장 기기, 중량 선별기에 사용하기 적합

 

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