Analyse de l'impact des capteurs de poids symétriques environnementaux

Analyse de l'impact des capteurs de poids symétriques environnementaux

Les cellules de charge, en tant que composants essentiels pour une mesure précise du poids, sont largement utilisées dans divers domaines tels que la production industrielle, la logistique et le transport, les équipements médicaux et la transformation des aliments. Leur performance de travail et leur durée de vie dépendent fortement de l'environnement d'exploitation. Lorsqu'elles se trouvent dans des environnements extrêmes ou difficiles, cela entraînera non seulement une défaillance de la précision du capteur, mais pourra également causer des dommages permanents, entraînant une série de conséquences graves et de pertes économiques. Ce qui suit analysera en détail l'environnement de pesage à partir de différents types d'environnements d'exploitation : la double "dévastation" des températures élevées et basses.
La température est l'un des facteurs clés affectant les performances des cellules de charge. Les environnements à haute ou basse température dépassant la plage de tolérance du capteur causeront directement des dommages fatals à sa structure interne et à ses composants principaux.
Du point de vue des environnements à haute température, lorsque les cellules de charge se trouvent dans des scénarios avec des températures supérieures à 60°C, voire plus, pendant une longue période (tels que le pesage des matériaux dans les ateliers de fusion de l'acier, les systèmes de surveillance du poids des équipements de séchage à haute température, les dispositifs de pesage autour des chaudières, etc.), tout d'abord, les jauges de contrainte à l'intérieur du capteur seront endommagées. En tant que composant essentiel pour la détection des changements de poids, l'adhésif de la jauge de contrainte se ramollira et se détachera à haute température, entraînant une défaillance de la connexion entre la jauge de contrainte et le corps élastique, ce qui rendra impossible la conversion précise du signal de poids en signal électrique, causant ainsi de graves écarts dans les données de pesage. Deuxièmement, la couche d'isolation des fils à l'intérieur du capteur accélérera le vieillissement et la carbonisation dans un environnement à haute température, provoquant des courts-circuits ou des circuits ouverts des fils, ce qui fera que le capteur perdra complètement sa capacité de travail. De plus, les températures élevées provoqueront également une déformation thermique du corps élastique du capteur, ce qui est souvent irréversible. Même si la température revient à la normale, le corps élastique ne peut pas restaurer sa précision structurelle d'origine, et la référence de mesure du capteur est complètement détruite.
Dans les environnements à basse température, en dessous de -30°C (tels que les stations de pesage logistiques en extérieur dans les régions froides, les équipements de pesage de la chaîne du froid dans les usines de transformation des aliments surgelés, les instruments de mesure du poids dans les expéditions scientifiques polaires, etc.), les dommages sont tout aussi fatals. Les basses températures réduiront la ténacité et augmenteront la fragilité du matériau élastique à l'intérieur du capteur. Lors du support de charges de poids, des fissures, voire des fractures, sont susceptibles de se produire, entraînant directement la mise au rebut du capteur. En même temps, les basses températures provoqueront la solidification de l'électrolyte à l'intérieur du capteur (certains types de capteurs contiennent de l'électrolyte), ce qui empêchera les ions électrolytiques de se déplacer normalement, interrompant la transmission des signaux électrochimiques, et le capteur ne pourra pas produire de données valides.
Les conséquences et les pertes causées par les environnements à température extrême sont très importantes. Dans le domaine de la production industrielle, si les cellules de charge tombent en panne en raison de températures élevées ou basses, cela entraînera une proportion incorrecte des matériaux sur la chaîne de production. Par exemple, dans la production chimique, des écarts dans la mesure du poids des matières premières peuvent entraîner un emballement des réactions chimiques, entraînant des produits non conformes et même des accidents de sécurité, ce qui entraîne l'arrêt des chaînes de production. Chaque perte d'arrêt peut varier de dizaines de milliers à des centaines de milliers de yuans. Dans l'industrie de la logistique et du transport, la défaillance des cellules de charge rendra impossible la mesure précise du poids des marchandises, ce qui peut entraîner un transport en surcharge, entraînant des amendes de la part des autorités de la circulation. En même temps, la surcharge accélérera également l'usure des véhicules et augmentera les coûts de maintenance. Si les marchandises sont mal livrées ou manquées en raison d'une mesure de poids inexacte, des coûts de transport supplémentaires et des réclamations de clients seront également encourus. Dans le domaine des équipements médicaux, si la cellule de charge dans les équipements d'hémodialyse tombe en panne, cela affectera le contrôle précis du dosage des médicaments, menaçant la sécurité du traitement des patients. Les hôpitaux peuvent être confrontés à des litiges médicaux et à des indemnisations, et en même temps, des coûts élevés seront engagés pour la réparation et le remplacement des équipements.

II. Environnements humides et corrosifs : le "tueur invisible" qui se propage silencieusementLes environnements humides (avec une humidité relative dépassant 85 % pendant une longue période) et les environnements corrosifs (tels que les environnements contenant des gaz acides-bases, des embruns salins et des solvants chimiques) sont un autre "tueur invisible" majeur des cellules de charge. De tels environnements endommageront progressivement les structures internes et externes des capteurs par pénétration, réactions chimiques, etc., et entraîneront finalement leur mise au rebut.Dans les environnements humides (tels que les systèmes de pesage dans les usines de transformation des produits aquatiques, les stations d'épuration et les équipements de surveillance du poids dans les mines souterraines), l'humidité pénétrera à l'intérieur à travers les interstices de la coque du capteur, des borniers et d'autres pièces. Tout d'abord, l'humidité provoquera des courts-circuits dans les composants de circuit internes du capteur (tels que les résistances, les condensateurs et les circuits intégrés) en raison de l'humidité, entraînant des signaux de sortie instables du capteur et une dérive des données de pesage. Au fur et à mesure que l'humidité continue de s'accumuler, la situation de court-circuit deviendra plus grave, entraînant finalement le capteur à être complètement inutilisable. Deuxièmement, les environnements humides accéléreront l'oxydation et la rouille des pièces métalliques du capteur (telles que les corps élastiques et les joints de fils). La couche d'oxyde affectera la précision de la déformation du corps élastique, entraînant une augmentation des erreurs de pesage. En même temps, les joints de fils rouillés augmenteront la résistance de contact, entravant la transmission des signaux électriques et réduisant encore la précision de la mesure du capteur.Dans les environnements corrosifs (tels que le pesage des solutions acides-bases dans les entreprises chimiques, les équipements de pesage de conteneurs dans le transport maritime et les systèmes de pesage de pièces dans les ateliers de galvanoplastie), l'effet destructeur des milieux corrosifs est plus direct et sévère. Les gaz et liquides acides ou alcalins réagissent chimiquement avec la coque métallique et le corps élastique du capteur, provoquant la corrosion et le décollement de la surface métallique, réduisant la résistance structurelle du corps élastique et le rendant sujet à une déformation permanente lors du support du poids. En même temps, les milieux corrosifs pénétreront à l'intérieur du capteur et réagiront avec des composants tels que les jauges de contrainte et les fils, endommageant la grille sensible des jauges de contrainte et provoquant des changements irréversibles de leurs valeurs de résistance, rendant le signal de sortie du capteur sérieusement incohérent avec le poids réel. Par exemple, dans un environnement marin, les embruns salins auront un fort effet corrosif sur les pièces métalliques du capteur, ce qui peut provoquer la perforation de la coque du capteur et l'endommagement des composants internes en quelques mois seulement, lui faisant perdre sa fonction de mesure.Les conséquences et les pertes causées par les environnements humides et corrosifs ne peuvent être ignorées. Dans l'industrie de la transformation des aliments, si la cellule de charge d'une usine de transformation des produits aquatiques tombe en panne en raison de l'humidité, cela entraînera une mesure inexacte du poids des produits aquatiques, affectant les spécifications d'emballage et la tarification des produits. Si le produit ne répond pas aux normes de sécurité alimentaire en raison d'erreurs de pesage, il sera également confronté à des pénalités de la part des autorités de réglementation, la réputation de la marque sera affectée, puis la part de marché diminuera. Dans l'industrie chimique, la défaillance des capteurs dans les environnements corrosifs entraînera des erreurs de pesage des matières premières acides-bases, ce qui peut provoquer des accidents de production. Par exemple, une proportion incorrecte des solutions acides-bases peut provoquer des fuites, causant des dommages aux équipements et aux opérateurs. Les coûts de traitement des accidents, les coûts de réparation et de remplacement des équipements et les frais médicaux du personnel entraîneront un énorme fardeau économique pour les entreprises. Dans le domaine du transport maritime, la défaillance des cellules de charge due à la corrosion par les embruns salins rendra impossible la mesure précise du poids des conteneurs, ce qui peut entraîner un déséquilibre du chargement du navire et affecter la sécurité de la navigation. Si des situations telles que le basculement du navire et le déplacement de la cargaison se produisent, cela causera non seulement des dommages à la cargaison, mais pourra également provoquer des accidents maritimes, et les pertes sont incalculables.

III. Impact mécanique fort et environnements de surcharge : la "menace violente" de la destruction instantanéeLes impacts mécaniques forts (tels que les impacts soudains, les vibrations et les chutes) et les surcharges à long terme (supportant des poids dépassant 120 % de la plage nominale du capteur) causeront des dommages physiques instantanés et graves aux cellules de charge, qui sont des "menaces violentes" typiques et entraînent souvent directement la mise au rebut du capteur.Dans les environnements d'impact mécanique (tels que les liaisons de pesage des équipements de levage dans la construction, les équipements de pesage de la cargaison dans les processus de chargement et de déchargement logistiques, et les systèmes de pesage des minerais dans les mines, etc.), lorsque le capteur est soumis à des impacts soudains ou à de fortes vibrations, son corps élastique interne dépassera la limite élastique du matériau en raison du support instantané d'énormes forces d'impact, entraînant des fractures ou une déformation permanente grave. Par exemple, dans la construction, si la cellule de charge de l'équipement de levage est accidentellement heurtée par une cargaison hissée, le corps élastique peut se casser directement et le capteur perdra sa fonction instantanément. En même temps, les impacts forts provoqueront également le détachement des jauges de contrainte à l'intérieur du capteur, la rupture des fils et même l'endommagement des cartes de circuits intégrés. Les dommages causés à ces composants sont presque irréparables, et seuls de nouveaux capteurs peuvent être remplacés. De plus, les fortes vibrations à long terme desserreront les borniers du capteur, entraînant une transmission instable des signaux électriques et accélérant encore la vitesse d'endommagement du capteur.Les environnements de surcharge sont plus courants, et leurs dangers sont cumulatifs et soudains. Dans des domaines tels que la production industrielle et le transport logistique, si les opérateurs commettent des erreurs et placent des objets lourds dépassant la plage nominale du capteur sur la plate-forme de pesage, ou si les matériaux s'accumulent trop soudainement pendant la production, le capteur sera en état de surcharge pendant une longue période. À court terme, la surcharge provoquera la déformation du corps élastique du capteur au-delà de la plage de conception. Bien que certaines déformations puissent être récupérées, les surcharges répétées à long terme provoqueront des dommages de fatigue au corps élastique, et la déformation deviendra progressivement irrécupérable, entraînant une baisse significative de la précision du pesage. Lorsque la surcharge dépasse la limite de support du capteur, elle provoquera instantanément la rupture du corps élastique et l'endommagement complet des jauges de contrainte, et le capteur sera complètement mis au rebut. Par exemple, dans un entrepôt logistique, si un cariste de chariot élévateur fourche par erreur une cargaison dépassant la plage de la cellule de charge sur la plate-forme de pesage, cela peut endommager le capteur instantanément, affectant l'ensemble du travail de réception et d'expédition des marchandises de l'entrepôt.Les conséquences et les pertes causées par les environnements d'impact mécanique et de surcharge sont extrêmement directes. Dans le domaine de la construction, les dommages des cellules de charge dus aux chocs ou à la surcharge empêcheront les équipements de levage de mesurer avec précision le poids de levage, ce qui peut entraîner des accidents de chute de la cargaison hissée, causant des dommages aux équipements et des blessures au personnel. Les coûts de traitement et d'indemnisation des accidents sont élevés, et l'avancement de la construction sera sérieusement retardé. Chaque jour de retard peut entraîner des pertes économiques de dizaines de milliers de yuans. Dans les entrepôts logistiques, les dommages aux capteurs empêcheront les marchandises d'être pesées et stockées normalement, affectant le fonctionnement normal de la chaîne d'approvisionnement. Si les commandes des clients sont retardées en raison de l'incapacité de livrer les marchandises à temps, les entreprises doivent également supporter des dommages-intérêts. En même temps, la satisfaction de la clientèle diminuera, affectant la coopération à long terme. Dans les chaînes de production industrielle, les dommages aux capteurs dus à la surcharge entraîneront l'arrêt de la chaîne de production. La production ne peut reprendre qu'après le remplacement par un nouveau capteur. Le coût d'inactivité des équipements, le coût de la main-d'œuvre et la perte de commandes pendant l'arrêt exerceront une pression énorme sur l'entreprise.

IV. Environnement d'interférence électromagnétique : "Effondrement de la précision" sous une interférence invisibleAvec l'amélioration de l'automatisation industrielle, divers équipements électriques et appareils de communication sans fil sont largement utilisés, ce qui entraîne une aggravation des interférences électromagnétiques dans l'environnement où se trouvent les cellules de charge. Bien que les interférences électromagnétiques ne causent pas directement de dommages structurels physiques au capteur, elles interféreront sérieusement avec sa transmission et son traitement du signal, entraînant l'effondrement de la précision de la mesure, ce qui ne peut pas répondre aux exigences d'utilisation et cause des "dommages fatals" au niveau fonctionnel.L'environnement d'interférence électromagnétique provient principalement des moteurs haute puissance, des convertisseurs de fréquence, des soudeuses électriques, des lignes de transmission haute tension et des appareils de communication sans fil (tels que les téléphones portables, les talkies-walkies) dans les sites industriels. Ces appareils génèrent de fortes radiations électromagnétiques. Lorsque les câbles de signal et les circuits internes des cellules de charge se trouvent dans la plage de ces rayonnements électromagnétiques, des signaux électromagnétiques seront superposés aux signaux de mesure des capteurs, ce qui entraînera des parasites et une distorsion des signaux électriques émis par les capteurs, ce qui entraînera à son tour de fortes fluctuations et des écarts excessifs dans les données de pesage. Par exemple, sur une chaîne de production industrielle, s'il y a un convertisseur de fréquence haute puissance fonctionnant près d'une cellule de charge, les interférences électromagnétiques générées par le convertisseur de fréquence feront sauter fréquemment les données de pesage du capteur, ce qui rendra impossible l'affichage stable du poids réel. De plus, de fortes interférences électromagnétiques peuvent également endommager les circuits de traitement du signal à l'intérieur du capteur, tels que les puces de circuits intégrés, ce qui empêche le capteur de traiter normalement les signaux de mesure, en sortant des données erronées ou aucune donnée.Les conséquences et les pertes causées par l'environnement d'interférence électromagnétique se reflètent principalement dans les domaines où la précision est très importante. Dans le domaine des équipements médicaux, tels que la détection du poids des instruments chirurgicaux après désinfection et le pesage des doses dans la production de médicaments, si la précision de la cellule de charge diminue en raison des interférences électromagnétiques, cela affectera le jugement de l'effet de désinfection des instruments chirurgicaux (par exemple, un poids anormal peut signifier une désinfection incomplète) et le contrôle précis du dosage des médicaments, menaçant la sécurité du traitement des patients. Les hôpitaux peuvent être confrontés à des litiges médicaux, et en même temps, les fabricants de produits pharmaceutiques peuvent produire des médicaments non conformes, faisant face à des rappels et à des pénalités de la part des autorités de réglementation, et leur image de marque sera gravement endommagée. Dans le domaine de la fabrication de précision, tel que la détection de pesage des composants aérospatiaux, si la précision du capteur est affectée par les interférences électromagnétiques, le poids des composants ne répondra pas aux exigences de conception. Si ces composants sont installés sur des avions, ils peuvent affecter les performances et la sécurité des vols, causant de graves risques pour la sécurité. En même temps, les coûts de production, d'inspection et de retouche des composants non conformes augmenteront considérablement. Dans le domaine de la transformation des aliments, si le poids du capteur est inexact en raison des interférences électromagnétiques, le poids de l'emballage des aliments ne répondra pas aux normes nationales, faisant face à des pénalités de la part des autorités de réglementation. En même temps, les consommateurs peuvent se plaindre en raison d'un poids insuffisant, affectant la réputation de l'entreprise et les ventes sur le marché.En résumé, des environnements tels que les températures extrêmes, la corrosion humide, les chocs mécaniques et la surcharge, et les interférences électromagnétiques causeront tous des dommages fatals aux cellules de charge, entraînant des conséquences telles que la défaillance de la précision de la mesure, les dommages structurels et la mise au rebut fonctionnelle, ce qui à son tour entraînera de graves pertes économiques, des risques pour la sécurité et des dommages à la réputation de la marque dans de multiples domaines tels que la production industrielle, la logistique et le transport, les équipements médicaux et la transformation des aliments. Par conséquent, dans les applications pratiques, des mesures de protection ciblées (telles que l'installation de dispositifs d'isolation thermique, de boîtiers étanches et anticorrosion, de dispositifs d'absorption des chocs, d'enceintes de blindage électromagnétique, etc.) doivent être prises en fonction des scénarios d'utilisation des cellules de charge, et une maintenance et un étalonnage réguliers doivent être effectués pour prolonger la durée de vie des capteurs, assurer leur fonctionnement stable et fiable et réduire les risques et les pertes potentiels.