Νεύτων Τεχνολογίες ΑΒΕΕ - Ολοκληρωμένες Λύσεις για τη Βιομηχανία

Πώς να επιλέξετε τον κατάλληλο ζυγό για την εφαρμογή σας

Οι βιομηχανικοί ζυγοί αποτελούν σημαντικά εργαλεία τόσο για τη διασφάλιση της ποιότητας και ασφάλειας των προϊόντων όσο και για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών παραγωγής.

Η επιλογή του κατάλληλου ζυγιστικού εξοπλισμού εξαρτάται από τις ανάγκες της εφαρμογής σας: συνθήκες περιβάλλοντος, απαιτήσεις σε ακρίβεια, διασύνδεση με άλλα συστήματα, απαιτήσεις προγράμματος ελέγχου ποιότητας, κ.α.

Στόχοι αυτού του άρθρου είναι:

1. Παράγοντες που επηρεάζουν την ακρίβεια μέτρησης
2. Τεχνολογίες βιομηχανικής ζύγισης
3. Πιστοποιήσιμοι και πιστοποιημένοι ζυγοί
4. Σύγκριση τεχνολογιών ζύγισης
5. Τι τύπος ζυγού απαιτείται από την εφαρμογή μου;
6. Ποιός ζυγός καλύπτει τις προδιαγραφές μου;

1. Παράγοντες που επηρεάζουν την ακρίβεια μέτρησης

Η ακρίβεια ζύγισης είναι δυνατόν να επηρεαστεί από διάφορους παράγοντες που σχετίζονται με την τεχνολογία της, την ποιότητα των υλικών και την αλληλεπίδραση μεταξύ των μηχανικών και ηλεκτρονικών μερών του ζυγού.

Κρίσιμα στοιχεία του ζυγού τα οποία επηρεάζουν την ακρίβεια είναι:

• Η δυναμοκυψέλη (τεχνολογία MonoBloc ή Strain Gauge)
• Η μηχανολογική κατασκευή
• Τα ηλεκτρονικά μέρη (επεξεργαστής, A/D μετατροπέας, κτλ)
• Το λογισμικό (υπολογισμός υποδιαίρεσης, επεξεργασία σήματος)

Υψηλή ακρίβεια μέτρησης μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσα από τη χρήση σύγχρονων τεχνολογιών ζύγισης. Οι ζυγοί υψηλής ποιότητας ενσωματώνουν αυτές τις τεχνολογίες, άρα προσφέρουν τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια και αξιοπιστία.

• Γραμμικότητα

Η γραμμικότητα δείχνει πόσο καλά μπορεί ο ζυγός να αντιστοιχίσει γραμμικά το βάρος του φορτίου που τοποθετείται πάνω του με την τιμή που φαίνεται στην ένδειξη. Σε έναν ζυγό υψηλής ποιότητας το αποτέλεσμα της  ζύγισης από το 0 μέχρι το μέγιστο βάρος  προβάλλεται ως ευθεία γραμμή.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι επίτευξης
του ίδιου στόχου. Επιλέξτε τον ασφαλέστερο.

• Έκκεντρη φόρτιση

Ένας ζυγός υψηλής ποιότητας δείχνει το ίδιο ακριβώς βάρος σε κάθε σημείο της πλατφόρμας ζύγισης. Ακόμη και στις γωνίες ή σε σημειακές φορτίσεις.

Σε ποιά σανίδα θα
νιώθατε μεγαλύτερη ασφάλεια;

• Επαναληπτικότητα

Σε έναν ζυγό υψηλής ποιότητας, επαναλαμβανόμενη ζύγιση του ίδιου βάρους και κάτω από τις ίδιες συνθήκες δίνει  πάντα το ίδιο αποτέλεσμα.

Τεχνολογία MonoBloc: Όταν ο σκοπευτής στοχεύει σωστά, κάθε βολή βρίσκει στόχο.		Τεχνολογία Strain Gauge: Ο σκοπευτής στοχεύει σωστά, αλλά η βολή βρίσκει στόχο μόνο κατά τύχη.
Χωρίς διακρίβωση	Με διακρίβωση	Χωρίς διακρίβωση	Με διακρίβωση

• Σταθερότητα θερμοκρασίας

Ζέστη;	Κρύο;	Αλλαγή θερμοκρασίας;

• Χρόνος σταθεροποίησης της ένδειξης

Σε ένα ζυγό υψηλής ποιότητας, ο χρόνος ανάμεσα στην τοποθέτηση του φορτίου και την σταθεροποίηση της ψηφιακής ένδειξης είναι όσο το δυνατό συντομότερος.

Πόσο χρόνο θέλετε να περιμένετε
μέχρι την επίτευξη ακριβούς αποτελέσματος;

• Υποδιαίρεση

Η μικρότερη μεταβολή βάρους που είναι ορατή στην οθόνη ονομάζεται υποδιαίρεση ή ανάλυση.  Ένας ζυγός υψηλής ποιότητας παρέχει τη μέγιστη δυνατή υποδιαίρεση και ακρίβεια ταυτόχρονα.

• Φαινόμενο «υστέρησης»

Ένας ζυγός υψηλής ποιότητας δείχνει την ίδια τιμή για ένα δεδομένο φορτίο ανεξαρτήτως του αν το συγκεκριμένο φορτίο έχει προκύψει από προσθήκη ή αφαίρεση βάρους. Χάρη στην ποιότητα των υλικών και της τεχνολογίας της δυναμοκυψέλης ο ζυγός εμφανίζει όσο το δυνατόν μικρότερη καμπύλη λάθους.

• Αβεβαιότητα μέτρησης

Κάθε μέτρηση υπόκειται σε σφάλμα. Eπομένως, το αποτέλεσμα μιάς μέτρησης εμπεριέχει κάποιο ποσοστό αβεβαιότητας. Με τον όρο αβεβαιότητα (uncertainty) - αντί του όρου ακρίβεια (accuracy) - προσδιορίζεται το εύρος τιμών εκατέρωθεν της μετρούμενης από το όργανο τιμής, (±), μέσα στο οποίο βρίσκεται η “αληθινή” ή “πραγματική” τιμή του μετρούμενου μεγέθους. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή των δοκιμών πρέπει να είναι οι κατάλληλες για το σκοπό που προορίζονται, να παρέχουν όλες τις ζητούμενες πληροφορίες και να είναι είτε πρότυπες, είτε μη πρότυπες αλλά επικυρωμένες.

Στην ανάπτυξη των προϊόντων της, η METTLER TOLEDO δίνει ιδιαίτερη έμφαση στην συμμόρφωση με όλα τα σχετικά πρότυπα ώστε να συγκρατεί την αβεβαιότητα της μέτρησης σε όσο το δυνατό χαμηλότερο επίπεδο.

• Ελάχιστο βάρος

Μια σημαντική παράμετρος κατά τη διαδικασία ζύγισης είναι το ελάχιστο βάρος που απαιτείται για την διατήρηση της απαιτούμενης ακρίβειας. Σύμφωνα με τις Ορθές Πρακτικές Παραγωγής (GMP: Good Manufacturing Practice), η επιχείρηση θα πρέπει να γνωρίζει την ακρίβεια του αποτελέσματος ζύγισης και την αβεβαιότητα της μέτρησης.

Η σχετική αβεβαιότητα του αποτελέσματος της μέτρησης αυξάνει καθώς η τιμή του βάρους μειώνεται. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα, κάθε σύστημα ελέγχου βάρους να έχει ένα προκαθορισμένο όριο -το ελάχιστο βάρος- κάτω από το οποίο η αβεβαιότητα μέτρησης είναι μεγαλύτερη από τα κριτήρια αποδοχής της διαδικασίας ζύγισης. Τα κριτήρια αποδοχής καθορίζονται σύμφωνα με τα επιθυμητά όρια διακύμανσης  σε ποσοστό επί τοις % (για την ευρωπαϊκή παραγωγή φαρμάκων = 0,1%) και έναν συντελεστή αξιοπιστίας.

Το ελάχιστο βάρος ορίζεται με βάση τους εξής παράγοντες:

• Επιτόπου καθορισμός της αβεβαιότητας μέτρησης του ζυγού στην διαδικασία ζύγισης και σε συνθήκες εργασίας.

• Υπολογισμός και τεκμηρίωση του ελάχιστου βάρους βάσει των κριτηρίων αποδοχής του πελάτη.

• Με τα συστήματα ζύγισης της Mettler Toledo ο χρήστης ενημερώνεται αυτόματα όταν υπάρχει υπέρβαση του ελάχιστου βάρους (MinWeigh®). Δίνεται η δυνατότητα για επανα-υπολογισμό νέου ελάχιστου βάρους απευθείας στην ένδειξη στις περιπτώσεις που τα κριτήρια αλλάζουν από διαδικασία σε διαδικασία.

Όλοι αυτοί οι παράγοντες, ο καθένας  χωριστά ή σε συνδυασμό μεταξύ τους, επηρεάζουν την ακρίβεια του ζυγού, άρα και την αβεβαιότητα του αποτελέσματος της μέτρησης.

Γραμμικότητα + Έκκεντρη φόρτιση + Επαναληπτικότητα + Σταθερότητα θερμοκρασίας + Χρόνος σταθεροποίησης της ένδειξης + Υποδιαίρεση + Φαινόμενο «υστέρησης» = Ακρίβεια

2. Τεχνολογίες βιομηχανικής ζύγισης

Υπάρχουν δυο τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική ζύγιση:

1. Η τεχνολογία Strain Gauge δίνει ακριβή και συνεπή αποτελέσματα ζύγισης, κυρίως σε κλίμακα υποδιαίρεσης 3000e.

2. Η τεχνολογία MonoBloc της Mettler Toledo παρέχει μέγιστη ακρίβεια στη ζύγιση σε κάθε κλίμακα ζύγισης και υποδιαίρεσης  μέχρι και 35000e.

Γενικά, η τεχνολογία MonoBloc είναι 10 φορές πιο ακριβής από την αντίστοιχη Strain Gauge.

Η METTLER TOLEDO, ο μεγαλύτερος κατασκευαστής συστημάτων ζύγισης παγκοσμίως αναπτύσσει προϊόντα με ικανότητα ζύγισης από 0,0000001 γραμμάρια έως εκατοντάδες τόνους. Στην σχεδίαση αυτών των  προϊόντων έχουν ενσωματωθεί οι οδηγίες ISO, οι αρχές Μέτρων και Σταθμών, καθώς και τα περιβαλλοντικά και τα διεθνή πρότυπα ασφάλειας.  Με τη χρήση των σύγχρονων τεχνολογιών ζύγισης της METTLER TOLEDO, είναι δυνατό να καλυφθεί αποτελεσματικά κάθε βιομηχανική εφαρμογή ζύγισης.

Τεχνολογία Strain Gauge

Οι δυναμοκυψέλες τεχνολογίας Strain Gauge αποτελούνται από ένα μαλακό και ελαστικό αισθητήριο όπου ενσωματώνονται ωμικές αντιστάσεις σε διάταξη γέφυρας. Η τιμή των αντιστάσεων αλλάζει όταν το αισθητήριο παραμορφώνεται. Η κατάλληλη σχεδίαση εγγυάται ότι η αλλαγή αυτή στην αντίσταση είναι ανάλογη της παραμόρφωσης.

Η τεχνολογία Strain Gauge χρησιμοποιείται σε μετρήσεις  μεγάλων φορτίων  βάρους έως μερικών τόνων, προσφέροντας ακρίβεια ζύγισης για κλίμακα υποδιαίρεσης έως 3000e. Η δυναμοκυψέλη Strain Gauge είναι ιδιαίτερα ανθεκτική και - λόγω του σχήματός της - κατάλληλη για ζυγούς δαπέδου. Ένας ζυγός τεχνολογίας Strain Gauge προσφέρει ικανοποιητική ακρίβεια μέτρησης σε αρκετά οικονομική τιμή.

Τεχνολογία MonoBloc

Η τεχνολογία MonoBloc έχει αναπτυχθεί από την METTLER TOLEDO και βασίζεται στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής αντιστάθμισης δύναμης (electromagnetic force compensation): η πίεση που ασκείται στο ενιαίο μπλοκ αλουμινίου δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Η ειδικά σχεδιασμένη κατασκευή της δυναμοκυψέλης διασφαλίζει μέγιστη ακρίβεια της μέτρησης (10 έως 1.000 φορές μεγαλύτερη ακρίβεια σε σχέση με την τεχνολογία strain gauge), υψηλή ανάλυση (έως 60.000 υποδιαιρέσεις) και 100% επαναληπτικότητα, ανεξάρτητα από την τοποθέτηση του φορτίου.

Η τεχνολογία MonoBloc χρησιμοποιείται για ζύγιση υψηλής ακρίβειας σε εφαρμογές βιομηχανίας και εργαστηρίου.

3. Πιστοποιήσιμοι και πιστοποιημένοι ζυγοί

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός πιστοποιήσιμου και ενός πιστοποιημένου ζυγού; Σύμφωνα με την ευρωπαϊκή νομοθεσία, οι ζυγοί που προορίζονται για εμπορικές συναλλαγές πρέπει να διαθέτουν έγκριση/πιστοποιητικό που έχει εκδοθεί από εγκεκριμένα Ευρωπαϊκά Ινστιτούτα (EU type approval).

Πιστοποιήσιμος ζυγός

 Ο ζυγός κατασκευάζεται και δοκιμάζεται στο εργοστάσιο με τέτοιο τρόπο που μπορεί να πιστοποιηθεί οποιαδήποτε στιγμή από εξουσιοδοτημένο τεχνικό της METTLER TOLEDO ή τον τοπικό φορέα διακρίβωσης. Με άλλα λόγια, η σχεδίαση και η κατασκευή του ικανοποιεί τους κανονισμούς πιστοποίησης που ισχύουν σε κάθε χώρα.

Πιστοποιημένος ζυγός

Ο ζυγός έχει ελεγχθεί από τον εξουσιοδοτημένο οργανισμό της METTLER TOLEDO ή τον φορέα διακρίβωσης. Στην ΕΕ, φέρει το σήμα CE καθώς και ένα πράσινο τετράγωνο με ένα μαύρο «Μ» μέσα στο τετράγωνο. Σε όλες τις υπόλοιπες χώρες, φέρει το σύμβολο της αντίστοιχης κάθε φορά αρχής διακρίβωσης. Αυτό επιβεβαιώνει ότι το εργαλείο έχει ελεγχθεί και ότι ικανοποιεί τους κανονισμούς πιστοποίησης, και πάνω από όλα, συμμορφώνεται με τα μέγιστα επιτρεπόμενα όρια ανοχής.

Οι πιστοποιημένοι ζυγοί της  METTLER TOLEDO μπορούν να αναγνωριστούν από την ετικέτα πιστοποίησης στην συσκευασία. Οι αυτοκόλλητες ετικέτες ασφαλείας προστατεύουν και από τον κίνδυνο των απομιμήσεων.

Οι τεχνικές παράμετροι μέτρησης ενός ζυγού είναι: η μέγιστη ικανότητα ζύγισης “Max”, η ελάχιστη ικανότητα ζύγισης “Min”, η κλίμακα επαλήθευσης “e=,” και για τους μη πιστοποιήσιμους, το διάστημα κλίμακας “d=”. Το επιτρεπόμενο εύρος ζύγισης είναι το εύρος από το μικρότερο δυνατό βάρος στο μεγαλύτερο δυνατό. Η υποδιαίρεση ενός ζυγού σημειώνεται με Max/e (πιστοποιημένη υποδιαίρεση) ή Max/d (μη πιστοποιημένη υποδιαίρεση).

e = κλίμακα επαλήθευσης είναι μια τιμή που εκφράζεται σε μονάδες μέτρησης (e = d ή e = 10d), η οποία καθορίζεται από τον κατασκευαστή και χρησιμοποιείται για την κωδικοποίηση και την επαλήθευση ενός ζυγού.

d = διάστημα κλίμακας είναι μια τιμή που εκφράζεται σε μονάδες μέτρησης (gr, kg, κτλ), η οποία δείχνει τη διαφορά μεταξύ δυο διαδοχικών βημάτων στην ένδειξη (τιμή ένδειξης).

Οι μη πιστοποιήσιμοι ζυγοί δεν συμμορφώνονται απαραίτητα με τους εθνικούς κανονισμούς πιστοποίησης. Οι πιστοποιήσιμοι ζυγοί της METTLER TOLEDO υπόκεινται στις σχετικές οδηγίες και ενσωματώνουν τις προδιαγραφές των πιστοποιημένων ζυγών, καλύπτοντας τις απαιτήσεις των κανονισμών.

Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει τα μέγιστα επιτρεπόμενα όρια σφάλματος ενός πιστοποιήσιμου ζυγού. Αναγράφονται τα παραδείγματα των βιομηχανικών ζυγών BBA422 3kg τεχνολογίας Strain Gauge και BBK422 3kg τεχνολογίας MonoBloc.

4. Σύγκριση τεχνολογιών ζύγισης

Γραμμικότητα	Επαναληπτικότητα
Χρόνος σταθεροποίησης της ένδειξης	Υστέρηση

5. Τι τύπος ζυγού απαιτείται από την εφαρμογή μου;

Σε ποιες από τις παρακάτω συνθήκες περιβάλλοντος είναι πιθανό να εκτεθεί ο ζυγός;

• Πλύσιμο με πίεση;
• Υγρασία και σκόνη;
• Εκρηκτικό περιβάλλον;
• Πλύσιμο με χημικά ή ζεστό νερό;
• Διαβρωτικά υλικά;

Ποιες είναι οι απαιτήσεις της εφαρμογής σας;

Καταμέτρηση τεμαχίων

Η ακρίβεια στη καταμέτρηση των τεμαχίων αυξάνεται ή μειώνεται ανάλογα με το βάρος αναφοράς  και τη διασπορά των τεμαχίων προς καταμέτρηση. Λειτουργίες όπως  AddMode, Reference Optimization, Reference weighing καλύπτουν κάθε εφαρμογή καταμέτρησης τεμαχίων. Ειδικά, η καταμέτρηση των πολύ μικρών τεμαχίων απαιτούν υψηλή ακρίβεια.

Εκτέλεση συνταγής

Για τη σωστή εκτέλεση της συνταγής, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ελάχιστη ποσότητα  και τα όρια ανοχής. Αν το μέγιστο φορτίο δεν είναι αρκετά υψηλό, ένα σύστημα αποτελούμενο από δύο ζυγούς ίσως είναι η καλύτερη  λύση. Η εκτέλεση συνταγών με ανάμειξη υλικών σε πολύ μικρές ποσότητες προϋποθέτει υψηλή ακρίβεια.

Γέμισμα/Πλήρωση (Filling)

Αν η πλήρωση γίνεται χειροκίνητα, θα πρέπει να επιλέξετε τον αναλογικό τρόπο ζύγισης που προσφέρουν τα περισσότερα μοντέλα της Mettler Toledo.  Αν η πλήρωση γίνεται αυτόματα, υπάρχει δυνατότητα ελέγχου από τον ίδιο τον ζυγό. Η δοσομέτρηση με πολύ μικρές δόσεις υλικών απαιτεί τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια.

Έλεγχος του βάρους (over/under)

Αν ο ζυγός πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για έλεγχο πλήρωσης, η χρήση τεχνικών στατιστικού ελέγχου μπορεί να απλοποιήσει σημαντικά τη διαδικασία προσδίδοντας παράλληλα υψηλή ακρίβεια. Η Mettler Toledo προσφέρει ζυγούς με δυνατότητα σύνδεσης με συστήματα Στατιστικού  Ελέγχου Ποιότητας (SQC). Η ελαχιστοποίηση της υπερπλήρωσης (overfilling) αποτελεί βασικό παράγοντα για τη μείωση του κόστους παραγωγής, ενώ η αποφυγή της υποπλήρωσης (underfilling) είναι απαραίτητη για τη συμμόρφωση με τη νομοθεσία για το καθαρό βάρος (σήμα ‘e’).

Διασύνδεση
Απαιτείται από τον ζυγό σας  να είναι συνδεδεμένος με σύστημα SPC/PLC, υπολογιστή ή το Ιντερνέτ; Η Mettler Toledo προσφέρει μεγάλη ποικιλία επικοινωνιών: RS 232, RS 422/485, Fieldbus (Profibus, Modbus κτλ.), Ethernet και πολλές άλλες.

6. Ποιός ζυγός καλύπτει τις προδιαγραφές μου;

Αφού ενημερωθήκατε για τις διαφορές ανάλογα με το είδος του ζυγού, η επόμενη ερώτηση που πρέπει να απαντηθεί είναι: ποιος ζυγός είναι ο κατάλληλος για σας;

Για την επιλογή του κατάλληλου ζυγού, πρέπει να απαντήσετε τις ακόλουθες ερωτήσεις:

Δείτε μια πλήρη λίστα με κρίσιμες ερωτήσεις για τη σωστή επιλογή ζυγιστικού εξοπλισμού

• Επιλέξτε λύσεις ζύγισης που επιτρέπουν αλλαγές ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
• Συζητήστε με τους μηχανικούς πωλήσεων της ΝΕΥΤΩΝ πως μπορείτε να αυξήσετε την αξιοπιστία του εξοπλισμού ζύγισης.
• Ζητήστε από τους τεχνικούς της ΝΕΥΤΩΝ να υπολογίσουν την αβεβαιότητα μέτρησης του δικού σας ζυγού επί τόπου
• Χρησιμοποιήστε ζυγούς με ενσωματωμένη λειτουργία προειδοποίησης MinWeigh® για το ελάχιστο βάρος.

Δείτε Τεχνικά Χαρακτηριστικά για επιλεγμένους βιομηχανικούς ζυγούς.

Το περιεχόμενο του άρθρου προέρχεται από μετάφραση του φυλλαδίου "Choose the Right Scale" της METTLER TOLEDO GmbH (Κωδ. 44 099 021). Το πρωτότυπο κείμενο αποτελεί πνευματική ιδιοκτησία της METTLER TOLEDO GmbH.