En tant que « cerveau » des équipements d'ingénierie à grande échelle, le cœur d'un indicateur de moment de charge de grue La sécurité repose sur la détection précise de la charge et de l'amplitude. Celle-ci s'appuie sur divers capteurs et leurs indicateurs numériques rigoureux. Lors d'opérations de levage complexes, les capteurs doivent non seulement résister à de fortes vibrations mécaniques et à des variations de température importantes, mais aussi fournir des données précises en quelques millisecondes afin de prévenir les risques de renversement. Par conséquent, une analyse approfondie des valeurs numériques clés des capteurs de longueur, de pression et d'angle couramment utilisés dans les indicateurs de moment de charge est essentielle pour comprendre le fonctionnement de l'équipement et améliorer la précision de la surveillance.

Les capteurs de longueur sont essentiels au calcul de l'amplitude de travail de la grue. Actuellement, les solutions les plus courantes sur le marché sont les capteurs à potentiomètre, à fil et à impulsions. Les capteurs à potentiomètre présentent une structure simple, mais leurs performances numériques sont limitées par leur durée de vie et leur précision. La plage de variation de la résistance de sortie est généralement de 0 à 5 kΩ, et la précision linéaire est souvent de l'ordre de ±0,5 %. De plus, l'usure mécanique peut entraîner une dérive de la résistance. En comparaison, les capteurs à fil offrent des performances numériques supérieures, avec des résolutions atteignant 0,1 mm ou plus, une répétabilité contrôlée à ±0,05 % et des signaux de sortie généralement compris dans la plage standard 4-20 mA ou 0-10 V, ce qui améliore considérablement leur résistance aux interférences. Pour les grandes grues tout-terrain, les codeurs à impulsions sont privilégiés en raison de leur grande fiabilité, avec des impulsions par tour (IPR) généralement comprises entre 1000 et 2500. Cela signifie que même des déplacements infimes lors de l'extension et de la rétraction de la flèche peuvent être convertis en impulsions numériques précises, garantissant ainsi que les erreurs de calcul d'amplitude sont contrôlées au centimètre près.

Les capteurs d'angle surveillent l'angle d'élévation de la flèche, déterminant ainsi directement la courbe de charge nominale. Les capteurs d'inclinaison à deux axes sont actuellement les plus utilisés, leurs principaux indicateurs numériques étant la plage de mesure et la précision. Ces capteurs offrent généralement une plage de mesure de ±30° ou ±60°, suffisante pour couvrir toute la plage d'angles d'élévation lors du fonctionnement de la grue. En termes de précision, les capteurs de haute qualité peuvent atteindre une précision de mesure de ±0,1°C dans la plage de 0 à 40°C, et même après compensation de température, la précision est maintenue à ±0,2°C sur toute la plage de température (-40 à 85°C). Cette valeur est cruciale car, en conditions de grande portée, une erreur angulaire de 0,1° peut entraîner un écart de plusieurs dizaines de centimètres dans la position horizontale de l'extrémité de la flèche, affectant ainsi la précision du calcul du moment. De plus, le temps de réponse est également un indicateur clé, généralement inférieur à 100 millisecondes, afin de garantir que le système puisse capturer les changements d'angle en temps réel lors des mouvements rapides de la flèche.

Les capteurs de pression sont principalement utilisés pour déduire le poids de la charge en mesurant la pression d'huile du vérin hydraulique et sont essentiels aux indicateurs de moment de charge pour obtenir le signal de force. Les capteurs de pression à jauges de contrainte sont largement utilisés en raison de leur capacité de surcharge élevée, et leur plage de mesure est généralement définie en fonction du tonnage de la grue, par exemple 25 MPa, 40 MPa ou 60 MPa. En termes de précision, les applications industrielles requièrent généralement une précision globale supérieure à ±0,5 % de la pleine échelle, tandis que les applications de haute précision exigent ±0,25 % de la pleine échelle. Outre la précision statique, la sensibilité et la stabilité du signal de sortie des capteurs de pression sont tout aussi importantes. Une sensibilité courante est de 2 mV/V. Associée à un module de conversion analogique-numérique de haute précision, elle permet d'identifier efficacement les fluctuations infimes de la pression du système hydraulique. Parallèlement, pour compenser les variations importantes de température de l'huile hydraulique, la dérive thermique du point zéro du capteur doit être maîtrisée à ±0,02 % de la pleine échelle/°C et la dérive thermique de la pleine échelle à ±0,03 % de la pleine échelle/°C. Autrement, après un fonctionnement prolongé entraînant une augmentation de la température de l'huile, l'indicateur de moment de charge est sujet à de fausses alarmes ou à un dysfonctionnement.

Les capteurs de tension sont les principaux dispositifs de détection des systèmes d'indicateurs de moment de charge de grue qui surveillent directement la charge de levage. Ils sont principalement utilisés pour collecter la tension de travail du câble métallique en temps réel, reflétant avec précision le poids de levage réel et compensant efficacement les erreurs de calcul de la mesure de charge indirecte par les capteurs de pression. Ce sont des composants clés pour améliorer la précision de la surveillance des moments et prévenir les opérations de surcharge, et sont largement utilisés dans diverses grues mobiles et à tour. Actuellement, les principales applications de l'industrie sont les capteurs de tension de type roue et les capteurs de tension de poutre en porte-à-faux, qui conviennent aux conditions de fonctionnement complexes de levage, de relevage et d'orientation dynamiques des grues, et ont une excellente résistance aux chocs et à l'usure. Sa plage de mesure peut être adaptée avec précision aux spécifications de tonnage de la grue, couvrant généralement les spécifications courantes telles que 5 t, 10 t, 20 t et 50 t. Les grandes grues d'ingénierie peuvent être adaptées à des modèles à grande portée avec une capacité de plusieurs centaines de tonnes, couvrant complètement diverses plages de charges d'opérations de levage. En termes d'indicateurs de précision de base, le capteur de tension spécifique aux grues de qualité industrielle a une précision statique globale de ± 0,3 % FS et peut maintenir de manière stable une précision de mesure de ± 0,5 % FS dans des conditions de fonctionnement dynamiques complexes, répondant pleinement aux normes strictes en matière de calcul du moment. En termes de vitesse de réponse, le temps de réponse dynamique du capteur est inférieur à 80 millisecondes, ce qui lui permet de capturer les changements soudains de tension lors des processus de levage, de fluctuations de charge et de relevage en millisecondes, et de synchroniser les données de fonctionnement de l'équipement en temps réel. Parallèlement, pour s'adapter aux environnements d'exploitation extérieurs difficiles tels que les températures élevées et basses, les vibrations et la poussière, la plage de température de fonctionnement du capteur est de -35 ℃ à 75 ℃, avec une dérive de température du point zéro contrôlée à ± 0,03 % FS/℃. Il possède une excellente stabilité de température et des capacités anti-interférences, et produit un signal standard unifié de 4 à 20 mA, permettant une compatibilité précise avec les systèmes d'indicateurs de moment de charge. Grâce à une double vérification des données utilisant la mesure directe de la charge et la mesure de la charge hydraulique, la fiabilité de la surveillance de la sécurité du fonctionnement de la grue est considérablement améliorée.

En résumé, les performances d'un indicateur de moment de charge de grue ne dépendent pas d'un seul composant, mais de la performance coordonnée des indicateurs numériques de quatre types de capteurs : longueur, angle, pression et tension. Des codeurs à fil de haute précision et des capteurs de pression à très faible dérive thermique aux capteurs d'angle haute sensibilité et aux capteurs de tension à stabilité dynamique, chaque valeur représente une recherche constante de la sécurité. En pratique, seule une parfaite compréhension et une adaptation optimale de la plage de mesure, de la précision, de la résolution et des caractéristiques thermiques de ces capteurs permettent de concevoir un système de limitation de couple véritablement fiable, garantissant ainsi une sécurité maximale lors de chaque levage d'équipement lourd.