ABB PFTL101A 1.0KN 是ABB集团传动与控制部门推出的一款高精度张力测量传感器（俗称“张力头”或“张力检测器”）。该型号属于ABB PFTL 101A系列，额定测量能力为1.0千牛（kN）。它采用应变片测量原理，通过检测导向辊轴承座所受的力，间接计算出运行中卷材（如纸张、薄膜、金属带、线缆等）的实时张力，并将其转换为标准的模拟量信号（如4-20mA），是闭环张力控制系统中不可或缺的关键反馈元件。
应用场景：
在一家高速新闻纸印刷机的收卷单元，纸张的张力稳定至关重要。张力过大会导致纸张拉伸变形甚至断裂；张力过小则会造成收卷不紧、松垮，影响后续加工和运输。传统依靠操作工经验调节磁粉离合器的方式，难以应对印刷速度变化和卷径变化带来的张力波动，导致废品率居高不下。为此，印刷机制造商在收卷辊的浮动辊臂上集成了 ABB PFTL101A 1.0KN 张力传感器。传感器实时监测浮动辊所受的力，并将其转换为4-20mA信号反馈给 ABB ACS800系列变频器 内置的张力控制模块。变频器根据该反馈信号与设定值的偏差，动态调整收卷电机的转矩，从而实现了全自动、高精度的恒张力收卷。自从加装了这套以 PFTL101A 为核心的闭环系统后，收卷质量得到质的飞跃——卷材整齐、紧实，断纸率下降了80%，生产效率提升了15%。机长反馈：“现在收卷完全是‘自动驾驶’，我们再也不用紧张地盯着看了，出来的纸卷个个都是‘标准件’。”
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | PFTL101A （量程：1.0 kN） |
制造商 | ABB（瑞士） |
产品类别 | 张力测量传感器/变送器 |
额定张力 (FN) | 1.0 kN (约102 kgf) |
过载能力 | 通常为150% FN（安全过载），确保在意外冲击下不被损坏 |
输出信号 | 典型为 4-20 mA 两线制模拟量输出，与设定张力成线性比例 |
供电电压 | 标准两线制回路供电，电压范围通常为 10-30 V DC |
精度 | 高精度，典型线性误差 < ±0.5% FS（满量程） |
非线性与滞后 | 极小，确保测量的一致性与重复性 |
机械接口 | 设计用于安装于浮动辊或导向辊的轴承座，具体安装尺寸需参考图纸 |
电气连接 | 采用屏蔽电缆直接引出 或 密封接头，确保信号稳定 |
防护等级 | 通常为 IP65，防尘防水，适应潮湿、多粉尘的工业环境 |
环境温度 | 工作温度范围宽，例如 -10°C 至 +70°C |
核心特性 | 高精度应变片技术、坚固的合金钢或不锈钢结构、卓越的抗侧向力能力、易于集成 |
技术原理与创新价值：
ABB PFTL101A 1.0KN 的核心价值在于它将复杂的机械力精确、可靠地转换为可用的电信号，其技术创新体现在测量原理、机械设计和系统集成上。
创新点1：基于应变片的精密力学传感与温度补偿。 传感器内部核心是经过精密贴附的金属应变片，构成惠斯通电桥。当浮动辊受到卷材张力作用时，传感器弹性体产生微形变，引起应变片电阻变化，电桥输出与张力成正比的毫伏级电压信号。经过内置的高质量放大电路和先进的温度补偿技术，该信号被线性化并转换为稳定的4-20mA输出。这种设计确保了在宽环境温度范围内，测量结果依然高度准确、稳定，漂移极小。
创新点2：优化的机械结构与抗干扰设计。 PFTL101A 的机械结构经过专门设计，能够将卷材张力有效传递到测量元件，同时最大限度地抑制非测量方向（如侧向力、扭力）的干扰。其坚固的合金钢外壳不仅提供了IP65的防护，更能承受生产过程中可能出现的瞬时过载或机械冲击，确保了在高速、高振动的工业环境下的长期可靠性和使用寿命。
创新点3：与ABB传动产品的原生兼容性与易用性。 作为ABB自动化产品家族的一员，PFTL101A 与 ABB ACS系列变频器、ACS800/ACS880的DTC（直接转矩控制）平台以及相关的张力控制卡/软件 实现了深度优化和便捷集成。其输出信号特性和量程能够被ABB传动系统无缝识别和标定，大大简化了系统配置、调试和校准过程，缩短了工程时间，并保证了整个控制回路的最佳性能。
应用案例与行业价值：
案例一：锂电隔膜生产线收放卷张力控制。
锂电隔膜是一种极薄、极易拉伸的聚合物薄膜，在其拉伸、收卷过程中，张力的均匀性和稳定性直接决定隔膜的厚度一致性、孔隙率乃至最终电池的性能。某高端隔膜生产商在其双向拉伸（BOPP）生产线的收卷和放卷工位，采用了 ABB PFTL101A 1.0KN 传感器与ACS880变频器组成的全闭环张力控制系统。PFTL101A 高精度、高响应速度的特性，使得系统能够实时感知并补偿因膜卷直径变化、速度波动以及材料弹性带来的微小张力变化。通过精确的张力控制，确保了隔膜在高速生产（线速度>100m/min）过程中不产生皱褶、划痕或不可逆拉伸，产品厚度公差控制在±1%以内，良品率大幅提升。工艺工程师指出：“在微米级精度的世界里，PFTL101A 提供的稳定张力信号是我们实现精密控制的基石。”
行业价值： 在卷材处理行业（如印刷、造纸、塑料薄膜、纺织、金属轧制、线缆等），张力控制是核心工艺。ABB PFTL101A 1.0KN 这类高性能张力传感器的价值直接转化为产品质量、生产效率和原材料节省。它通过实现恒张力或锥度张力控制，有效消除了卷材起皱、跑偏、拉伸变形和断裂等问题，显著降低了废品率和停机时间。同时，优化的张力还能减少对机械部件的磨损，延长设备寿命。它是将传统依赖人工经验的工艺转化为稳定、可重复的自动化流程的关键传感器。
相关产品组合方案：
一个完整的闭环张力控制系统，以 ABB PFTL101A 1.0KN 为感知核心，通常需要以下组件协同工作：
ABB ACS800/ACS880 系列变频器：系统的“大脑”与“肌肉”，内置或通过附加卡支持高级张力控制算法，接收 PFTL101A 的信号并驱动电机。
ABB 张力控制应用软件/固件：如用于ACS800的“卷曲处理”应用宏，预置了成熟的张力控制逻辑和参数，简化编程。
浮动辊总成与轴承座：PFTL101A 需要正确安装在经过设计的浮动辊机构上，该机构将材料张力转化为作用于传感器的线性力。
导向辊与气缸/配重：为浮动辊提供平衡力，与传感器共同构成测量系统。
信号放大器/隔离器（如需要）：在某些长距离传输或强干扰环境中，可对 PFTL101A 的4-20mA信号进行放大或隔离。
人机界面（HMI）：用于设定目标张力、锥度系数，并显示实时张力值、卷径等信息。
卷径计算模块：通过编码器或超声波传感器测量实时卷径，为变频器提供锥度张力计算所需的关键参数。
ABB 其他量程的PFTL101A传感器：如 PFTL101A 0.5KN, 2.0KN, 5.0KN 等，以满足不同张力范围的应用需求。
安装维护与全周期支持：
ABB PFTL101A 1.0KN 的安装是保证测量精度的关键。必须由专业人员进行，确保传感器仅承受沿其敏感轴方向的力，避免侧向力或弯矩。通常需要使用专用的安装支架和联轴器，并严格按照手册要求的扭矩拧紧固定螺栓。安装后需要进行机械零点标定（在无张力状态下）和电气满量程标定（通常通过施加已知砝码或使用校准仪），并将标定参数输入控制系统。
日常维护相对简单，主要是定期检查传感器外观有无损伤，电缆及接头是否完好，紧固件是否松动。应避免传感器受到水浸、化学腐蚀或强烈冲击。可以定期（如每年）在停机时进行零点检查。
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