مطالعه و بررسی نحوه کار پرشر سوئیچ، یکی از ابزارهای دقیق کنترل فشار در سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک با نیاز به کنترل الکتریکی، مورد تحلیل قرار می گیرد.
نحوه کار پرشر سوئیچ
نحوه کار پرشر سوئیچ در بررسی وظایف آن می تواند به این صورت تشریح شود: این دستگاه، یک منوستات است که دارای یک مکانیزم عملکردی بسیار ساده است که یک مدار الکتریکی را در فشار مشخصی روشن یا خاموش می کند. این فشار به عنوان نقطه تنظیم سوئیچ معروف است. از بوردون تیوب، دیافراگم یا سیلندرهای بیلوز می توانند برای فعال سازی سوئیچ استفاده شوند. زمانی که فشار به مقدار معینی در پرشر سوئیچ می رسد، یک کانکتور الکتریکی فعال می شود. این کانکتور فعال شده با ارسال یک سیگنال الکتریکی، دستورات مورد نظر را به محل مشخصی ارسال می کند.
مکانیسم های مختلف نحوه کار پرشر سوئیچ
پرشر سوئیچ برای انتقال عملکرد به کنتاکت الکتریکی از مکانیسم های مختلفی استفاده می کند. سوئیچ فشار مانند مانومتر از المان های مشابهی برای تبدیل فشار به حرکت مکانیکی استفاده می کند. سنسور، فشار را اندازه گیری کرده و آن را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. پرشر سوئیچ در سیستم، فشار را نظارت می کند و با رسیدن آن به مقدار تنظیم شده، فرمان الکتریکی را صادر می کند.
سنسور فشار یا المان فشار در پرشر سوئیچ ممکن است یکی از مدل های زیر باشد:
- پرشر سوئیچ کپسولی
- پرشر سوئیچ دیافراگمی
- پرشر سوئیچ بیلوز دار
- پرشر سوئیچ بردونی
- پرشر سوئیچ پیستون
با تغییر سنسور مورد استفاده در ساختار پرشر سوئیچ، دقت و رنج فشار قابل تنظیم و تغییر می شود.
به عنوان مثال، فشارسنج کپسولی، با دقت بالا می تواند رنج فشارهای میلی باری را اندازه گیری کند. همچنین، با فشارسنج بوردونی، می توان بازه های فشار را به صورت باری اندازه گیری کرد.
قطع و وصل کنتاکت در پرشر سوئیچ
در همه ی سنسورهای اشاره شده، سنسور با اعمال نیرو تغییر شکل می دهد و حرکت می کند، در نهایت کنتاکت را قطع و وصل می کند.
زمانی که فشار کمتر از مقدار تنظیم شده باشد، سوئیچ فشار ممکن است به صورت باز (Normally open) یا بسته (Normally Close) باشد.
Normally open
در سوئیچ Normally open، تا زمانی که فشار از مقدار تنظیم شده بالاتر نرود، سوئیچ باز باقی می ماند. با رسیدن فشار به مقدار تنظیم شده، سنسور باعث می شود که کانتکت ناگهانی و به سرعت بسته شود.
اگر فشار کاهش یابد و از مقدار تنظیم شده کمتر شود، کانتکت دوباره باز می شود.
Normally Close
در سوئیچ Normally Close، سوئیچ در حالت بسته است تا زمانی که فشار از مقدار تعیین شده افزایش یابد. در این حالت، سوئیچ خیلی سریعا باز می شود و تا زمانی که فشار کاهش یابد، در این حالت باقی می ماند.
بیشتر سوئیچ های فشار در هر دو حالت باز و بسته می توانند عمل کنند. بنابراین، با توجه به نوع کاربرد می توان سوئیچ مورد نظر را انتخاب کرد.
تنظیم دقت پرشر سوئیچ
در بعضی از سوئیچ های فشار، یک فنر به منظور تنظیم حساسیت سوئیچ استفاده می شود. از طریق این فنر، می توان دقت پرشر سوئیچ را تا یک حد مشخص تنظیم کرد.
سوئیچ فشار یک ولوم تنظیم دارد که با استفاده از آن می توان دامنه عملکرد سوئیچ را تنظیم و انتخاب کرد.
به عنوان مثال، اگر پرشر سوئیچ با رنج ۰…۶ بار، توانایی تنظیم درجه داشته باشد، می توان درجه را برای یکی از فشارهای ۱، ۲، ۳، ۴، ۵ یا ۶ تنظیم کرد تا در هر یک از این فشارها سوئیچ عمل کند.
پرشر سوئیچ تفاضلی
در مدل تفاضلی پرشر سوئیچ، دامنه دومی نیز تعریف شده است که در واقع دامنه حساسیت عملکرد پرشر سوئیچ است. این دامنه حساسیت معمولا بین ۰٫۱ تا ۱ بار در سوئیچ های فشار مختلف متغیر است.
به عنوان مثال: اگر درجه تنظیم را بر روی ۴ بار قرار داده و دامنه حساسیت را بر روی ۰٫۵ قرار دهیم، سوئیچ یک بار در ۴٫۵ بار و یک بار در ۳٫۵ بار عمل می کند.
دسته بندی پرشر سوئیچ بر اساس عملکرد
پرشر سوئیچ ها بر اساس عملکرد و کاربردهای خاص می توانند به شکل زیر دسته بندی شوند:
پرشر سوئیچ هوا
این سوئیچ ها در سیستم های پنوماتیک یا تجهیزات کمپرسورهای هوا به کار می روند و ساختار ساده ای دارند.
پرشر سوئیچ گاز
سوئیچ های گازی برای استفاده در گازهای قابل اشتعال استفاده می شوند و معمولا برای جلوگیری از جرقه زدایی در بخش الکتریکی آنها تدابیری اندیشیده می شود.
پرشر سوئیچ آب
در پمپ های آب، خطوط آبدهی و سیستم های مشابه از این نوع سوئیچ ها استفاده می شود که ساختار ساده ای دارند.
پرشر سوئیچ بخار
این نوع سوئیچ ها برای تحمل دماهای بالا و استفاده در محیط های دارای بخار و گرما به کار می روند و قابلیت مقاومت در برابر رطوبت را نیز دارا می باشند.
کاربرد سوئیچ فشار
سوئیچ های فشار برای کنترل و محدود کردن مقادیر فشار در محیط های مختلف به کار می روند و از جمله کاربردهای آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
پمپ های آب: در سیستم های آبدهی و آبیاری، سوئیچ های فشار مورد استفاده قرار می گیرند تا فشار آب را در محدوده مشخصی نگه دارند و در صورتی که فشار از حد معین بیرون رود، عملکرد پمپ ها را تنظیم نمایند.
کمپرسورهای گاز الکترونیکی: در سیستم های پنوماتیک یا کمپرسورهای هوا و گاز، این سوئیچ ها برای کنترل و نظارت بر فشار استفاده می شوند تا فشار در محدوده ای از تنظیمات باقی بماند.
کنترل شارژ داخل باتری: سوئیچ های فشار در باتری ها برای مانیتور کردن و کنترل فشار و شارژ استفاده می شوند تا جلوی مشکلاتی نظیر افت فشار و برداشت یا شارژ ناکافی را بگیرند.
آلارم ها در هواپیما: برای فعال سازی آلارم و هشدار در صورت کاهش یا افزایش ناگهانی فشار در هواپیما از این سوئیچ ها استفاده می شود تا سریعا اقدامات لازم برای حفظ امنیت انجام شود.
پنل های فشار در درب های کشویی: سوئیچ های فشار بر روی درب های کشویی و پنل هایی که به صورت اتوماتیک باز و بسته می شوند استفاده می شوند تا در فشارهای مشخصی باز و بسته شوند.
سوئیچینگ در جریان های بالا: برای محافظت و کنترل جریان در مدارهای بالا، به ویژه در پمپ ها و درایوها از سوئیچ های فشار استفاده می شود تا جریان را در شرایط معینی قطع یا وصل نمایند.
شرکت مهندسی دیباگران فرآیند (DifaCo) با بیش از 18 سال تجربه در زمینه ارائه خدمات مهندسی، کنترل فرآیندی، تولید و تامین تجهیزات اندازه گیری فشار از جمله با ترانسمیتر فشار، سوئیچ فشار و گیج فشار فعالیت می کند.