سوئیچ اختلاف فشار

سوئیچ اختلاف فشار یک دستگاه اندازه گیری اختلاف فشار است که با تغییر فشار فرآیند به مقدار معینی، کنتاکت الکتریکی را باز و بسته می کند. این وسیله به طور گسترده در صنایع برای کنترل خودکار و نظارت بر فشار مایعات استفاده می شود. هنگامی که فشار افزایش یا کاهش می یابد، سوئیچ اختلاف فشار ممکن است کنتاکت را قطع یا وصل کند. این دستگاه همچنین می تواند برای تشخیص نیروهای مکانیکی مورد استفاده قرار بگیرد.

انواع سوئیچ اختلاف فشار

انواع مختلفی از سوئیچ های اختلاف فشار وجود دارد که به بررسی هر یک می پردازیم انواع سوئیچ اختلاف فشار عبارت است از:

سوئیچ اختلاف فشار آب

با تطابق با استاندارد NAMUR، می ‌توان از سوئیچ‌ های جریانی نیز برای سوئیچ اختلاف فشار آب استفاده کرد. همچنین، در شرایط محیط‌ های انفجاری، این تجهیزات ممکن است به صورت Ex d یا Ex I در نظر گرفته شوند، و سنسورهای مورد استفاده برای این سوئیچ ممکن است از نوع خازنی یا دیافراگمی باشند.

سوئیچ اختلاف فشار تفاضلی

مفهوم باند مرده (dead band) یک مفهوم مهم در سوئیچ‌ های اختلاف فشار است. این مفهوم به اختلاف فشار بین نقطه Setpoint (نقطه تنظیم) که در آن سوئیچ فعال می‌ شود و نقطه فشاری که در آن سوئیچ reset می ‌شود، اشاره دارد. به عنوان مثال، اگر سوئیچ اختلاف فشار با نقطه Setpoint 1 بار و باند مرده 0.2 بار باشد و به صورت increasing باشد، وقتی سوئیچ به نقطه 1 بار برسد، کنتاکت فعال می ‌شود و تا فشار 1.2 بار کنتاکت وضعیت خود را حفظ می ‌کند.

سوئیچ اختلاف فشار هانیول

هنگامی که فشار از 1.2 بار عبور می ‌کند، سوئیچ به وضعیت قبل از حالت setpoint بازمی ‌گردد. در نصب این تجهیز، توجه به پایه ‌های مثبت (high pressure) و منفی (low pressure) ضروری است تا اشتباهی در اتصال تیوب‌ ها به تجهیز انجام نگیرد. همچنین، برای انتخاب سوئیچ اختلاف فشار هانیول، فشار استاتیک مورد درج بر روی آن‌ ها نیز باید مدنظر قرار گیرد.

سوئیچ اختلاف فشار هوا

به طور واضح ‌تر، اگر پایه low pressure دارای فشار 40 بار و پایه high pressure دارای فشار 42 بار باشد و دستگاه میزان 2 بار (اختلاف فشار) را نشان دهد، اگر شیر مربوط به پایه low pressure به هر دلیلی بسته شود و کل فشار 42 بار پایه high pressure بر روی دستگاه قرار بگیرد، دستگاه باید این مقدار فشار استاتیک را تحمل کند.

کاربرد سوئیچ اختلاف فشار

سوئیچ های اختلاف فشار در صنایع متعددی به کار می روند. این دستگاه ها به طور گسترده در کنترل تجهیزات صنعتی مانند دستگاه های پرس، ماشین های تزریق قالب پلاستیکی و جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین سوئیچ های فشار هیدرولیک و پنوماتیک فشار هوا را در کامیون ها برای کنترل فشار ترمز و در قطار ها به کار می برند. سوئیچ های اختلاف فشار همچنین در صنعت خودرو به عنوان مثال در نظارت بر روغن موتور، فرماندهی نیرو و انتقال مورد استفاده قرار می گیرند. در تجهیزات پزشکی نیز مانند سیستم های انتقال اکسیژن از سوئیچ های فشار برای نظارت بر فشار گاز ورودی بهره می برند. بر خی از سوئیچ های اختلاف فشار محفظه ندارند اما سوئیچ های اختلاف فشار ضد انفجار دارای محفظه های سنگینی هستند تا از اشتعال در محل های خطرناک جلوگیری کنند و اغلب در صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند.

ویژگی سوئیچ اختلاف فشار

ویژگی سوئیچ اختلاف فشار این است که در فشار های کم مانند هوای فشرده و هیدرولیک فشار بسیار پایین، حرکت های دیافراگم و بلوز ها بیشتر به کار می روند. گاهی اوقات لوله بوردون، نیز در این شرایط بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. اما در فشار های بالا،حرکات پیسستون و لوله بوردون به مراتب معمول تر است.

نکات سوئیچ اختلاف فشار

سوئیچ های اختلاف فشار با باند قابل تنظیم امکان تغییر تنظیمات برای افزایش یا کاهش نقاط تعیین شده را فراهم می کنند. این می تواند مورد نیاز باشد تا شرایط را برای بهبود دقت و عمر مفید سوئیچ تنظیم کرد. در مورد سوئیچ های الکترومکانیکی، دقت بیشترین مقدار خود را در ربع بالای محدوده عملیاتی داشته و در عملکرد پایین تری حداکثر عمر را دارد. بهترین تطابق، حفظ عملکرد سوئیچ در وسط محدوده است. با این حال، با تغییر شرایط کاری، ممکن است نقاط سوئیچ دوباره تنظیم شوند تا عملکرد بهتری را حفظ کنند.
سوئیچ اختلاف فشار به طور کلی یک دستگاه است که با استفاده از یک مکانیسم ساده، هنگامی که فشار ورودی به مقدار مورد نظر می رسد، یک کنتاکت الکتریکی را فعال می کند و این کنتاکت به عنوان یک سیگنال به مکان مورد نظر ارسال می شود.
برای نظارت بر مقادیر فشار بالا (H)، فشار خیلی بالا (HH)، فشار پایین (L) و فشار خیلی پایین(LL)، از پرشر سوئیچ استفاده می شود. اغلب پرشر سوئیچ ها به صورت تفاضلی عمل کرده و در صورت رسیدن اختلاف فشار به حدی معین، سوئیچ ها سیگنال NO یا NC را ارسال می کنند و ما را از رسیدن فشار به مقادیر مورد نظر مطلع می سازند.
سوئیچ های سری عملکرد از حسگر های نوع یا لوله های بوردون بهره می برند که پاسخ خطی به تغییرات را ارائه می دهند. این سنسور ها با مکانیسم دقیق از جنس استنلس طراحی شده اند تا اصطکاک در قسمت های متحرک را به حداقل برسانند و به مشتریانی که از این سری انتظار دقت و عملکرد برتر را دارند، کمک کنند.

اصول سوئیچ اختلاف فشار

سوئیچ اختلاف فشار (دی پی سوئیچ) در واقعیت، همانند یک سوئیچ فشار، یک وسیله از اندازه گیری ابزار دقیق است که بر پایه اصول ابتدایی اهرم ها و نیروهای متصاد عمل می کند. این دستگاه ها عمدتا برای اندازه گیری اختلاف فشار بین دو نقطه در یک گیاه یا سیستم مورد استفاده قرار می گیرند. این عناصر شامل موارد زیر هستند:

• حسگری که از حلقه یا دیافراگم (با مواد فلزی یا الاستومریک) ساخته شده است.
• یک چشمه پایدار برای تعیین محدوده نقطه تعیین.
• یک میکروسوئیچ با عملکرد سریع و انواع مختلف مانند SPDT، DPDT و غیره.

عملکرد سوئیچ اختلاف فشار

سوئیچ های اختلاف فشار عملکردی متمایز دارند که توانایی تشخیص تغییرات فشار بین دو نقطه را دارند و از این اختلاف فشار برای فعال یا غیرفعال کردن یک سوئیچ الکتریکی استفاده می کنند. روش عملکرد این سوئیچ ها به شرح زیر است:
تشخیص فشار: سوئیچ اختلاف فشار به یک سیستم یا فرآیند متصل می شود که دارای دو نقطه فشار مختلف است. این نقاط ممکن است در دو طرف یک دیافراگم واقع شده یا به دو بخش مجزا متصل شوند.
جابجایی دیافراگم: هنگامی که تغییری در فشار بین دو نقطه رخ می دهد، دیافراگم سوئیچ اختلاف فشار تحت تأثیر قرار می گیرد. دیافراگم یک غشاء انعطاف پذیر است که به تغییرات فشار پاسخ می دهد.
مقاومت فنر: جابجایی دیافراگم توسط یک فنر کالیبره در داخل سوئیچ اختلاف فشار مقاومت می یابد. این فنر نیروی مقاومتی ایجاد می کند که برای فعال شدن سوئیچ باید غلبه شود.
آستانه فعال سازی: سوئیچ اختلاف فشار دارای یک آستانه فعال سازی قابل تنظیم است که توسط فشردگی یا تنش فنر تعیین می شود. وقتی که نیروی ایجاد شده توسط دیافراگم به مقاومت فنر غلبه کرده و به آستانه تنظیم برسد، سوئیچ الکتریکی فعال می شود.
سوئیچ الکتریکی: پس از رسیدن به آستانه فعال سازی، سوئیچ الکتریکی در داخل سوئیچ اختلاف فشار اپن یا کلوز می شود، البته با توجه به طراحی و نیازهای کاربردی. این سوئیچ می تواند برای کنترل عملکردها یا فرآیندهای مختلفی مورد استفاده قرار گیرد، مانند روشن و خاموش کردن موتورها، فعال سازی هشدارها یا راه اندازی سیستم های ایمنی.
مدل های مختلف سوئیچ های اختلاف فشار ممکن است ویژگی های اضافی پیشرفته ای داشته باشند، مانند روش های انتقال جابجایی دیافراگم به دکمه سوئیچ برق. این ویژگی ها به منظور بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان آنها است.

مزایای استفاده از سوئیچ اختلاف فشار

سوئیچ های اختلاف فشار دارای مزایای چندگانه ای هستند که شامل موارد زیر می شوند:
قابلیت اطمینان بالا: این سوئیچ ها از دستگاه های قابل اعتمادی هستند که به مدت طولانی بدون خرابی کار می کنند. این اطمینان از عملکرد بهتر و پایداری در طول زمان را به کاربران ارائه می دهد.
تنوع بالای کاربردها: سوئیچ های اختلاف فشار در طیف گسترده ای از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرند. این شامل صنایع مختلفی مانند صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، صنایع فرآیندی، و صنایع خودروسازی می شود. این تنوع به کاربران امکان می دهد تا به راحتی سوئیچ مناسب برای نیازهای خود را انتخاب کنند.
قیمت مناسب: در مقایسه با دیگر روش های کنترل فشار، سوئیچ های اختلاف فشار نسبتا ارزان هستند. این موضوع باعث می شود که این سوئیچ ها به عنوان یک گزینه اقتصادی برای کاربران در نظر گرفته شوند و در تعداد زیادی از صنایع مورد استفاده قرار گیرند.

عوامل موثر در انتخاب سوئیچ اختلاف فشار

هنگام خرید سوئیچ اختلاف فشار، توجه به عوامل مختلفی ضروری است که می تواند بر عملکرد و کارایی سوئیچ تاثیر بگذارد. در ادامه، به بررسی دقیق تر این عوامل می پردازیم:
رنج اندازه گیری: رنج اندازه گیری، محدوده حداکثر اختلاف فشاری است که سوئیچ قادر به اندازه گیری آن می باشد. این پارامتر باید با محدوده فشار مورد نیاز در کاربرد خاص همخوانی داشته باشد تا عملکرد بهینه تضمین شود.
حساسیت: حساسیت سوئیچ اختلاف فشار به حداقل میزان اختلاف فشاری اشاره دارد که باعث فعال شدن سوئیچ می شود. انتخاب حساسیت مناسب اهمیت بالایی دارد زیرا تعیین می کند که سوئیچ در چه مقطعی از تغییرات فشار واکنش نشان دهد. حساسیت بیشتر، توانایی تشخیص تغییرات کوچک تر در فشار را فراهم می کند.
نوع عملکرد: نوع عملکرد سوئیچ اختلاف فشار نشان می دهد که سوئیچ در چه شرایطی فعال می شود. انواع مختلفی از سوئیچ ها وجود دارند:
ON/OFF: سوئیچ در یک حالت مشخص (روشن/خاموش) عمل می کند.
NC/NO: سوئیچ در حالت عادی بسته (NC) یا باز (NO) قرار دارد و با تغییر فشار، وضعیت خود را تغییر می دهد.
مرحله ای: سوئیچ به صورت مرحله ای عمل می کند و ممکن است چندین مرحله مختلف برای فعال سازی داشته باشد.
شرایط محیطی: شرایط محیطی مانند دما، رطوبت، و وجود گرد و غبار می تواند تاثیر قابل توجهی بر عملکرد سوئیچ اختلاف فشار داشته باشد. انتخاب سوئیچ مناسب برای محیط کاری خاص می تواند عمر مفید و دقت عملکرد سوئیچ را افزایش دهد. برای مثال، در محیط های با دمای بالا، نیاز به سوئیچ هایی است که در برابر حرارت مقاوم باشند.
با توجه به این عوامل، انتخاب صحیح سوئیچ اختلاف فشار می تواند به بهبود عملکرد سیستم ها و تجهیزات مرتبط با فشار کمک کند و از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری نماید.