سـوئیچ سـطح یـا لـول سـوئیچ (Level Switch) یکـی از مهمتریـن تجهیـزات حفاظتـی و کنترلـی جهت نظـارت و کنترل سطح مایعات، دوغاب ها و مواد جامد پودری در مخازن، سیلوها و سایر ظروف است. عملکرد اصلی آنها ارائه بازخورد از سطح یک سیال است که سیستم های کنترل خودکار را قادر می سازد تا سطوح مورد نظر را حفظ کنند همچنین از سرریز شدن جلوگیری و ایمنی در فرآیندهای صنعتی را تضمین کنند.
افزایـش بیـش از حـد ارتفـاع مخـزن باعـث سـر ریـز شـدن محتـوای داخـل آن و همچنیـن کاهـش بیـش از حـد سـیال داخـل مخـزن منجـر بـه آسـیب دیـدن پمـپ و سـایر تجهیـزات فرآینـدی می شود. سوئیچ سطح یک روش مکانیکی یا الکترومکانیکی برای اندازه گیری سطح سیالات مختلف نظیر مایعات یا جامدات است و سیگنال دیجیتالی ( on/ off) به سایر تجهیزات مانند پمپ ها ارسال می کند. در صورتی که سطح سیال در مخزن از ارتفاع یا عمق از پیش تعیین شده (Set Point) عبور کند موجب تغییر وضعیت در کنتاکت الکتریکی داخل سوئیچ می شود.
بنابراین سوئیچ سطح به منظور تشخیص زمانی که سطح یک سیال به یک نقطه از پیش تعیین شده میرسد، مورد استفاده قرار میگیرد. معمولا سوئیچ سطح در نزدیکی بالا یا پایین یک مخزن نصب میشود و با افزایش یا کاهش بیش از حد سطح سیال یک کنتاکت الکتریکی تغییر وضعیت داده و سیگنال خروجی به سایر تجهیزات ارسال می شود.
برخلاف ترانسمیترهای سطح، که به طور مداوم (Continuous) سطح سیالات را اندازه گیری می کنند و سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر به اتاق کنترل ارسال می کنند سوئیچ های سطح تنها برای تشخیص سطح سیالات در مخازن طراحی شده اند و هنگامی که سطح به یک نقطه از پیش تعیین شده می رسد سیگنال دیجیتال قطع یا وصل (on/off) را ارائه می دهند.
هدف از ارائه این مقاله آشنایی با انواع سوئیچ سطح جهت انتخاب بهترین گزینه هنگام خرید است زیرا انتخاب صحیح سوئیچ سطح نه تنها به بهبود ایمنی و کارایی سیستمهای صنعتی کمک میکند، بلکه میتواند به کاهش هزینهها و افزایش بهرهوری نیز منجر شود.
پیکاتک به عنوان بزرگترین و برترین فروشگاه تخصصی تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات صنعتی در ایران، گزینهای ایدهآل برای تامین تجهیزات در صنایع مختلف است. با تنوع بالای محصولات و مشاوره فنی رایگان می توانید بهترین انتخابها را بر اساس نیازهای فنی و بودجه داشته باشید.
فروشگاه تخصصی ابزار دقیق پیکاتک به عنوان یکی از پیشگامان در زمینه تأمین تجهیزات صنعتی، انواع سوئیچهای سطح (خازنی، دیسپلیسری، چنگالی، لرزشی، فلوتری، دیافراگمی، پدالی و غیره) را از برندهای معتبر و شناختهشده جهانی مانند ویکا، موبری، روزمونت، اندرس هاوزر، وگا و بسیاری دیگر ارائه میدهد.
جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد مشخصات فنی و قیمت سوئیچ سطح میتوانید با کارشناسان فروش ما به شماره 87700142-021 تماس حاصل فرمایید. کارشناسان فنی ما آماده اند تا به شما در انتخاب بهترین گزینهها بر اساس نیازهای خاص شما کمک کنند و اطلاعات دقیق و مفیدی را در اختیار شما قرار دهند.
لول سوئیچ به گونهای طراحی شده است که در صورت تشخیص سیال در ارتفاع مشخصی که از پیش تعیین شده است (Set Point) وضعیت یک کنتاکت الکتریکی را تغییر میدهد. این تغییر وضعیت میتواند به قطع یا وصل شدن جریان الکتریکی منجر شود و به این ترتیب کنترل دقیقی بر روی تجهیزات دیگری مانند پمپها، کمپرسورها و سایر تجهیزات ایجاد کند.
لول سوئیچها به دو دسته اصلی سوئیچهای سطح پایین (Low Level Switch) و سوئیچهای سطح بالا (High Level Switch) تقسیم می شوند. هر یک از این سوئیچها به نحوی طراحی شدهاند که عملکرد خاصی را در کنترل سطح مایعات انجام دهند.
سوئیچ سطح پایین (Low Level Switch) معمولاً در پایین مخزن نصب میشود و تیغههای کنتاکت الکتریکی در این سوئیچ به صورت نرمال بسته (Normally Closed) یا به اختصار NC می باشند. هنگامی که سطح مایع در مخزن به پایینترین حد خود برسد، تیغههای کنتاکت تغییر وضعیت میدهند و باز میشوند. این عمل منجر به قطع جریان الکتریکی در مدار میشود، به طوری که مثلاً یک پمپ خاموش خواهد شد. این ویژگی به جلوگیری از آسیب به پمپ و سایر تجهیزات کمک میکند، زیرا کارکرد بدون سیال میتواند منجر به خرابی آنها شود.
اما سوئیچ سطح بالا (High Level Switch)در بالای مخزن نصب میشود و تیغههای کنتاکت الکتریکی آن به صورت نرمال باز (Normally Open) یا به اختصار NO خواهند بود. با رسیدن سطح مایع به بالاترین مقدار تعیین شده، تیغههای کنتاکت تغییر وضعیت میدهند و بسته میشوند.
این عمل باعث میشود که جریان الکتریکی در مدار وصل شود و به عنوان مثال، یک پمپ آب روشن گردد. این ویژگی به کنترل و مدیریت سطح مایع در مخزن کمک میکند و از سرریز شدن آن جلوگیری میکند.
سوئیچ های سطح در انواع متنوعی بر اساس تکنولوژی های مختلف تولید می شوند و هر نوع سوئیچ سطح مزایا و محدودیت های خود را دارد، بنابراین درک این عوامل به شما کمک می کند تا بهترین انتخاب را برای نیازهای خود داشته باشید. در ادامه این مقاله انواع سوئیچ سطح و عملکرد آنها ذکر می شوند:
لول سوئیچ دیسپلیسری یکی از تجهیزات کنترلی سطح مایعات در مخازن و تانکها است که بر اساس اصل ارشمیدس عمل میکند و به دلیل طراحی ساده و عملکرد قابل اعتماد، در صنایع مختلف کاربرد دارد. سوئیچ سطح جابجایی از یک شناور، یک فنر و یک مکانیسم سوئیچ تشکیل شده است و مناسب سیالات دوفازی مانند آب و نفت می باشد.
اصل کار یک سوئیچ سطح جابجایی بر اساس اصل ارشمیدس است، که بیان می کند جسمی که در یک سیال غوطه ور شده است، نیروی شناوری رو به بالا برابر با وزن سیال جابجا شده توسط بدن را تجربه می کند. جابجایی معمولاً یک جسم استوانه ای یا کروی است که از ماده ای ساخته شده است که در برابر سیال مورد اندازه گیری مقاوم است. از یک نقطه محوری یا یک بازوی منعطف آویزان است و به آن اجازه می دهد تا با سطح مایع به صورت عمودی حرکت کند.
با افزایش سطح مایع، دیسپلیسر بیشتر در مایع غوطه ور می شود و باعث می شود که نیروی شناوری را تجربه کند. هنگامی که سطح مایع کاهش می یابد، دیسپلیسر کمتر در آب فرو می رود و نیروی شناور کاهش می یابد. دیسپلیسر به مکانیزم سوئیچ (اغلب یک سوئیچ نی یا یک میکرو سوئیچ) متصل است. هنگامی که نیروی شناوری به آستانه معینی می رسد (Set Point)، کنتکت سوئیچ را برای باز یا بسته شدن فعال می کند و سیگنال الکتریکی را برای کنترل سایر تجهیزات (مانند پمپ ها، آلارم ها یا شیرها) ارسال می کند.
سوئیچ سطح خازنی نوعی سوئیچ سطح است که از تغییرات در ظرفیت الکتریکی برای تشخیص وجود یا عدم وجود یک ماده مایع یا جامد در مخزن یا مخزن استفاده می کند. مکانیزم سوئیچ های سطح بر اساس اصل ظرفیت خازنی می باشد که ظرفیت بین دو الکترود یا پراب زمانی که یک سیال در تماس با ثابت دی الکتریک در فضای بین الکترودها قرار می گیرد تغییر می کند. این تجهیزات مناسب انواع سیالات تمیز Clean می باشند و در کنار مخزن نصب می شوند.
تا هنگامی که سیال به سنسور پراب برخورد نکند هیچ تغییری در وضعیت کنتاکت ایجاد نمی شود. اما با رسیدن سیال مخزن به پراب سنسور (پر شدن مخزن) ظرفیت خازن لول سوئیچ تغییرو کنتاکت رله سوئیچ به صورت خودکار از حالت باز به بسته تغییر وضعیت می دهد. به عبارت دیگر با رسیدن سطح سیال در مخزن به آستانه تعیین شده موجب تغییر در ظرفیت و سوئیچ سطح خازنی را فعال می کند تا یک سیگنال خروجی را فعال کند. این سیگنال اغلب برای کنترل تجهیزات دیگر مانند پمپ ها، شیرها یا ارائه بازخورد به یک سیستم کنترل استفاده می شود.
سوئیچ سطح فلوتری جهت نظارت و کنترل بر سطح مایعات مختلف، حفاظت از پمپ، ایجاد سیگنال های هشدار و حفاظت در برابر خشکی و سرریز شدن به کار می رود. سوئیچ های شناوری نقش حیاتی در سیستمهای اندازهگیری مبتنی بر شناور برای نظارت بر سطح مایعات ایفا میکنند. این سوئیچ ها معمولاً در ترکیب با پمپها استفاده میشوند و شامل انواع مختلفی نظیر کابلی، مغناطیسی و رید سوئیچ هستند.
سوئیچهای شناور تجهیزاتی هستند که برای تشخیص سطح حدی مایعات مختلف طراحی شدهاند. این سوئیچها با استفاده از شناورها، سطح مایع داخل مخزن را به دقت تعیین میکنند. کاربرد اصلی آنها کنترل پمپها است و میتوانند برای نظارت بر یک یا چند سطح پر شدن مورد استفاده قرار گیرند. به دلیل سادگی، قابلیت استفاده جهانی و اعتماد بالای آنها، سوئیچهای شناور در بسیاری از صنایع کاربرد دارند.
با توجه به نیازهای دقت سوئیچهای سطح میتوانند با کنتاکتهای نی (reed contact)، زنجیر نی یا سیستمهای اندازهگیری مغناطیسی طراحی شوند. نشانگرهای سطح بایپس، مشابه سوئیچهای سطح، در کنار مخزن نصب میشوند و معمولاً با یک نشانگر مغناطیسی برای نمایش بصری سطح مایع ترکیب میشوند.
فلوتر به صورت شناور طراحی شده است، به این معنی که روی سطح مایع شناور می شود. با افزایش یا کاهش سطح مایع، شناور متناسب با آن بالا یا پایین می رود. شناور به مکانیزم سوئیچ متصل است و هنگامی که شناور به یک سطح از پیش تعیین شده (بالا یا پایین) می رسد، سوئیچ را فعال می کند که می تواند برای فعال یا غیرفعال کردن یک مدار الکتریکی طراحی شود.
هنگامی که سطح مایع نسبت به ست پوینت افزایش می یابد، شناور به سمت بالا حرکت می کند و سوئیچ را فعال می کند که می تواند برای جلوگیری از سرریز شدن یک پمپ یا زنگ هشدار را خاموش کند. برعکس، زمانی که سطح مایع پایین می آید، شناور به سمت پایین حرکت می کند و مجدد سوئیچ را فعال می کند که می تواند پمپ را برای پر کردن مخزن روشن کند.
هنگام استفاده از سوئیچهای سطح شناوری، عواملی مانند چگالی و ویسکوزیته سیال، اندازه و وزن شناور، و همچنین وجود تلاطم یا همزدن میتواند بر دقت و قابلیت اطمینان تشخیص سطح تأثیر بگذارد. همچنین، لازم به ذکر است که سوئیچهای سطح شناوری تنها برای کنترل سطح مخازن حاوی مایعات مناسب هستند و برای مواد جامد پودری شکل قابل استفاده نمیباشند.
در اندازهگیری سطح نقطهای با استفاده از سوئیچهای سطح ارتعاشی، یک میله یا چنگال بهصورت ارتعاشی تنظیم میشود. زمانی که پراب ارتعاشی با سیال تماس پیدا میکند، ارتعاش آن تغییر میکند و سوئیچ سطح ارتعاشی یک فرمان سوئیچینگ صادر میکند. این سوئیچها به عنوان تجهیزاتی برای حفاظت از پر شدن بیش از حد یا نشانگرهای سطح پایین در مایعات و همچنین در مواد جامد تودهای دانهای و پودری مورد استفاده قرار میگیرند.
سوئیچهای سطح لرزشی بهراحتی نصب میشوند و قابلیت ارائه اندازهگیری سطح نقطهای قابل اعتماد را دارند. این ویژگیها به آنها اجازه میدهد که بهطور مستقل از موقعیت نصب، فشار، دما، فوم، ویسکوزیته و اندازه دانه عمل کنند. برخلاف سوئیچهای فلوتری، سوئیچهای سطح ارتعاشی طراحی بسیار فشردهای دارند که بهویژه برای نظارت بر حد مجاز سطوح در سیستمهای پایپینگ مناسب می باشند. یکی از مزایای دیگر این سوئیچها این است که از موقعیت نصب مستقل هستند، که این ویژگی آنها را به ابزاری همهکاره تبدیل میکند.
علاوه بر این سوئیچهای سطح ارتعاشی برای مواد جامد مانند گرانولها یا پودرها نیز به کار می روند اما سوئیچهای شناوری تنها برای تشخیص سیالات مایع قابل استفاده هستند. در ادامه به معرفی انواع سوئیچ سطح لرزشی می پردازیم:
سوئیچهای چنگالی یا دیاپازونی نوعی سوئیچ لرزشی است که بر اساس نوع چنگال و ویژگیهای سیال فرآیندی در دو مدل اصلی چنگال بلند و مدل چنگال کوتاه تولید می شوند. لول سوئیچ لرزشی با چنگال های بلند و سنسور داخلی استک (Stack driver vibrating switch) مناسب برای سیالات جامد بالکی مانند قهوه و غیره می باشند. اما لول سوئیچ های چرخشی با چنگال های کوتاه با سنسور بای مورف (Bi morph vibrating switch) برای کنترل سطح سیالات مایع به کار می روند.
سوئیچ سطح چنگالی بر اساس اصل تشدید و تغییر فرکانس ارتعاش هنگامی که چنگال با سیال مایع یا جامد در تماس قرار می گیرد، عمل می کند. این تجهیز از یک ساختار چنگالی تشکیل شده است که در یک فرکانس خاصی ارتعاش می کند و معمولاً از ماده ای بادوام ساخته می شود تا در برابر شرایط محیطی که در آن استفاده می شود مقاومت کند.
برای تشخیص سطح نقطهای در مایعات، حسگری به شکل چنگال دیاپازونی در فرکانس تشدید خود ارتعاش می کند و این تحریک بهصورت پیزوالکتریکی عمل میکند. هنگامی که چنگال وارد محیط میشود، فرکانس نوسان تغییر میکند که در نهایت این تغییر تحلیل شده و به یک سیگنال سوئیچینگ تبدیل میشود.
وجود مایع یا جامد فرکانس ارتعاش چنگال را تغییر می دهد و این تغییر توسط الکترونیک داخلی سوئیچ تشخیص داده می شود. هنگامی که فرکانس چنگال فراتر از یک آستانه از پیش تعیین شده تغییر می کند (که نشان می دهد سطح مواد به نقطه خاصی رسیده است) سوئیچ فعال می شود.
این فعالسازی میتواند یک سیگنال خروجی را برای کنترل سایر تجهیزات مانند پمپها یا آلارمها راهاندازی کند. یکی از مزایای سوئیچ های سطح چنگالی تنظیم استقلال آنها از عوامل خارجی مانند فشار، دما، ویسکوزیته و فوم است و باعث می شود آنها در کاربردهای مختلف بسیار قابل اعتماد باشند.
سوئیچ سطح میلهای برای مواد جامد فلهای با دانههای درشت طراحی شده است و بهطور قابل اعتماد و دقیقی حداقل یا حداکثر سطح مجاز را بر اساس سیگنال نقطه تنظیم (set point) ارائه میدهد. سطح صاف میله ارتعاشی، که فاقد گوشهها یا لبههای تیز است از گیرکردن یا انسداد جامدات حجیم جلوگیری کرده و به راحتی تمیز میشود. طراحی تک میله ای آن راه حلی را برای چنگال هایی که ممکن است مسدود شوند یا آسیب ببینند ارائه می دهد.
سوئیچ سطح ارتعاشی میله ای در حالت عادی انرژی را دریافت کرده و با کمک یک مدار الکترونیکی در حالت رزونانس نگه داشته میشود. زمانی که سوئیچ در مواد جامد حجیم غوطهور میشود، ارتعاش آن کاهش مییابد. تجهیزات الکترونیکی داخلی این سوئیچ، سیگنال میرایی را به یک فرمان سوئیچینگ تبدیل میکند که میتواند برای مثال برای جلوگیری از پر شدن بیش از حد یا تشخیص سطح خالی بودن مخزن استفاده می شود. بهطور کلی، میلههای ارتعاشی یک راهکار موثر برای اندازهگیری سطح مواد جامد در مخازن، سیلوها هستند و بهخوبی برای پاسخ به طیف گستردهای از چگالی مواد، از پودرهای ریز تا سنگدانهها طراحی شدهاند.
سوئیچ هاس سطح دیافراگمی، که به عنوان سنسورهای فشار دیافراگمی نیز شناخته میشوند، اجزای کلیدی در بسیاری از کاربردهای صنعتی به شمار میروند. این تجهیزات نقش مهمی در اندازهگیری و کنترل سطح مایعات در ظروف و سیستمهای مختلف ایفا میکنند. آنها بهویژه در مواردی که با مایعات چسبناک، دوغابها یا شرایطی که سازگاری با سیالات چالشبرانگیز است، بسیار مؤثر هستند.
این تجهیز یکی از انواع سوئیچهای سطح تماسی است که بهصورت مکانیکی عمل میکند. سوئیچ سطح دیافراگمی از کنار به بدنه مخزن متصل شده و با اندازهگیری فشاری که به دیافراگم وارد میشود، سطح مایع در مخزن را کنترل میکند.
سوئیچهای سطح دیافراگمی برای اندازهگیری تغییرات فشار ناشی از افزایش یا کاهش سطح یک سیال طراحی شدهاند. با افزایش سطح سیال فشار افزایش مییابد و این امر باعث حرکت صفحه دیافراگم تحت فشار میشود که منجر به فعال شدن یک میکرو سوئیچ میگردد. زمانی که فشار کاهش مییابد، دیافراگم به حالت اولیه خود بازمیگردد. سوئیچهای سطح دیافراگمی دارای خروجیهای کنتاکت الکتریکی هستند و به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.
سوئیچ پدالی یا تیغه ای عمدتاً برای تشخیص وضعیت خالی یا پر شدن مجدد در سیلوهای حاوی مواد جامد استفاده میشود. هنگامی که به عنوان سوئیچ به کار میرود، معمولاً از پایین یا در یک موقعیت زاویهدار در قسمت مخروطی سیلو نصب میشود. سیستم اندازهگیری سوئیچ سطح پدالی شامل یک شفت با موتور سنکرون، کلاچ لغزشی و کنتاکت تکقطبی است. کاربردهای این سوئیچ شامل تشخیص سطح نقطه ای در مواد جامد حجیم مانند غلات، شکر، کاکائو، خوراک حیوانات، پودرهای لباسشویی، گچ ، سیمان، گرانول و خرده چوب میباشد.
پدال چرخان بهطور مداوم توسط یک موتور میچرخد. هنگامی که این پدال با سیال تماس پیدا میکند، نیرویی بیشتر از گشتاور چرخشی به آن وارد میشود و در نتیجه چرخش متوقف میشود. سوئیچ سطح این تغییر وضعیت از چرخش به توقف را تشخیص داده و سیگنال خروجی ارسال میکند.
این اصل بر اساس تغییر لحظهای مقاومت پدال چرخان در هوا یا محیط اطراف عمل میکند. پدال با حرکت الکتریکی و به آرامی در حال چرخش (با فرکانس 1 هرتز) در سطح تعیینشده قرار دارد. با افزایش سطح سیال، چرخش پدال متوقف میشود. در این حالت، سیستم محرک موقعیت خود را تغییر داده و یک میکرو سوئیچ را فعال میکند. هنگامی که سطح مواد کاهش مییابد، درایو به کمک نیروی فنر به موقعیت اولیه خود بازمیگردد و میکرو سوئیچ موتور را دوباره راهاندازی میکند.
سوئیچهای سطح رسانایی عمدتاً برای تشخیص سطح نقطه ای در مایعات رسانا حداقل 10 µS/cm به کار میروند. این سوئیچها به دلیل ویژگیهای ایمنی که ارائه میدهند و همچنین دقت بالای اندازهگیری سطح، در صنایع مختلف محبوبیت زیادی دارند. یکی از بزرگترین مزایای این تجهیزات این است که هیچ قطعه متحرکی در مخزن وجود ندارد و نیازی به کالیبراسیون نیست، که استفاده از آنها را بسیار آسان میکند. این سوئیچها به کاربران طول عمر بیشتر، نیاز به حداقل تعمیر و نگهداری، عملکرد قابل اعتماد و خطرات بسیار کم را ارائه میدهند.
سوئیچ های رسانایی شامل دو الکترود اندازهگیری هستند و مقاومت بین این الکترودها با وجود یا عدم وجود یک سیال خاص تغییر میکند. هنگامی که الکترودها با یک مایع رسانا در تماس قرار میگیرند، جریان الکتریکی شروع به عبور میکند و الکترونیک مربوطه فرمان سوئیچینگ را فعال میکند. در پرابهای تک میلهای، دیواره مخزن رسانای الکتریکی به عنوان یک الکترود مرجع عمل میکند اما اگر مخزن از مواد نارسانا باشد، نیاز به اضافه کردن یک الکترود اضافی وجود دارد.
برای انتخاب و خرید یک سوئیچ سطح ابتدا باید نوع فناوری مناسب برای اندازهگیری سطح سیال (مایع، خمیری یا جامد حجیم) را تعیین کنید و ویژگیهای محصول را در نظر بگیرید (مانند رسانایی الکتریکی، خورنده بودن، سایندگی و غیره) و همچنین وجود کف یا تلاطم روی سطح را بررسی کنید. پس از انتخاب فناوری مناسب، باید سوئیچی را انتخاب کنید که بتواند شرایط عملیاتی فرآیند (مانند فشار، دما و غیره) را تحمل کند و از متریال سازگار با سیالی که قرار است اندازهگیری شود، ساخته شده باشد. برخی دیگر از نکات مهم خرید سوئیچ سطح عبارتنداز:
Filter by:
Clear All