تجهیزصنعت تامین و تجهیز صنایع
لول سوئیچ یا سوئیچ سطح (Level Switch)، یکی از تجهیزات اندازه گیری و کنترل ارتفاع سطح مایعات و جامدات پودری درون مخازن می باشد. این تجهیزات بیشتر برای تامین ایمنی مورد استفاده بوده و جزء تجهیزات حفاظتی در سیستم های اتوماسیون و کنترلی محسوب میشوند.
به عبارت بهتر با یک لول سوئیچ میتوان سطح یک مخزن حاوی سیال فرآیندی را کنترل کرد. برای مثال هرگاه یک سوئیچ سطح برای کنترل پمپ یک مخزن ذخیره سازی مورد استفاده قرار گیرد، در صورت کاهش بیش از حد مجاز سطح در مخزن، سوئیچ سطح با ارسال یگ سیگنال سوئیچینگ باعث خاموش شدن پمپ خواهد شد و از آسیب دیدگی آن جلوگیری میکند.
همچنین در حالت مشابه در صورت افزایش بیش از حد مجاز سیال داخل مخزن، لول سوئیچ باعث بسته شدن شیر ورودی به مخزن خواهد شد و از سر ریز شدن سیال جلوگیری خواهد کرد.
در واقع سوئیچ های سطح تجهیزات مکانیکی یا الکترونیکی هستند که با ارسال سیگنال های سوئیچینگ (ON/OFF) به سایر تجهیزات مانند یک پمپ، سطح سیال درون مخازن را کنترل میکنند.
سوئیچ های سطح دارای انواع مختلفی از نظر مکانیزم و عملکرد میباشند. هریک از این تجهیزات با توجه به پارامترهای مختلفی مانند نوع عملکرد، نوع سیگنال خروجی و ریتینگ الکتریکی، متریال سنسور و بسیاری از موارد دیگر طراحی و انتخاب میشوند و در صنایع مورد استفاده قرار میگیرند.
عملکرد لول سوئیچ
همانطور که بالاتر نیز اشاره کردیم لول سوئیچ یا سوئیچ سطح یکی از تجهیزات حفاظتی برای کنترل سطح مخازن میباشد. این تجهیزات در صورت تشخیص سیال در ارتفاع مشخصی که از پیش تعیین شده است، یک کنتاکت الکتریکی را تغییر وضعیت میدهند و از حالت قطع به وصل (یا برعکس) تبدیل میکنند. این تغییر وضعیت در کنتاکت الکتریکی منجر به تغییر وضعیت در یک تجهیز دیگری مانند پمپ، کمپرسور یا امثالهم خواهد شد و از این طریق ارتفاع یک مخزن توسط یک لول سوئیچ کنترل خواهد شد.
معمولا برای لول سوئیچ هایی که پایین مخزن نصب میشوند (Low Level Switch) تیغه های کنتاکت الکتریکی در حالت نرمال بسته (Normally close) سیم بندی میشود. با رسیدن سطح سیال داخل مخزن به پایین ترین سطح مخزن، تیغه ها تغییر وضعیت میدهند و باز میشوند. بدین ترتیب تیغه ها باز میشوند و جریان الکتریکی در مدار قطع میشود و مثلآ یک پمپ خاموش خواهد شد. (مدار الکتریکی قطع میشود)
و در حالت مشابه هنگامی که لول سوئیچ در بالای مخزن نصب شود (High Level Switch)، تیغه های کنتاکت الکتریکی بصورت نرمال باز (Normally Open) سیم بندی میشوند. با رسیدن سطح سیال به بالاترین مقدار سطح که از پیش مشخص میباشد، تیغه های کنتاکت تغییر وضعیت میدهند و بسته خواهند شد. در این حالت جریان الکتریکی در مدار روشن شده و مثلا یک پمپ آب روشن خواهد شد. (مدار الکتریکی وصل میشود)
در ادامه به معرفی انواع سوئیچ های سطح و عملکرد هریک از آنها میپردازیم:
انواع لول سوئیچ
لول سوئیچ با توجه دما و فشار مخزن، ویژگی های سیال از قبیل چگالی و ویسکوزیته، نوع نصب تجهیز و بسیاری از پارامترهای دیگری طراحی و انتخاب میشوند. سوئیچ های سطح در مدل هایی که در پایین عنوان شده اند از رایج ترین مدل های لول سوئیچ در صنایع محسوب میشوند.
- شناوری یا مغناطیسی (Floater Level Switch)
- دیافراگمی (Diaphragm Level Switch)
- تیغه ای یا پدالی (Rotary Paddle Level Switch)
- لرزشی (Vibration Level Switch)
- خازنی (Capacitive Level Switch)
- دیسپلیسری (Displacer Level Switch)
- القایی (Inductive Level Switch)
در ادامه به معرفی هریک از این سوئیچ ها میپردازیم و مشخصات و ویژگی های هریک را معرفی خواهیم کرد:
لول سوئیچ شناوری
لول سوئیچ شناوری (Floating Level Switch) که به لول سوئیچ مغناطیسی نیز معروف میباشد، یکی از پرکاربردترین و متداول ترین انواع سوئیچ های سطح هستند. این سوئیچ ها دارای یک شناور یا فلوتر توخالی هستند که دارای چگالی مشخصی میباشد (چگالی کمتر از چگالی سیال داخل مخزن). از آنجاکه چگالی فلوتر از چگالی سیال کمتر میباشد، فلوتر همواره روی سیال بصورت شناور باقی خواهد ماند. به این ترتیب با تغییر سطح سیال داخل مخزن، فلوتر نیز حرکت خواهد کرد.
این حرکت فلوتر در محور عمودی توسط یک مکانیزم مغناطیسی (آهنربا) باعث تغییر وضعیت در تیغه های یک کنتاکت الکتریکی خواهد شد.
شکل فوق مکانیزم عملکرد سوئیچ سطح شناوری را نمایش میدهد. همانطور که مشاهده میکنید در انتهای میله متصل به شناور یک آهنربا (Magnet) وجود داشته که باعث تغییر وضعیت در کنتاکت الکتریکی خواهد شد. این کنتاکت ها در این مدل لول سوئیچ ها معمولآ از نوع Reed Switch میباشند.
لول سوئیچ های شناوری از پیش تنظیم میشوند و زمانی که سطح خارج از مقدار تعیین شده قرار بگیرد فعال خواهند شد. و در نهایت سیگنال سوئیچینگ (On/Off) این سوئیچ ها به سایر تجهیزاتی نظیر پمپ ارسال خواهد شد.
در هنگام استفاده از سوئیچ های سطح شناوری عواملی مانند چگالی و ویسکوزیته سیال، اندازه و وزن شناور و وجود تلاطم یا هم زدن می تواند بر دقت و قابلیت اطمینان تشخیص سطح تأثیر گذار باشد. ذکر این نکته بسیار حائز اهمیت میباشد که سوئیچ های سطح شناوری تنها برای کنترل سطح مخازن حاوی سیالات مایع مناسب هستند و برای جامدات پودری شکل قابل استفاده نیستند.
لول سوئیچ لرزشی
سوئیچ های سطح لرزشی یا ارتعاشی (Vibration Level Switch) یکی دیگر از پرکاربردترین انواع سوئیچ های سطح می باشند که در دو مدل لول سوئیچ میله ای (Vibration Rod Level Switch) و لول سوئیچ دیاپازونی (Vibration Tuning Fork Level Switch) تولید می شوند.
لول سوئیچ های لرزشی به مانند لول سوئیچ های شناوری جزء سنسورهای تماسی هستند. سنسور این تجهیزات هنگام برق دار شدن تحت فرکانس مشخصی نوسان کرده و در صورت رسیدن سطح سیال به آنها فرکانس ارتعاش آنها تغییر خواهد کرد. همین تغییر فرکانس در ارتعاش این سنسور باعث تشخصیص حضور سیال و ارسال سیگنال سوئیچ خواهد شد.
سوئیچ سطح ارتعاشی بر خلاف سوئیچ های شناوری دارای طراحی بسیار فشرده و یکپارچه ای هستند. این تجهیزات برای نظارت بر سطوح مخازن فرآیندی و مخازن ذخیره سازی مناسب هستند. همچنین سوئیچ های سطح ارتعاشی علائه بر مایعات برای جامداتی مانند گرانول یا پودر نیز به کار می روند. اما سوئیچ های شناوری فقط می تواند برای تشخیص سطح مایع استفاده شود.
لول سوئیچ دیاپازونی
سوئیچ های لرزشی چنگالی یا دیاپازونی (Vibration Tuning Fork Level Switch) بر اساس نوع چنگال و سیال فرایندی در دو مدل با چنگال بلند و کوتاه طراحی و تولید می شوند. توجه داشته باشید که سوئیچ های لرزشی با چنگالهای بلند (سنسور استاک) برای سیالات جامد بالک (پودر و گرانول) و سوئیچ های لرزشی با چنگالهای کوتاه (سنسور بای مورف) برای مایعات به کار میروند.
شکل زیر نمونه از لول سوئیچ های لرزشی دیاپازونی را در انواع مدل های با چنگال کوتاه و چنگال بلند نمایش میدهد.
لول سوئیچ میله ای
سوئیچ های سطح لرزشی میله ای (Vibration Rod Level Switch) به جای چنگال دارای یک میله صلب و یکپارچه است که در فرکانس خاصی ارتعاش یا نوسان می کند و توسط یک مدار الکترونیکی تغذیه می شود. هنگامی که سیال به میله ارتعاشی می رسد، ارتعاشات متوقف شده و در نهایت به سیستم کنترل هشدار می دهد.
لول سوئیچ دیافراگمی
لول سوئیچ دیافراگمی (Diaphragm Level Switch) یکی از انواع سوئیچ های سطح تماسی میباشند و بصورت مکانیکی عمل میکنند. این تجهیز از کنار به بدنه مخزن متصل شده و با اندازه گیری فشاری که به دیافراگم تجهیز وارد میشود مقدار سطح مخزن را کنترل خواهد کرد.
لول سوئیچ دیافراگمی یک گزینه مناسب برای اندازه گیری سطح مخازن پودری مانند آرد، سیمان، شن و ماسه میباشد. سنسور این تجهیزات بصورت یک لایه غشاء بسیار نازک (دیافراگم) و در دو نوع لاستیکی یا استیل مطابق با شرایط سیال فرآیندی تولید میشود.
با افزایش سطح در این مدل لول سوئیچ، سطح دیافراگم تحت فشار قرار می‌گیرد و باعث فعال شدن سوئیچ خواهد شد. هنگامی که فشار کمتر می شود، دیافراگم به موقعیت اولیه خود باز می گردد. این نوع سوئیچ ها تماسی بوده و به صورت مکانیکی عمل می کنند.
لول سوئیچ تیغه ای یا پدالی
سوئیچ سطح پدالی یا پره ای (Paddle Level Switch) دارای یک موتور الکتریکی است که باعث چرخش آرام یک تیغه یا پدال فلزی در سوئیچ خواهد شد.
این تیغه ها تا زمانی که سیال فرآیندی حضور نداشته باشد، بصورت دائمی در حال چرخش میباشند. به محض رسیدن سطح سیال به سوئیچ سطح پدالی چرخش تیغه ها متوقف خواهد شد و یک سیگنال سوئیچینگ به تجهیز تحت کنتلر و نظارت لول سوئیچ ارسال میشود.
این نوع سوئیچ ها در کاربردهای مختلف صنعتی برای نظارت و کنترل سطوح مایع یا جامد در مخازن، قیف ها، سیلوها و برای طیف گسترده ای از مواد از جمله مایعات، پودرها و مواد دانه ای مناسب میباشند.
لول سوئیچ خازنی
لول سوئیچ خازنی (Capacitive Level Switch) جزء سنسورهای تماسی می باشند که جهت نظارت بر سطح سیالات در مخازن نصب می شوند. این تجهیزات از تغییرات ظرفیت خازن الکتریکی برای تشخیص وجود یا عدم وجود یک سیال مایع یا جامد پودری در مخزن استفاده و سطح مخزن را کنترل میکند. این تجهیزات بیشتر مناسب انواع سیالات تمیز و بدون ناخالصی و ذرات جامد می باشند و بصورت نصب از کنار به مخزن متصل می شوند.
یک سوئیچ سطح خازنی بر اساس اصل ظرفیت خازنی عمل می کند و دارای یک الکترود عایق برای سیالات رسانا و الکترود رسانا برای سیالات نارسانا میباشد. الکترود نقش صفحه اول خازن را انجام می دهد و دیواره مخزن (الکترود مرجع) نقش صفحه دوم خازن را انجام می دهد.
ظرفیت بین این دو صفحه خازن با تغییرات ارتفاع سطح سیال تغییر می کند. و سوئیچ در نهایت یک سیگنال خروجی قطع و وصل (On/Off) به تجهیز تحت کنترل خود یا به سیستم کنترلی ارسال خواهد کرد.
از مزایای لول سوئیچ های خازنی نیاز به کمترین مقدار تعمیر و نگهداری میباشد. همچنین در آنها برای سیالات نارسانا یک سنسور خازنی و سیالات رسانا دو سنسور خازنی به کار می رود.
لول سوئیچ القایی
سوئیچ سطح الکترودی یا القایی (Inductive Level Switch) یکی از انواع سوئیچ های سطح تماسی میباشند. در مواردی که مخزن فلزی باشد، جریان از طریق بدنه لول سوئیچ به بدنه مخزن و سپس وارد سیال مایع (فقط مایعات رسانا) می شود. در صورتی که مخزن غیر رسانا (پلیمری) باشد، یکی از الکترود ها به عنوان اتصال مرجع در نظر گرفته می شود و الکترود های دیگر هنگام برخورد با مایع سیگنال سوئیچینگ ارسال میکنند.
بدین وسیله کنترلر از سطح مایع در داخل مخزن مطلع و فرمانهای الکتریکی الارم را صادر می کند.
از مزایای لول سوئیچ های الکترودی این است که با توجه به ساختار آنهادچار رسوب نمی شوند. همچنین نوسانات و تلاطم داخل مایع داخل مخزن تاثیری بر عملکرد لول سوئیچ الکترودی نخاهد داشت.
لول سوئیچ الکترودی دارای طول عمر بیشتری نسبت به لول سوئیچ های فلوتری دارد و همچنین با توجه به IP بالایی که دارد در فضاهای باز نیز قابل استفاده می باشد .
کاربردهای لول سوئیچ
سوئیچ های سطح در صنایع و فرآیندهای مختلف جهت نظارت و کنترل سطح مایعات، پودرها، مواد دانه ای یا سایر مواد در مخازن، کشتی ها، سیلوها، خطوط لوله و سایر ظروف مورد استفاده قرار می گیرند.
سوئیچ های سطح به طور گسترده در مخازن ذخیره مایعات از جمله آب، مواد شیمیایی، سوخت، روغن و داروها استفاده می شود. این تجهیزات اطمینان می دهند که مخازن بیش از حد پر یا خالی نمی شوند و از خطرات احتمالی جلوگیری می کنند.
سوئیچ های سطح را می توان برای کنترل پمپ ها با فعال یا غیرفعال کردن آنها بر اساس سطح مایع استفاده نمود. به عنوان مثال یک سوئیچ سطح می تواند پمپ را هنگامی که سطح مایع پایین است راه اندازی کند و هنگامی که به سطح مورد نظر رسید، آن را متوقف کند و سطح ثابتی را در مخزن یا مخزن حفظ کند.
در صنایع فاضلاب سوئیچ های سطح برای نظارت بر سطح مایعات، فاضلاب، در حوضه های جمع آوری، مخزن ها یا ایستگاه های بالابر استفاده می شوند. این تجهیزات به جلوگیری از سرریز و تضمین زهکشی مناسب کمک می کنند.
سوئیچ های سطح در پالایشگاه های نفت، مخازن ذخیره سازی و خطوط لوله برای نظارت بر سطوح نفت خام و مواد شیمیایی به کار می روند. آنها به مدیریت موجودی سیال، جلوگیری از نشت و پشتیبانی از عملیات ایمن کمک می کنند.
مزایای لول سوئیچ
سوئیچ های سطح یک روش اقتصادی برای نظارت، کنترل و تنظیم سطوح مواد حجیم و سیالات یا مایعات می باشند. همچنین برای محافطت از سایر تجهیزات مانند پمپ و موتورها به کار می روند. برخی از مزایای سوئیچ های سطح به شرح زیر است:
کنترل سطح سیالات
سوئیچ های سطح کنترل دقیق سطوح مواد مایع، پودر یا دانه ای را در مخازن، ظروف و سایر ظروف امکان پذیر می کنند. آنها به حفظ سطوح بهینه برای عملیات کارآمد کمک می کنند، از پر شدن بیش از حد یا کم پر شدن جلوگیری می کنند و عملکرد پایدار تولید یا فرآیند را تضمین می کنند.
کنترل ذخیره سازی سیالات به جلوگیری از ضایعات ناشی از نشت و سرریز کمک می کند. یک سوئیچ سطح به درستی برنامه ریزی شده می تواند یک شیر یا پمپ را برای کنترل سرریز و جلوگیری از تلفات فعال کند. سوئیچ های سطح می توانند زمانی که مخزن خیلی پر است یا سطح آن خیلی پایین است زنگ هشدار را به صدا در آورند.
افزایش ایمنی
سوئیچ های سطح نقش مهمی در سیستم های اتوماسیون و ایمنی دارند. این تجهیزات نظارت بر سطح در زمان های مختلف را ارائه می دهند و می توانند اقدامات خودکار مانند فعال کردن پمپ ها، باز کردن یا بستن شیرها، یا ایجاد آلارم یا اعلان ها را انجام دهند. در نهایت کارایی عملیاتی را افزایش می دهد و با جلوگیری از ریختن، سرریز یا آسیب تجهیزات ایمنی را افزایش می دهند.
سهولت نصب
سوئیچ های سطح به طور کلی به راحتی قابل نصب می باشند. آنها اغلب دارای گزینه های نصب استاندارد مانند فلنج یا اتصالات رزوه ای هستند و به آسانی قابل نصب در مخازن هستند. علاوه بر این با توجه به اینکه که سوئیچ های سطح دارای قطعات متحرک کمی هستند نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند.
قیمت لول سوئیچ و پارامترهای مهم
سوئیچ های سطح نیز مانند دیگر تجهیزات ابزار دقیقی دارای مدل های مختلف از نظر عملکرد، نوع سیگنال ارسالی، متریال های قسمت در تماس با سیال و بسیاری از موارد دیگر هستند. مهندسین ابزار دقیق و اتوماسیون باید در طراحی و انتخاب و همچنین در خرید لول سوئیچ، پارامترهای مختلفی را مد نظر قرار دهند. زیرا هر یک از این موارد در انتخاب و استفاده از سوئیچ سطح تاثیر گذار هستند. برخی از این پارامترهای مهم عبارتند از:
- شرایط فرایندی (درجه دما و فشار فرآیندی)
- نوع سیال (مقدار وسیکوزیته و چگالی سیال)
- مکانیزم عملکرد لول سویئچ
- نوع نصب لول سوئیچ روی مخزن
- متریال قسمت های درگیر با سیال (Wetted part)
تجهیز صنعت یکی از بزرگترین تامین کنندگان و واردکنندگان تجهیزات ابزار دقیق و پایپینگ در کشور است. این فروشگاه بزرگ و مطمئن در جهت افزایش سطح کیفی صنایع در حوزه ابزار دقیق انواع لول سوئیچ در برندهای متنوع را با نازلترین قیمت و بهترین کیفیت به فروش می رساند.
برای کسب اطلاعات فنی بیشتر در مورد خرید و استعلام قیمت لول سوئیچ با کارشناسان فنی و فروش ما در تماس باشید.
