لول سوئیچ (Level Switch)

 

لول سوئیچ یا سوئیچ سطح، یکی از تجهیزات اندازه گیری و کنترل ارتفاع سطح مایعات مخازن می باشد که بیشتر در کابرد های حفاظتی و ایمنی مورد استفاده قرار می گیرد.

سوئیچ سطح (Level Switch) یکی از مهمترین تجهیزات حفاظتی و کنترلی جهت نظارت بر سطوح سیال در مخازن است. زیرا افزایش بیش از حد ارتفاع مخزن موجب سر ریز شدن محتوای داخلی آن و کاهش بیش از حد سیال در مخزن باعث آسیب دیدن پمپ ها و سایر تجهیزات فرآیندی می شود.

به عبارت بهتر سوئیچ سطح یک روش الکتریکی یا مکانیکی برای اندازه‌ گیری سطح سیالات مختلف است و سیگنال 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 عبور کند موجب تغییر وضعیت در کنتاکت الکتریکی داخل سوئیچ می شود.

این تجهیزات دارای انواع مختلفی با مکانیزم های عملکردی گوناگونی می باشند که بـا توجـه بـه شـرایط فرآینـدی، نـوع سـیال و محتـوای داخـل مخـزن مورد استفاده قرار می گیرند. در این مطلب به معرفی لول سوئیچ و انواع آن همچنین پارامترهای مهم در خرید لول سوئیچ میپردازیم.

عملکرد لول سوئیچ

لول سوئیچ (Level Switch) در واقع نوعی سوئیچ سطح میباشد که در نقاط مختلف یک مخزن حاوی سیال مایع نصب میگردد. سطح سیال داخل مخزن پس از رسیدن به سوئیچ سطح باعث تغییر وضعیت در کنتاکت الکتریکی داخل تجهیز خواهد (On/Off) و کنتاکت تغییر وضعیت خواهد داد. در این حالت با توجه به نوع تیغه های کنتاکت که در حالت معمولی باز یا بسته باشد کنتاکت تغییر وضعیت میدهد.

معمولا برای لول سوئیچ هایی که پایین مخزن نصب میشوند (Low Level Switch) تیغه های کنتاکت الکتریکی در حالت نرمال کلوز (Normally close) میباشد. با رسیدن سطح سیال داخل مخزن به این سطح، 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.

در حالت مشابه هنگامی که لول سوئیچ در بالای مخزن نصب شود (High Level Switch) با رسیدن سطح سیال به آن سطح، تیغه ها تغییر وضعیت میدهند. برای مثال هنگامی که تیغه ها در این حالت نرمال باز (Normally Open) باشند، با رسیدن سطح سیال به آن تغییر وضعیت میدهند و در موقعیت close قرار می گیرند. در این حالت جریان الکتریکی در مدار روشن شده و مثلا یک پمپ آب روشن خواهد شد.

انواع Level Switch

لول سوئیچ ها با توجه به شرایط فرآیندی و نوع سیال در انواع مختلفی تولید می شوند. استفاده از لول سوئیچ های لرزشی (Vibration) و سوئیچ های سطح شناوری (Floating) بیشتر از سایر سوئیچ های سطح متداول میباشد.

انواع مختلفی از سوئیچ های سطح موجود هستند که هر کدام برای تشخیص و نظارت بر سطح مایعات یا جامدات در یک مخزن یا سیستم طراحی می شوند. در ادامه انواع لول سوئیچ به شرح زیر می باشد:

• لول سوئیچ فلوتری (Floater Level Switch)
• لول سوئیچ دیافراگمی (Diaphragm Level Switch)
• لول سوئیچ لرزشی (Vibration Level Switch)
• لول سوئیچ خازنی (Capacitive Level Switch)
• لول سوئیچ دیسپلیسری (Displacer Level Switch)
• لول سوئیچ القایی (Inductive Level Switch)

 لول سوئیچ شناوری (Floating Level Switch)

سوئیچ سطح شناوری یکی از پرکاربردترین و متداول ترین انواع سوئیچ های سطح است. در واقع سوئیچ سطح شناوری یک سوئیچ مکانیکی است که روی سطح سیالات شناور می شود و با بالا یا پایین رفتن سطح سیال به سمت بالا یا پایین حرکت می کند. این تجهیزات حفاظتی معمولاً با پمپ ها، شیرها یا آلارم ها استفاده می شوند.

سوئیچ شناوری یک سوئیچ سطح مقرون به صرفه و قابل اعتماد است که می تواند با طیف گسترده ای از سیالات مورد استفاده قرار گیرد. ساختار سوئیچ شناوری شامل یک بدنه تو خالی حاوی یک سوئیچ یا سنسور است که معمولاً یک سوئیچ نی reed switch با آهنربا در داخل آن قرار می گیرد.

 سوئیچ شناوری به دلیل گرانش و سطح سیال باز یا بسته می شود. سوئیچ های شناور از پیش تنظیم شده اند تا زمانی که سطح خارج از محدوده تعیین شده خود است، فعال شوند. در نهایت سوئیچ سیگنالی (On/Off) را به سایر تجهیزات نظیر پمپ ها ارسال می کند.

در واقع اصول عملکرد این نوع لول سوئیچ به این صورت است که وقتی سطح مایع بالا می آید، شناور به سمت بالا  متمایل می شود. به این ترتیب آهنربای متصل شده به انتهای بدنه، سوئیچ الکتریکی یا Reed Switch درون ساقه را تحریک می کند.

در هنگام استفاده از سوئیچ های سطح شناورعواملی 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 بگذارد.

لول سوئیچ دیافراگمی (Diaphragm Level Switch)

سوئیچ سطح دیافراگمی از یک دیافراگم در داخل یک ماژول تشکیل شده است که با توجه به فشار سیال اعمال شده بر دیافراگم بالا و پایین می رود.

با افزایش سطح، سطح دیافراگم تحت فشار قرار می‌گیرد و یک میکرو سوئیچ را فعال می‌ کند. 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 خازنی (Capacitive Level Switch)

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. این تجهیزات مناسب انواع سیالات Clean می باشند و در کنار مخزن نصب می شوند.

یک سوئیچ سطح خازنی بر اساس اصل ظرفیت خازنی عمل می کند و دارای یک الکترود عایق است که نقش صفحه اول را انجام می دهد و دیواره مخزن (الکترود مرجع) نقش صفحه دوم را انجام می دهد. ظرفیت بین این دو با ارتفاع سطح سیال تغییر می کند. با تغییر سطح سیال، ظرفیت خازن تغییر می کند و در نهایت سیگنال خروجی قطع  و وصل (On/Off) ارسال می کند.

لول سوئیچ های خازنی جزء سنسورهایی تماسی می باشند که جهت نظارت بر سطح سیالات در مخازن نصب می شوند. این نوع سوئیچ های سطح نیاز به تعمیر و نگهداری ندارند. همچنین در آنها برای سیالات نارسانا یک سنسور خازنی و سیالات رسانا دو سنسور خازنی به کار می رود.

لول سوئیچ القایی (Inductive Level Switch)

سوئیچ های سطح القایی جزء سوئیچ های غیر تماسی هستند و بر اساس اصل تابش الکترومغناطیسی و جریان های گردابی عمل می کنند.

سوئیچ القایی از یک مدار رزونانس نوسان ساز استفاده می کند که از یک سیم پیچ مغناطیسی برای تولید میدان های الکترومغناطیسی قوی استفاده می کند.

اگر سیال وارد ناحیه مورد نظر شود جریان گردابی تولید می شود و دامنه نوسانی کاهش می یابد. در نهایت با کاهش دامنه سیگنالی را به مدار الکترونیکی ارسال می کند که وضعیت سوئیچینگ سوئیچ سطح القایی را تغییر می دهد.

لول سوئیچ دیسپلیسری (Displacer Level Switch)

سوئیچ سطح جابجایی یک سنسور سطح و ابزار کنترلی است که تغییرات نیروی شناوری اعمال شده بر روی یک دیسپلسر را نظارت و اندازه گیری می کند. همچنین لول سوئیچ های دیسپلیسری مناسب سیالات دوفازی مانند آب و نفت می باشند.

دیسپلسر نوعی شناور است که توسط فنر آویزان می شود. هنگامی که سیال با دیسپلیسر تماس پیدا می کند، نیروی شناوری تولید می شود که وزن جابجایی را تغییر می دهد و باعث جمع شدن فنر می شود. با جمع شدن فنر، آهنربایی به سمت بالا می فرستد که عنصر سوئیچینگ را فعال می کند.

سوئیچ های سطح جابجایی بر اساس ساختار و نوع عملکرد در طیف گسترده ای از سیالات و صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

لول سوئیچ تیغه ای یا پدالی(Paddle Level Switch)

سوئیچ سطح پدالی دارای یک موتور الکتریکی است که به آرامی یک تیغه یا پدال فلزی را می چرخاند. همچنین این نوع سوئیچ ها در کاربردهای مختلف صنعتی برای نظارت و کنترل سطوح مایع یا جامد در مخازن، قیف ها، سیلوها و سایر ظروف استفاده می شوند. آنها برای طیف گسترده ای از مواد از جمله مایعات، پودرها و مواد دانه ای مناسب هستند.

هنگامی که سطح سیال با پدال یا تیغه تماس پیدا می کند برای حرکت دادن آن نیروی بیشتری مورد نیاز است و در نهایت چرخش آن متوقف می شود. در نهایت با توقف چرخش تیغه سیگنال (On/Off) به سایر تجهیزات ارسال می شود.

 لول سوئیچ لرزشی (Vibration Level Switch)

سوئیچ های سطح لرزشی یا ارتعاشی یکی از پرکاربردترین نوع سوئیچ های سطح می باشند که در دو مدل لول سوئیچ لرزشی تک میله ای (Vibration Rod Level Switch) و لول سوئیچ لرزشی چنگالی (Vibration Tuning Fork Level Switch) تولید می شوند.

سوئیچ های سطح لرزشی جز سنسورهای تماسی هستند. تیغه های آنها با فرکانس مشخصی نوسان می کنند هنگامی که سطح سیال به تیغه ها می رسد فرکانس نوسان تغییر و ارتعاش قطع می شود. در نهایت سیگنال خروجی ارسال و سطح سیال کنترل می شود.

به طور کلی سوئیچ های سطح ارتعاشی برای دو عملکرد بسیار مهم مورد استفاده قرار می گیرند. سوئیچ های سطح لرزشی به عنوان کنترل کننده برای جلوگیری از سرریز شدن مخازن در هنگام رسیدن به یک سطح حد معین استفاده می شوند.

همچنین سوئیچ‌ های سطح ارتعاشی به عنوان محافظ پمپ ها استفاده می‌ شوند تا به عنوان مثال، اگر سیال کافی در لوله ورودی وجود نداشته باشد پمپ‌ ها به موقع خاموش شوند. سوئیچ سطح ارتعاشی می تواند زمان خاموش شدن پمپ را تشخیص دهد و در نتیجه از آسیب دیدن پمپ جلوگیری کند.

سوئیچ سطح ارتعاشی بر خلاف سوئیچ های شناوری  طراحی بسیار فشرده ای دارد که به ویژه برای نظارت بر سطوح در سیستم های پایپینگ مناسب است. همچنین سوئیچ های سطح ارتعاشی برای مواد جامد مانند گرانول یا پودر نیز به کار می روند. اما سوئیچ های شناوری فقط می تواند برای تشخیص سطح مایع استفاده شود.

سوئیچ سطح میله ای (Vibration Rod Level Switch):

 سوئیچ های لرزشی میله ای دارای یک میله از جنس استنلس استیل 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.

سوئیچ سطح چنگالی  (Vibration Tuning Fork Level Switch):

سوئیچ های لرزشی چنگالی یا دیاپازونی بر اساس نوع چنگال و سیال در دو مدل با چنگال بلند و کوتاه طراحی و تولید می شوند. توجه داشته باشید که سوئیچ های لرزشی با چنگالهای بلند (سنسور داخلی استک) برای سیالات جامد بالکی و سوئیچ های لرزشی با چنگالهای کوتاه (سنسور بای مورف) برای سیالات مایع به کار میروند.

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.

مقرون به صرفه

سوئیچ های سطح سنجش سطح مقرون به صرفه را در مقایسه با سایر تکنیک های اندازه گیری سطح پیچیده و گران ارائه می دهند. این تجهیزات عملکرد قابل اعتمادی را با هزینه نسبتاً کمتر ارائه می دهند.

پارامترهای مهم در خرید لول سوئیچ

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.