پرشر سوئیچ

پرشر سوئیچ چیست؟

پرشر سوئیچ یا سوئیچ فشار (Pressure Switch) یکی از تجهیزات ایمنی و حفاظتی در فرآیند صنعتی به شمار می رود که در سیستم های کنترل فرآیند برای حفظ فشار سیستم در حالتی ثابت استفاده شده و از افزایش یا کاهش فشار بیش از حد مجاز که منجر به آسیب دیدن تجهیزات خواهد شد جلوگیری بعمل می آورد.

به عبارت بهتر سوئیچ های فشار برای نظارت بر فشار سیال مورد استفاده قرار می گیرند. در تجهیزات تحت فشار نصب می‌شوند و قادر به کنترل فشار یک سیال می‌باشند و اگر فشار سیستم به مقدار معینی (Set Point) برسد، این تجهیز یک کنتاکت الکتریکی را قطع یا وصل خواهد کرد. این کنتاکت الکتریکی  تجهیزاتی که در کنترل پرشر سوئیچ هستند، مانند پمپ یا کمپرسور را روشن یا خاموش میکند.

در این مقاله به معرفی انواع سوئیچ فشار ، تشریح عملکرد و اجزای داخلی آن ، برترین تولید کنندگان این سوئیچ در دنیا ، الزامات و نکات مهم در طراحی و انتخاب بهترین مدل سوئیچ فشاری خواهیم پرداخت:

همانطور که اشاره شد، اصلی ترین وظیفه سوئیچ های فشار حفظ و کنترل فشار سیستم جهت جلوگیری از آسیب دیدگی تجهیزاتی مانند پمپ و کمپرسور ها میباشد. به عنوان مثال در یکی سیستم کنترلی، پرشر سوئیچ در صورت کاهش بیش از حد فشار سیستم عمل کرده و یک سیگنال دیجیتالی برای پمپ ارسال میکند. در این صورت پمپ روشن خواهد شد و فشار سیستم را که پیشتر بیش از حد مجاز کاهش یافته بود را به سطح مجاز رسانده و باعث جلوگیری از آسیب دیدن پمپ میگردد.

پرشر سوئیچ ها دارای انواع مختلفی از نظر مکانیزم عملکردی میباشند که در ادامه به معرفی و توضیح هریک از آنها خواهیم پرداخت. اما پیش از آن تفاوت بین سوئیچ فشار و سنسور فشار یا پرشر ترانسمیتر را مختصرآ تشریح خواهیم کرد.

تجهیز صنعت وارد کننده و فروشنده انواع پرشر سوئچ (Pressure Switch) از برند های معتبر هانیول، سوئیچ گاز دانفوس ،ساگینومیا، پرشر سوئیچ ABB و سایر برند های معتبر جهت مصارف آب، گاز، بخار میباشد. فروشگاه ابزار دقیق تجهیز صنعت با قیمت مناسب و ارسال سریع به سراسر کشور. جهت کسب مشاوره رایگان و خرید پرشر سوئیچ با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.

سوئیچ های فشار بر اساس مکانیسم عملکردی در دو مدل اصلی سوئیچ های فشار مکانیکی و الکترونیکی تولید شده و در صنایع مورد استفاده میباشند. همچنین یکی دیگر از معیارهایی که برای این تجهیزات استفاده می‌شود، محل و نحوه استفاده از آنها است.  در ادامه به معرفی انواع سوئیچ های فشار میپردازیم:

پرشر سوئیچ مکانیکی

در مدل های مکانیکی تغییرات فشار سیال باعث ایجاد یک حرکت مکانیکی در داخل سوئیچ شده و این حرکت باعث تغییر وضعیت کنتاکت الکتریکی سوئیچ میشود. به عبارت دیگر در سوئیچ های مکانیکی حرکت المنت اندازه گیری فشار باعث باز یا بسته شدن کنتاکت سوئیچ میشوند.

سوئیچ های فشار مکانیکی با طراحی فشرده، نظارت ایمن بر فشار را در پمپ ها، کمپرسورها و ماشین های متحرک تضمین می کنند. این سوئیچ ها نیازی به منبع تغذیه ندارند همچنین از پایداری و طول عمر بالایی برخوردار هستند.

در سوئیچ های فشار مکانیکی دو نیروی مخالف وجود دارد. یک نیرو مربوط به نیروی وارد بر فنر و نیروی دیگر نیرویی میباشد که از جانب سیال بر المنت اندازه گیری فشار که دیافراگم، پیستون یا بوردون تیوب میباشد وارد میگردد.

این سوئیچ های فشار مکانیکی در انواع مختلفی مانند سوئیچ فشار دیافراگمی، بوردنی و پیستونی با توجه به سنسور فشار تولید می شوند. در سوئیچ های فشار مکانیکی هنگامی که فشار سیال به فشار تعریف شده در set point برسد سوئیچ فعال شده (تغییر وضعیت کنتاکت) و یک سیگنال الکتریکی ارسال می کند.

برای کاربرد سوئیچ فشار در مناطق خطرناک فرآیندی از سوئیچ های فشار مکانیکی با استاندارد ضد انفجار Ex ia یا Ex d استفاده می شود.

پرشر سوئیچ الکترونیکی

یک سوئیچ فشار الکتریکی مبتنی بر یک سنسور فشار الکترونیکی است. در واقع سوئیچ الکتریکی فشار ترکیبی از سه ابزار یک سنسور فشار (ترانسمیتر فشار)، یک سوئیچ الکترونیکی و یک نشانگر دیجیتال فشار است.

در سوئیچ فشار دیجیتال فشار یک ترانسدیوسر فشار با اندازه گیری فشار بصورت کاملآ الکترونیکی توسط یک نیمه هادی مانند ترانزیستور یا پیزوالکتریک، فشار سیستم را اندازه گیری کرده و مانند یک ترانسمیتر فشار یک خروجی آنالوگ یا دیجیتال برای سیستم کنترلی ارسال خواهد کرد. این نوع از پرشر سوئیچ فاقد هرگونه قطعه مکانیکی میباشد.

همراه با سیگنال سوئیچینگ الکتریکی، بسیاری از سوئیچ های فشار الکترونیکی سیگنال آنالوگ اضافی متناسب با فشار سیال ارائه می دهند.
بنابراین علاوه بر اینکه مشخص می شود فشار به میزان ست پوینت رسیده،  مقدار فشار اندازه گیری شده سیال نیز منتقل می شود. مزایای نسخه الکتریکی سوئیچ فشار در صفحه نمایش دیجیتال، نقاط سوئیچ قابل تنظیم و قابلیت اطمینان بسیار بالاتر است.

سوئیچ های فشار الکتریکی اغلب دارای نمایشگری دیجیتال هستند که با استفاده از آن میتوان مقادیر فشار را مشاهده کرد. همچنین نقاط سوئیچ، سیگنال خروجی، زمان تأخیر، هیسترزیس و بسیاری از پارامترهای دیگر را می توان به صورت جداگانه و متناسب با کاربرد در پرشر سوئیچ تنظیم کرد.

با استفاده از صفحه نمایش دیجیتال می توان فشار سیال را مشاهده یا پارامترهای تنظیم شده را بررسی کرد. البته مقدار فشار را می توان از طریق سیگنال خروجی آنالوگ به واحد کنترل نیز منتقل کرد.

پرشر سوئیچ بردونی

در این نوع پرشر سوئیچ (Bourdon Tube Pressure Switch) المنت اندازه گیری یک لوله بردون فلزی و قابل انعطاف میباشد که از یک سمت ثابت و بدون حرکت و از سمت دیگر دارای حرکتی آزادانه است. این المنت هنگامی تحت فشار قرار میگیرد از سر آزاد آن تغییر شکل داده و منبسط میشود. این تغییر شکل باعث باز یا بسته شدن تیغه های کنتاکت و تغییر وضعیت سویئچ خواهد شد. در شکل زیر یک نمونه از سوئیچ فشار بردونی را که به مانوستات نیز معروف است را مشاهده میکنید:

پرشر سوئیچ دیافراگمی

در سوئیچ های فشار دیافراگمی (Diaphragm Pressure Switch) یک مکانیزم فنر و دیافراگم (غشای فلزی) وجود دارد. المنت اندازه گیری در این نوع سوئیچ های فشار یک دیافراگم میباشد. این نوع سوئیچ های فشار به مانند گیج های فشار دیافراگمی برای محدوده های کوچک فشار بیشتر مورد استفاده هستند.

مکانیزم عملکردی در سوئیچ فشار دیافراگمی به این صورت که در حالت بدون فشار، سوئیچ فشار در حالت خنثی قرار داشته و نیرویی که از جانب سیال به فنر وارد میشود از نیروی فنر کمتر میباشد. با افزایش فشار سیال نیروی وارد شده به دیافراگم افزایش پیدا کرده و به نیروی فنر غالب میشود. این افزایش نیرو و غالب شدن نیروی دیافراگم به نیروی فنر باعث تغییر وضعیت در سوئیچ خواهد شد و از حالت باز به بسته و یا بالعکس تغییر وضعیت خواهد داد. مجددآ با کاهش فشار سیال نیروی فنر به نیروی وارد بر دیافراگم غالب شده و سوئیچ به وضعیت اولیه و قبلی (Reset Point) باز خواهد گشت.

در پرشر سوئیچ دیافراگمی فشار سیال باعث خمیده شدن و تغییر شکل یک غشاء نازک (دیافراگم) خواهد شد. این تغییر شکل توسط یک مکانیزم مکانیکی یا روغن باعث تغییر وضعیت کنتاکت های الکتریکی تجهیز میگردد.

به تفاوت میان نقطه عملکردی سوئیچ (Set Point) و نقطه تنظیم مجدد (Reset Point) هیسترزیس گفته میشود. هیسترزیس یا ددباند میتواند ثابت و یا قابل تنظیم باشد.

پرشر سوئیچ پیستونی

در سوئیچ های فشار پیستونی  (Piston Pressure Switch) المنت اندازه گیری یک پیستون میباشد که تغییر فشار سیال باعث حرکت کردن پیستون در یک محور خواهد شد. این حرکت پیستون باعث تغییر وضعیت کنتاکت الکتریکی میگردد.

 هنگامی که فشار سیال فرآیندی از نقطه تنظیمی فراتر رفته و نیروی آن بر فنر پشت پیستون غلبه کند، پیستون بالا رفته و باعث فعال شده تیغه های کنتاکت الکتریکی خواهد شد.

پرشر سوئیچ هوا

این ابزارها در سیستم‌های پنوماتیک و در کمپرسورهای هوا قابل استفاده است.

پرشر سوئیچ گاز

این دستگاه‌ها معمولاً برای اندازه گیری فشار گازهای قابل اشتعال استفاده می‌شود.

پرشر سوئیچ آب

این ابزار در خطوط آبرسانی و در پمپهای آب کاربرد دارد و ساختار ساده‌ای دارد.

پرشر سوئیچ بخار

مهم‌ترین ویژگی این ابزارها تحمل بالای آنها در برابر دما است که با تحمل در برابر رطوبت همراه است.

عملکرد پرشر سوئیچ

اجزای داخلی پرشر سوئیچ

در شکل زیر مهمترین اجزای داخلی یک سوئیچ فشار را مشاهده میکنید:

1- تمامی سوئیچ های فشار مکانیکی دارای یک قسمت اتصال به فرآیند میباشند که معمولآ رزوه ای میباشد. این اتصال یکی از قسمت های در تماس با سیال میباشد (Wetted Part) به همین جهت در انتخاب متریال آن باید با توجه به نوع سیال و شرایط فرآیندی دقت شود.

2- بعد از ورود سیال به اتصال رزوه ای سوئیچ فشار، فشار سیال به المنت اندازه گیری پرشر سوئیچ که دیافراگم، بیلوز، پیستون یا بردون تیوب میباشد، نیرو وارد کرده و باعث حرکت این قسمت از پرشر سوئیچ خواهد شد.

3- حرکت قسمت مکانیکی پرشر سوئیچ باعث تغییر وضعیت کنتاکت الکتریکی میشود. کنتاکت های الکتریکی مورد استفاده در تجهیز پرشر سوئیچ از نوع نرمالی اوپی NO، نرمالی کلوز NC و یا چنج اور CO (SPDT) میباشند که در ادامه تصویر هریک از این کنتاکت ها را مشاهده میکنید.

4- فنر قابل تنظیم در سوئیچ های فشار این امکان را میدهد که نقطه عمل کردن یا Set Point پرشر سوئیچ را تغییر داده و در یک رنج مشخصی آن را تنظیم نمود.

5- بدنه یک سوئیچ فشار یکی دیگر از قسمت های مهم و کلیدی این تجهیز میباشد. تمامی قسمت های مکانیکی و الکتریکی پرشر سوئیچ داخل یک محفظه ای به نام بدنه محافظت میشوند. به همین جهت جنس بدنه و استاندارد های IP و NEMA که مربوط به نفوذ اجسام خارجی و آب به بدنه تجهیز هستند در این مورد باید در نظر گرفته شوند.

همچنین به این جهت که در بسیاری از موارد سوئیچ مورد نظر در محیط های خطرناک نصب و مورد استفاده قرار میگیرد، استاندارد های مربوط به محیط های خطرناک و ضد انفجاری Ex و IECEX نیز برای بدنه سوئیچ باید در نظر گرفته شوند.

مقایسه سوئیچ فشار و ترانسمیتر فشار

پرشر سوئیچ ها یک تجهیز حفاظتی محسوب میشوند که صرفآ یک سیگنال دیجیتالی روشن یا خاموش ON/OFF به سایر تجهیزات یا سیستم کنترلی ارسال میکنند. اما سنسور های فشار یا ترانسمیتر های فشار با روش های مشخصآ الکترونیکی فشار سیستم را اندازه گیری کرده و مقدار خروجی را بصورت یک سیگنال الکتریکی یا جریانی آنالوگ (20-4 میلی آمپر) به سیستم کنترلی ارسال میکنند.

نکات مهم در انتخاب سوئیچ فشار

ملاحظات بسیاری در انتخاب و طراحی و حتی خرید یک پرشر سوئیچ باید در نظر گرفته شوند که در ادامه به معرفی برخی از مهمترین آنها میپردازیم:

– نوع سیال

سیال مورد استفاده در خط لوله یا مخزن که ورودی تجهیز سوئیچ میباشد اصلی ترین فاکتوری میباشد که در موقع انتخاب یک سوئیچ فشار باید در نظر گرفت. میزان خورندگی سیال، غلظت یا وسیکوزیته سیال و سایر پارامترهای این چنینی همگی در انتخاب و طراحی یک سوئیچ و متریال های بکار رفته در بدنه، کنتاکت الکتریکی و المنت اندازه گیری نقش خواهند داشت.

– دما و فشار فرآیندی

دما و فشار فرآیند از دیگر پارامترهای کلیدی به هنگام انتخاب یک پرشر سویئچ میباشد. در نظر نگرفتن ماکزیمم دما و فشار سیال فرآیند در یک سوئیچ باعث خواهد شد که المنت اندازه گیری پرشر سوئیچ به سرعت آسیب دیده و یا دقت عملکردی سوئیچ فشار دستخوش تغییر شده و بطور کلی عملکرد تجهیز به درستی انجام نشود.

– رنج اندازه گیری

رنج اندازه گیری این تجهیز نیز مانند سایر موارد بالا از اهمیت بالایی برخوردار میباشد. توصیه شده است که در نقطه عملکری یا set point یک پرشر سوئیچ در یک سوم میانی رنج اندازه گیری تجهیز باشد. به عنوان مثال یک سوئیچ با رنج اندازه گیری 1 تا 10 بار مناسب فرایندی میباشد که Set point آن بین 3 تا 6 بار در نظر گرفته شود.

– دقت

دقت یک سوئیچ دیافراگمی معمولآ 0.5% و یک سوئیچ پیستونی تا 2% میباشد. این دقت در مدل های الکترونیکی پرشر سوئیچ تا 0.2% بهبود پیدا کرده است. در نظر گرفتن دقت سوئیچ ها نیز مانند دیگر تجهیزات ابزار دقیقی در یک فرآیند از مهمترین مواردی میباشد که باید در نظر گرفته شود.

– ولتاژ سیستم کنترل

ولتاژ یک سیستم کنترلی ویژگی های الکتریکی یک مدار را مشخص میکنند. ریتینگ و توان الکتریکی یک سوئیچ فشار نیز باید مطابق با مشخصات الکتریکی مدار کنترلی باشد. در غیر اینصورت عمل کردن سوئیچ فشار نیز نمیتواند باعث کنترل مدار الکتریکی شود. به همین جهت در انتخاب یک سوئیچ فشار باید مشخصات و ریتینگ الکتریکی آن نیز در نظر گرفته شود.

کاربرد پرشرسوئیچ

از این تجهیزات در تمامی فرآیندها و سیستم های کنترلی که به نحوی نیاز به تغییر وضعیت یک کنتاکت الکتریکی وابسته به فشار باشند استفاده میشود. این سیستم های کنترلی میتوانند یک پمپ، کمپرسور، مخزن و یا در هر سیستم کنترلی دیگر مانند انواع سیستم های تهویه مطبوع یا HVAC، سیستم های تبریدی، سیستم های پنوماتیکی و هیدرولیکی و … بکار گرفته شوند.

تولیدکنندگان بیشماری در دنیا به تولید انواع سوئیچ های فشار مشغول میباشند که از این بین به برخی از برترین برندها اشاره خوایم کرد:

بهترین برند تولید کننده پرشر سوئیچ

• پرشر سوئیچ دانفوس DANFOSS
• ویکا WIKA
• سلا CELLA
• هانیول HONEYWELL
• بارکشدل BARKSDALE
• کروم شرودر KROM SCHRODER
• دلتا کنترل DELTA-CONTROL
• المنت ترکیه ELEMENT
• نئو داین ITT(NEO-DYN)

تجهیز صنعت تامین کننده و وارد کننده انواع تجهیزات فشار شامل انواع گیج فشار، ترانسمیتر فشار و سوئیچ های فشار از برندهای معتبر دنیا که بالا به تعدادی از آنها اشاره شده است میباشد. شما میتوانید جهت کسب هرگونه مشاوره و اطلاعات فنی بیشتر با کارشناسان فنی و فروش ما در شرکت تجهیز صنعت در تماس باشید.

جهت مشاهده قیمت و خرید پرشر سوئیچ تجهیزصنعت کلیک نمائید.