سوئیچ های جریان
به روز رسانی شده در ۱۴۰۵/۳/۲۱ زمان مطالعه 10 دقیقهاطلاعات کلی
فلو سوئیچ ها دستگاه هایی هستند که جریان را کنترل می کنند و سیگنال جریان را برای محافظت به دستگاه های دیگر مانند پمپ ارسال می کنند. از این کلیدها می توان برای اندازه گیری گازها، مایعات و بخار استفاده کرد. همچنین میتوان از فلو سوئیچها برای راهاندازی زنگ هشدار استفاده کرد و در صورت لزوم از سیستم محافظت کرد. در حالی که تمام فلو سوئیچ ها فلومتر هستند، همه فلومترها فلو سوئیچ نیستند زیرا همه آنها به توانایی کنترل دبی مجهز نیستند. سوئیچ شامل بدنه شیر، دستگاه حسگر و واحد سوئیچینگ است که به خط لوله متصل است.
سوئیچ جریان
فلو سوئیچ ها برای حس کردن جریان سیال یا هوا از طریق دریچه ای که درون سوئیچ قرار دارد استفاده می شود. یک واحد سوئیچینگ سیگنال ارسال شده توسط شیر را برای افزایش یا کاهش سیگنال الکتریکی می خواند. واحد سوئیچینگ می تواند یک پمپ یا شیر را روشن/خاموش کند تا جریان سیستم مناسب را حفظ کند. کلیدهای جریان را می توان برای نظارت بر ویژگی های جریان مانند حجم، سرعت و فشار و تنظیم تغییرات در صورت وقوع استفاده کرد. همچنین می توان از این دستگاه ها برای کمک به شناسایی مشکلات موجود در سیستم ها استفاده کرد.
انواع سوئیچ جریان
کلیدهای جریان یا بر اساس رسانه جریان یا بر اساس نوع اندازه گیری دسته بندی می شوند. این بدان معنی است که انواع می توانند با هم ترکیب شوند، مانند سوئیچ جریان مایع حجمی.
کلیدهای جریان گاز برای رسانه هایی مانند هوا و بخار هستند. آنها معمولا در برنامه های HVAC استفاده می شوند.
سوئیچ های جریان مایع برای رسانه هایی از جمله آب، روان کننده ها، مواد شیمیایی و دوغاب هستند. آنها در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی استفاده می شوند.
کلیدهای جریان حجمی برای اندازه گیری جریان مایعات یا گازها استفاده می شوند. این اندازه گیری بر اساس حجم در واحد زمان (یعنی فوت مکعب در دقیقه) انجام می شود.
سوئیچ های جریان سرعت برای اندازه گیری سرعت جریان رسانه های متحرک استفاده می شوند. این اندازه گیری بر حسب سرعت (یعنی فوت در دقیقه) انجام می شود.
برنامه های سوئیچ جریان
کاربردهای سوئیچ جریان شامل مرحله بندی پمپ، خرابی پمپ یا شیر، تشخیص جریان یا انسداد و حفاظت از جریان است. آنها معمولاً در مخازن و سیستم های ذخیره سازی مخازن برای نگه داشتن مخازن در سطح تعیین شده و همچنین در خطوط لوله برای اطمینان از پیوسته بودن جریان رسانه از طریق لوله استفاده می شوند. سوئیچ های جریان بزرگ را می توان در ساختمان های تجاری و بزرگ برای سیستم های HVAC یافت.
مشخصات سوئیچ جریان
ملاحظات مهم عملیاتی و عملکردی عبارتند از:
نوع سیال- نوع رسانه ای که سوئیچ جریان در معرض آن قرار می گیرد هنگام انتخاب فلوسوئیچ مهم است که در نظر گرفته شود. یک دستگاه برای سیستم آب به دلیل مقاومت آنها در برابر خوردگی، زنگ زدگی یا شکست معمولاً از برنج یا برنز ساخته می شود. پلاستیک را می توان در کاربردهایی استفاده کرد که در شرایط بسیار گرم مستعد یخ زدن یا انبساط نیستند. پلاستیک سبک وزن و در عین حال بسیار بادوام و مقاوم در برابر زنگ زدگی است.
قطر لوله - قطر لوله اندازه لوله(های) را در سیستم توصیف می کند. فلوسوئیچ باید بطور ایمن روی لوله قرار گیرد و بنابراین دانستن قطر لوله هنگام انتخاب فلوسوئیچ بسیار مهم است.
فشار عملیاتی - فشار عملیاتی حداکثر فشار سر رسانه فرآیندی است که دستگاه می تواند تحمل کند. این فاکتور باید هنگام انتخاب ماده فلوسوئیچ در نظر گرفته شود.
محدوده دمای سیال - محدوده دمای رسانه حداکثر دمای رسانه قابل نظارت است. معمولاً به مصالح ساختمانی و آستر بستگی دارد.
نرخ جریان
انواع مختلفی از نرخ جریان وجود دارد. این مهمترین مشخصاتی است که باید در نظر گرفته شود زیرا نرخ چیزی است که باعث حرکت سوئیچ می شود.
جریان جرمی - سرعت جریان جرمی جرم ماده ای است که در واحد زمان از یک سطح معین عبور می کند. دبی جرمی را می توان با استفاده از معادلات زیر محاسبه کرد.
برای مناطق مسطح و تخت:
که اینجا:
= flow rate
ρ = mass density of the fluid
= velocity field of the mass elements flowing
= cross-sectional vector area/surface
Q = volumetric flow rate
= mass flux
For areas that are curved:
جریان سرعت - سرعت جریان سرعت توصیف می کند که یک سیال در هر واحد زمان چقدر فاصله جانبی را در طول سیستم طی می کند. با استفاده از معادله زیر قابل محاسبه است. سرعت جریان باید برای سیال حجیم به جای سرعت سیال در یک نقطه خاص انجام شود. اندازه گیری آن آسان است و مخصوصاً برای مایعاتی که چگالی ثابتی دارند مفید است.
جریان حجمی - نرخ جریان حجمی رابطه ای است از میزان حجمی از گاز یا مایع که در یک زمان معین از یک سیستم نقطه ثابت عبور می کند. دبی حجمی را می توان با استفاده از معادله زیر محاسبه کرد. به ویژه برای سیستم های گاز مفید است.
مشخصات کلید جریان فیزیکی و الکتریکی
هنگام انتخاب فلوسوئیچ باید مشخصات فیزیکی را نیز در نظر گرفت. انواع مختلفی از پایه ها و اتصالات انتهایی برای انتخاب وجود دارد.
انواع نصب
In-line- نصب در خط برای سوئیچ های جریان مستقیماً در خط فرآیند نصب می شود. آنها دارای انواع اتصالات انتهایی از جمله فلنج، متر جریان در خط و اتصالات فشاری هستند. جریان سوئیچ های نصب شده در خط معمولاً برای نصب نیاز به یک لوله مستقیم دارند.
Insertion- پایه های درج عمود بر مسیر جریان قرار می گیرند. آنها معمولاً به یک سوراخ رزوه دار در لوله فرآیند یا وسیله دیگری برای دسترسی نیاز دارند.
سوئیچ های غیر تهاجمی نصب شده غیر تهاجمی نیازی به نصب مستقیم در جریان فرآیند ندارند و می توانند در سیستم های لوله کشی بسته استفاده شوند.
اتصالات انتهایی
| گیره | دستگاه ها به موازات مسیر جریان وارد شده و بین دو لوله فرآیند موجود بسته می شوند. فلومترهای گیره دار خارجی غیر تهاجمی هستند. آنها نیازی به نصب مستقیم در جریان فرآیند ندارند و می توانند در سیستم های لوله کشی بسته استفاده شوند. فلومترهای آلتراسونیک یا داپلر ممکن است از این نوع نصب برای خواندن جریان از طریق لوله استفاده کنند. |
| فشرده سازی | اتصالات فشاری یک آستین یا فرول را روی یک مفصل سفت می کنند تا از نشتی جلوگیری شود. |
| فلنج دار | دستگاهها به موازات مسیر جریان، معمولاً بین دو قطعه از لولههای فرآیند فلنج دار موجود قرار میگیرند. فلنج های دایره ای یا مربعی برای اتصال اتصالات معمولاً از طریق پیچ و مهره یا جوش استفاده می شود. |
| انتهای ساده | دستگاه ها دارای انتهای لوله صاف و مستقیم هستند که می توان آن را در انتهای زنگی لوله اتصال قرار داد. |
| Socket Weld / Union | اتصالات انتهایی برای جوش یا لحیم کاری طراحی شده است و می تواند گردن جوش باشد. |
| رشته ای | دستگاه ها به موازات مسیر جریان وارد شده و در دو لوله فرآیند موجود رزوه می شوند. نخ لوله ملی (NPT) رایج ترین نوع رزوه است. |
| انتهای لوله / نوک شیلنگ | انتهای لوله یا نوک شیلنگ یک توصیف رایج برای یک قطعه لوله کوتاه است که معمولاً انتهای آن رزوهدار نر است. |
| VCO® / VCR® | اتصالات VCO® و VCR® اتصالات رزوه ای و اختصاصی برای کاربردهای خلاء هستند که از طرح Swagelok استفاده می کنند. اتصالات VCO® دارای مهر و موم صفحه O-ring هستند. اتصالات VCR® دارای یک مهر و موم صفحه واشر فلزی هستند. VCO و VCR علائم تجاری ثبت شده شرکت Cajon هستند. Swagelok یک علامت تجاری ثبت شده شرکت Swagelok است. |
گزینه های خروجی
سوئیچ های جریان می توانند خروجی داشته باشند:
جریان آنالوگ- سطوح جریان آنالوگ (فرستنده ها) مانند 4 تا 20 میلی آمپر برای ارسال سیگنال در فواصل طولانی مناسب هستند. جریانی متناسب با اندازه گیری بر مدار خروجی اعمال می شود. از بازخورد برای ارائه جریان مناسب بدون توجه به نویز خط و امپدانس استفاده می شود
ولتاژ آنالوگ - خروجی های ولتاژ آنالوگ توابع ساده و معمولا خطی اندازه گیری هستند.
فرکانس - فرکانس یا فرکانس خروجی مدوله شده شامل مدولاسیون دامنه (AM)، مدولاسیون فرکانس (FM)، امواج سینوسی و قطارهای پالس است.
سوئیچ- خروجی تغییر حالت یک کلید یا یک رله است. اگر فرآیند به آستانه از پیش تعیین شده برسد، سوئیچ جریان برای حفظ عملکرد مناسب سیستم روشن یا خاموش می شود.
مشخصات سوئیچ
مشخصات سوئیچ عبارتند از:
سوئیچ های جریان الکترومکانیکی از کنتاکت های مکانیکی مانند رله ها و سوئیچ های نی استفاده می کنند.
سوئیچ های حالت جامد از سوئیچ های الکترونیکی بدون قطعات متحرک استفاده می کنند. دو نوع اصلی کلیدهای حالت جامد وجود دارد: ترانزیستورهای اثر میدانی (FET) و دیودهای پین. سوئیچ های FET کانالی ایجاد می کنند که به جریان اجازه می دهد از درین به منبع FET جریان یابد. PIN مخفف مواد دارای بار مثبت (P) بسیار دوپ شده در بین یک لایه ذاتی بسیار مقاوم (I) و مواد دارای بار منفی (N) است.
گزینه های حالت عادی
کلیدهای معمولی باز (NO) اجازه عبور جریان را در موقعیت آزاد نمی دهند. آنها نیاز به "ایجاد" یک تماس دارند تا فعال شوند.
سوئیچ های معمولی بسته (NC) اجازه می دهند جریان در موقعیت آزاد عبور کند و برای فعال شدن نیاز به "شکستن" تماس (باز شدن) دارند.
تعداد قطب ها و پرتاب های مورد نیاز - اکثر سوئیچ ها دارای یک یا دو قطب و یک یا دو پرتاب هستند، اما برخی از تولید کنندگان سوئیچ های سطح سفارشی را برای کاربردهای خاص تولید می کنند. تعداد قطب ها تعداد مدارهای جداگانه ای را توصیف می کند که می توانند همزمان از کلید عبور کنند. تعداد پرتاب ها تعداد مدارهایی را که هر قطب می تواند کنترل کند را توصیف می کند. این با پیکربندی مدار (NO/NC) مشخص می شود. وقفه ها وقفه هایی در مدار هستند که به دلیل کنتاکت های جدا شده ای است که سوئیچ به هر مداری که باز می شود وارد می کند.
ویژگی های سوئیچ جریان
سوئیچ های جریان با ویژگی های اضافی از جمله:
| آلارم های صوتی یا تصویری | ابزارها دارای آلارم های صوتی یا بصری هستند تا کاربران را از شرایط خطرناک آگاه کنند. |
| میانگین گیری / چند درج | فلومترهای چند درج، نرخ جریان را با اندازه گیری سرعت جریان در چندین نقطه در مسیر جریان تعیین می کنند. |
| توابع کنترلر | دستگاه ها دارای ورودی حسگر هستند یا دریافت می کنند، کنترل را ارائه می دهند (محدودیت ها، PID، منطق، و غیره) و سیگنال کنترلی را خروجی می کنند. |
| قابل برنامه ریزی | به طور معمول، مترهای قابل برنامه ریزی شامل یک ریزپردازنده داخلی است. آنها را می توان به صورت الکترونیکی برای مواد مختلف، محدوده، خروجی و غیره تنظیم کرد. |
| توابع ضبط / توتالایزر | توابع توتالایزر مقدار مواد، رسانه یا متغیر فرآیند کنترل شده را جمع می کنند. یک تابع ضبط کننده ممکن است یک دیتالاگر باشد که سیستم یا پردازش متغیرها و/یا دستورات را برای مشاهده یا تجزیه و تحلیل بعدی ثبت کند. یک ضبط کننده نمودار که می تواند تاریخچه جریان (نمودار) را ترسیم کند یا جریان کل را برای یک واحد زمان معین نشان دهد نیز ممکن است موجود باشد. |
| بهداشتی | دستگاه ها برای استفاده در محیط های بهداشتی، مانند کاربردهای پزشکی یا فرآوری مواد غذایی طراحی شده اند. |
| جامدات معلق / دوغاب | دستگاه ها می توانند مایعات با مواد جامد معلق (دوغاب) را در خود جای دهند. به طور معمول، انواع مواد با تکنولوژی متر انتخاب شده تعیین می شود. برای راهنمایی بیشتر، به اطلاعات مراجعه کنید |
منابع
فهرست IQS - سازندگان و تامین کنندگان سوئیچ جریان
https://www.globalspec.com