سوئیچ های سطح

سوئیچ های سطح برای تشخیص سطوح مایع یا پودر یا رابط بین مایعات استفاده می شوند. این اندازه گیری های سطح از طریق یک عمل سوئیچینگ الکتریکی نشان داده می شوند. سوئیچ های سطح را می توان به عنوان یک دستگاه هشدار یا به عنوان سوئیچ های کنترلی، روشن یا خاموش کردن چیزی مانند پمپ ، یا ارسال سیگنال به محرک شیر استفاده کرد . چیزی که سوئیچ های سطح را خاص می کند این است که خروجی سوئیچ دارند و می توانند الکترومکانیکی یا جامد باشند، یا معمولاً باز یا بسته هستند.

نمایش تمام سازندگان سوئیچ های سطح

مشخصات

هنگام انتخاب سوئیچ تراز باید چندین فاکتور مهم را در نظر گرفت. این مشخصات مربوط به عملکرد سوئیچ در اپلیکیشن مورد نظر می باشد.

پیکربندی

هنگام انتخاب یک سوئیچ سطح، کاربر باید تعیین کند که آیا مدار الکتریکی به یک کلید معمولی باز یا بسته نیاز دارد.

• 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.

نقطه/مستمر

دو نوع پایه اندازه گیری سطح وجود دارد:

سنسورهای سطح نقطه یا سنسورهای چند نقطه ای سطح خاصی را مشخص می کنند و در صورتی که رسانه بالاتر یا پایین تر از آن سطح باشد با کاربر ارتباط برقرار می کنند. آنها به طور کلی به عنوان زنگ هشدار یا سوئیچ استفاده می شوند. این سنسورهای سطح همچنین می توانند در یک دستگاه واحد برای اضافه کردن زنگ هشدار کم یا به عنوان یک نسخه پله ای از یک سطح پیوسته ادغام شوند.

سنسورهای سطح پیوسته سطوح مواد مایع یا خشک را در یک محدوده مشخص اندازه گیری می کنند و خروجی هایی را ارائه می دهند که به طور مداوم سطح را نشان می دهد. آن‌ها دستگاه‌های پیچیده‌تری نسبت به حسگرهای سطح نقطه‌ای هستند، زیرا به جای اندازه‌گیری در یک نقطه، در محدوده‌ای از سطوح اندازه‌گیری می‌کنند تا به کاربر اطلاع دهند که مقدار دقیق یک ماده را بداند. این یک خروجی آنالوگ تولید می کند که به طور مستقیم با سطح مایع در ظرف ارتباط دارد.

سوئیچ های سطح معمولاً سوئیچ های سطح نقطه ای هستند که اندازه گیری می کنند که آیا سطح یک ظرف به یک نقطه از پیش تعیین شده رسیده یا از آن عبور کرده است. با این حال، مکانیسم های سوئیچینگ می توانند برای سوئیچ های سطح پیوسته نیز یکپارچه باشند. سوئیچ های چند نقطه ای را می توان با هم ادغام کرد تا یک نسخه پلکانی از سطح پیوسته ارائه دهد.

نوع سوئیچ

کلید الکترومکانیکی - کلیدهای الکترومکانیکی دارای کنتاکت یا رله مکانیکی هستند. این نوع کلیدها می توانند طیف وسیع تری از گزینه های جریان و ولتاژ را کنترل کنند. آنها تحت تأثیر کثیفی، غبار، میدان های مغناطیسی یا محدوده دما از نزدیک به صفر مطلق تا 1000 درجه نیستند. سوئیچ های الکترومکانیکی می توانند با عدم تراز در نصب/کاربرد سازگار شوند تا از عدم وجود جریان نشتی اطمینان حاصل کنند و آن را در بسیاری از مدل های مدار، محرک و محفظه در دسترس قرار دهند. معایب آنها عبارتند از قیمت آنها، چرخه عمر محدود تماس، بزرگ بودن و تغییر کند. 

سوئیچ حالت جامد - کلیدهای حالت جامد وسایل الکتریکی هستند که قطعات متحرک برای فرسودگی ندارند. آنها می توانند سریعتر بدون جرقه بین کنتاکت ها یا مشکلات ناشی از خوردگی تماس سوئیچ کنند. معایب آنها شامل هزینه بالا برای ساخت در رتبه های فعلی بسیار بالا است.

فناوری اندازه گیری

چندین فناوری موجود است که می تواند سطح رسانه را در یک سیستم اندازه گیری کند. شرح کامل و کاربرد هر فناوری در راهنمای مشخصات سنسور سطح موجود است .

قطب / پرتاب

گزینه های معمولی برای میله ها و پرتاب ها در دسترس هستند. اکثر سوئیچ ها یک یا دو قطب و یک یا دو پرتاب دارند، اما برخی از تولیدکنندگان 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 توسط کنتاکت های جدا شده ای که سوئیچ به هر مداری که باز می کند وارد می کند یا در مدار قطع می کند ایجاد می شود.

تک قطبی، تک پرتابی (SPST ) - سوئیچ های تک قطبی، تک پرتابی (SPST) اتصال یک هادی را در یک مدار تک شاخه ایجاد یا قطع می کنند. آنها معمولاً دو پایانه دارند و t name="idPrompt_switch_spdt">o به عنوان سوئیچ های تک قطبی نامیده می شوند.

تک قطبی، دو پرتابی (SPDT ) - سوئیچ های تک قطبی، دو پرتابی (SPDT) اتصال یک هادی را با یکی از دو هادی تک دیگر ایجاد یا قطع می کنند. آنها معمولا دارای سه پایانه هستند و معمولاً به صورت جفت استفاده می شوند. سوئیچ های SPDT گاهی اوقات name="idPrompt_switch_dpst">سوئیچ های سه طرفه نامیده می شوند.

دو قطبی، تک پرتابی (DPST) - کلیدهای دو قطبی، تک پرتابی (DPST) اتصال دو هادی مدار را در یک مدار تک شاخه ایجاد یا قطع می کنند. آنها typi name="idPrompt_switch_dpdt">کلا چهار پایانه دارند.

دو قطبی، دو پرتابی (DPDT) - سوئیچ های دو قطبی، پرتابی دو قطبی (DPDT) اتصال دو هادی را به دو مدار مجزا می کنند یا قطع می کنند. آنها معمولاً دارای شش پایانه هستند و در هر دو نسخه تماس لحظه ای و ma name="idPrompt_switch_other">در دسترس هستند.

سایر - سایر انواع پرتاب ویژه با بیش از دو قطب. به عنوان مثال می توان به کلیدهایی اشاره کرد که برای تقسیم بارها به مدارهای جداگانه (مثلاً کلید چراغ جلو) طراحی شده اند.

محدوده اندازه گیری

محدوده اندازه گیری احتمالاً مهم ترین مشخصاتی است که باید هنگام انتخاب سوئیچ های سطح بررسی شود. به عنوان محدوده سطحی که دستگاه ها می توانند اندازه گیری کنند، تعریف می شود. محدوده اندازه گیری با حداکثر و حداقل سطح رسانه تعیین می شود. کاربر همچنین باید نوسانات سطح رسانه پیش بینی شده را در نظر بگیرد. اگر محدوده اندازه گیری مناسب انتخاب شود، داده های کمتری در طول رویدادی که از محدوده اندازه گیری فراتر می رود از دست می رود.

دستگاه هایی با محدوده اندازه گیری قابل تنظیم میدانی به کاربر این امکان را می دهند که محدوده اندازه گیری را بسته به ظرف رسانه و شرایط محیطی تنظیم کند.

مشخصات برق

همچنین درجه بندی جریان و ولتاژ مورد نیاز سوئیچ ها یکی از نگرانی های مهم است. خروجی های آنالوگ از سوئیچ های سطح می تواند سیگنال های جریان یا ولتاژ باشد. همچنین ممکن است یک پالس یا فرکانس باشد.

• حداکثر جریان - حداکثر ظرفیت اسمی (پلاک نام) دستگاه.

• حداکثر ولتاژ AC- حداکثر ولتاژ AC دستگاه.

• حداکثر ولتاژ DC- حداکثر امتیاز ولتاژ DC دستگاه.

• منطق ترانزیستور- ترانزیستور (TTL) - مدار راه انداز TTL وضعیت سوئیچ را قادر می سازد تا با سطح ورودی منطقی TTL کنترل شود. برق را می توان در یک جفت پایانه برق تعیین شده اعمال کرد و سپس عملکرد سوئیچ را با یک مدار کنترل 5 ولت کنترل کرد.

گزینه های خروجی

خروجی های سیگنال کامپیوتری که ممکن است معمولاً سریال یا موازی هستند.

سریال - ارتباط سریال به این معنی است که بیت های داده به صورت سریال (یکی پس از دیگری) از طریق یک خط ارسال می شوند. مزایای ارتباط سریال این است که داده ها می توانند بیشتر ارسال شوند و اتصال کابل ساده تر است و از سیم های کمتری استفاده می کند. رابط های سریال از یک پروتکل ارتباطی سریال مانند گذرگاه سریال جهانی (USB)، RS232 یا RS485 استفاده می کنند. 

موازی - ارتباط موازی به این معنی است که تعدادی بیت داده به طور همزمان ارسال می شود. اطلاعات بیشتر را می توان سریع و قابل اطمینان تر ارسال کرد، اما زمان پردازش طولانی تر است. رابط های موازی از یک پروتکل ارتباطی موازی مانند گذرگاه رابط همه منظوره (GPIB) استفاده می کنند.

رابط کاربری

سوئیچ های سطح می توانند نمایشگرهایی داشته باشند که نمایشگرهای آنالوگ، دیجیتال یا ویدئویی هستند. کنترل دستگاه ها می تواند آنالوگ با سوئیچ ها، شماره گیری ها و پتانسیومترها باشد. دیجیتال با منوها، صفحه کلید و دکمه ها؛ یا توسط کامپیوتر کنترل می شود.

• خروجی های بصری یا صوتی غیر الکتریکی که نشانگرهای بصری غیر الکتریکی هستند مانند یک شناور ساده یا یک کلیک شنیداری. تصاویر غیر الکتریکی ارزان هستند و ساده ترین برای استفاده و نصب هستند، اما در معرض خطای کاربر در خواندن سطح هستند.

• کنتورهای آنالوگ یا نشانگرهایی که از متر آنالوگ با سوزن یا نشانگر LED برای شناسایی سطح سیال در سیستم استفاده می کنند.

• قرائت‌های دیجیتالی که دارای بازخوانی‌های عددی یا کاربردی هستند. این نمایشگرها به راحتی قابل خواندن هستند و می توانند ارقام قابل توجهی را نمایش دهند.

• پایانه های نمایش تصویری (VDT) که شامل لوله های اشعه کاتدی و صفحه نمایش تخت می باشد. VDT اصطلاحی است که برای نمایشگر کامپیوتری متشکل از یک سطح خروجی کامپیوتر و مکانیزم نمایش داده‌ها استفاده می‌شود.

مشخصات سیستم

• حداکثر فشار کاری - حداکثر فشار کاری ماده ای که دستگاه برای آن درجه بندی شده است.

• محدوده دمای مواد - حداکثر دمای ماده که دستگاه برای آن درجه بندی شده است.

رسانه ها

رسانه موادی است که حسگر باید اندازه گیری کند. سوئیچ های سطح می توانند مسئول اندازه گیری طیف گسترده ای از رسانه ها در سیستم های سطح سیال در بسیاری از صنایع باشند. دو نوع رسانه عمومی شامل مواد مایع و خشک است.

• رسانه مایع می تواند شامل شود

  • آب (گرم یا سرد، تمیز یا کثیف، تازه یا نمک)

  • بنزین (سوخت گازوئیل)

  • سیال هیدرولیک

  • مایعات بسیار چسبناک یا صمغی

• مواد خشک می تواند شامل شود

  • جامدات حجیم

  • پودرها

گزینه های نصب

بسته به نیاز برنامه، سوئیچ های سطح را می توان به چند روش مختلف نصب کرد. این سوئیچ ها را می توان در بالا، پایین یا کنار ظرفی که ماده مورد اندازه گیری را نگه می دارد نصب کرد. برخی از عواملی که هنگام انتخاب گزینه نصب باید در نظر گرفت، اندازه بسته بندی سوئیچ یا سنسور و فضای موجود در برنامه است. سوئیچ باید ناهموار باشد تا محیط سیستم را کنترل کند.

ویژگی ها

برخی از ویژگی‌هایی که می‌توانند سوئیچ‌های سطح را مطلوب‌تر کنند، قابل برنامه‌ریزی بودن، داشتن عملکردهای کنترل‌کننده، ضبط کننده یا توتالایزر و یک نشانگر زنگ داخلی، چه قابل شنیدن یا قابل مشاهده هستند.

همچنین برای برخی از کاربردها رتبه بندی بهداشتی و توانایی رسیدگی به دوغاب با مواد جامد معلق مانند فاضلاب یا فاضلاب مهم است.

• دارای رتبه بندی برای کاربردهای بهداشتی- دستگاه ها برای کاربردهای بهداشتی مانند مواردی که در صنایع دارویی و صنایع تبدیلی foo class="lm-text" name="idPrompt_feat_slurry">d یافت می شوند، رتبه بندی می شوند.

• دسته دوغاب ها / جامدات معلق- دستگاه ها می توانند دوغاب ها یا مواد جامد معلق را کنترل کنند class="lm-text" name="idPrompt_feat_alarm">مانند فاضلاب و فاضلاب.

• هشدار داخلی / نشانگر - دستگاه ها دارای یک هشدار صوتی یا تصویری داخلی هستند که بیشتر از یک سوئیچ یا بسته شدن رله است.

• قابل برنامه ریزی - دستگاه ها را می توان برای محدوده های مختلف، مواد، خروجی class="lm-text" name="idPrompt_feat_record">ts و غیره برنامه ریزی کرد.

• توابع ضبط / توتالایزر - دستگاه ها گزارشگرهای داده ای هستند که ثبت/جمع می کنند و من class="lm-text" name="idPrompt_feat_control">مقادیر اندازه گیری شده را یکپارچه می کنم.

• عملکردهای کنترل کننده - دستگاه ها دارای ورودی های حسگر هستند یا می گیرند، عملکردهای کنترلی را ارائه می دهند (مثلاً محدودیت ها، PID، منطق)، و یک سیگنال کنترلی را خروجی می دهند.

برنامه های کاربردی

نظارت بر سطح در طیف گسترده ای از برنامه ها مهم است. هر فرآیند صنعتی که شامل پر کردن یا ذخیره یک مایع در یک مخزن یا ظرف باشد از استفاده از سوئیچ سطح سود می برد. آنها همچنین بخش مهمی از سیستم های کنترل فرآیند هستند که نرخ جریان را به داخل و خارج از یک مخزن ذخیره یا راکتور مدیریت می کنند.

سوئیچ های سطح را می توان برای سنجش و آلارم های سطح بالا یا پایین، تشخیص نشت، خاموش کردن بیش از حد و تنظیم رابط بین سطوح رسانه های مختلف استفاده کرد. آنها در طیف گسترده ای از صنایع یافت می شوند - نه محدود به - تولید، غذا و نوشیدنی، شیمیایی و دارویی، دریایی، پزشکی و مدیریت سوخت/انرژی. 

منبع

globalspec