پرشر سوئیچ یا سوئیچ فشار (Pressure Switch) یکی از تجهیزات کنترلی ایمنی و حفاظتی است که تغییرات فشار را حس می کند و به صورت مکانیکی مدار الکتریکی را در یک نقطه از پیش تعیین شده باز و بسته می کند. به گونه ای که، یک دستگاه الکتریکی یا مکانیکی است که برای تشخیص و کنترل فشار در سیستم‌های مختلف به کار می‌رود. این سوئیچ زمانی که فشار یک سیال (مانند هوا، گاز یا مایع) به یک مقدار مشخص برسد، یک مدار الکتریکی را قطع یا وصل می‌کند.
برخلاف سایر ابزارهای فشار مانند فشارسنج ها و سنسورهای فشار که فشار را اندازه گیری و نظارت می کنند، سوئیچ ها کمی پیچیده تر هستند.
پرشر سوئیچ یک دستگاه مکانیکی یا الکترونیکی است که زمانی فعال می‌شود که فشار سیال فرآیند به آستانه یا نقطه تنظیم معینی برسد. پرشر سوئیچ بسته به اینکه از یک لوله بوردون، پیستون، دیافراگم یا غشایی تشکیل شده باشد که بسته به درجه فشار اعمال شده توسط سیستم حرکت می کند یا تغییر شکل می دهد، می تواند متفاوت باشد.
اجزای یک پرشر سوئیچ به یک یا چند کنتاکت داخل سوئیچ متصل می شوند. هنگامی که نیروی کافی اعمال می شود، یک کنتاکت بسته به پیکربندی آن، سوئیچ را بسته یا باز می کند. علیرغم انواع روش های مورد استفاده برای تشخیص فشار، سوئیچ های فشار را می توان در درجه اول به دو دسته الکترومکانیکی یا الکترونیکی طبقه بندی کرد.
سوئیچ های فشار در صنایع مختلفی از جمله صنایعی که از سیستم های گاز فشرده، HVAC، سیستم های ابزار دقیق و سیستم های پمپاژ استفاده می کنند، استفاده می شود.
پرشر سوئیچ ها نباید با ترنسمیتر یا مبدل های فشار اشتباه گرفته شوند. دومی فشار را به سیگنال خروجی الکتریکی تبدیل می کند.
پرشر سوییچ از اجزای کلیدی زیر تشکیل شده است:
دیافراگم – دیافراگم برای تشخیص فشار استفاده می شود. این ماده معمولاً انعطاف پذیر و حساس به فشار است.
فنر – برای تنظیم نقاط تنظیم یا نقاط برش استفاده می شود.
اهرم – برای فعال یا غیرفعال کردن سوئیچ استفاده می شود.
کنتاکت های الکتریکی – اجازه می دهند جریان از یک منبع تغذیه خارجی از آنها عبور کند.
کنتاکت الکتریکی – برای اتصال منبع تغذیه خارجی به مخاطبین.
اجزای پرشر سوییچ
یک پرشر سوئیچ معمولی دارای یک پیستون است که یک طرف آن در معرض فشار سیال و طرف دیگر در معرض فشار اتمسفر است. نیروی فشار سیال توسط یک فنر از پیش بارگذاری شده مقابله می شود. سطح در تماس با سیال و ثابت فنر به دقت طراحی شده اند، بنابراین پیستون تنها زمانی حرکت می کند که به یک فشار معین رسیده باشد. فنر توسط پیچ نقطه تنظیم از قبل فشرده می شود، که می تواند برای تنظیم فشار فعال سازی بیشتر یا پایین تر تنظیم شود.
پرشر سوئیچ ها به طور کلی دارای دو نقطه کار هستند: فشار برش و فشار قطع. در سیستم های پمپ و کمپرسور، کلید زمانی که فشار سیال به کمتر از حد تعیین شده می رسد، فعال می شود و موتور پمپ یا کمپرسور راه اندازی می شود تا سیستم به سطوح عادی برگردد. هنگامی که فشار از نقطه تنظیم شده فراتر رود، کلید فوراً غیرفعال نمی شود. نوعی هیسترزیس یا دیفرانسیل وجود دارد که از زمین خوردن ناگهانی جلوگیری می کند. این اجازه می دهد تا فشار تا رسیدن به انتهای بالاتر محدوده فشار افزایش یابد. هنگامی که به نقطه تنظیم یا قطع بالاتر رسید، سوئیچ غیرفعال می شود.
دو نوع اصلی پرشر سوئیچ وجود دارد: مکانیکی و الکترونیکی. فشار سوئیچ های مکانیکی بر اساس شکل و ساختار اجزای حسگر فشارشان طبقه بندی می شوند. از سوی دیگر، فشار سوئیچ های الکترونیکی، دستگاه های حالت جامد(solid state) هستند که نیازی به فعال سازی مستقیم از عنصر سنسور فشار ندارند. در عوض، آنها به طور غیرمستقیم با استفاده از ویژگی های دیگر مانند مقاومت و ظرفیت کار می کنند.
فصل‌های قبلی عمدتاً به توصیف فشار سوئیچ‌های مکانیکی می‌پردازند که به دلیل سادگی و هزینه کمتر، بیشتر از کلیدهای الکترونیکی استفاده می‌شوند. تمام فشار سوئیچ های مکانیکی دارای یک جزء مکانیکی حسگر فشار هستند که در پاسخ به فشار سیال تغییر شکل می دهد. این سوئیچ ها بر اساس نوع قطعه حسگر فشاری که استفاده می کنند طبقه بندی می شوند.
پرشر سوییچ مکانیکی
این محبوب ترین و پرکاربردترین نوع سوئیچ فشار است. با تغییر فشار سیال، پیستون به صورت محوری حرکت می کند و کلید را فعال می کند. سوئیچ می تواند فشار سیال را به طور مستقیم یا غیر مستقیم حس کند. سنجش مستقیم از مهر و موم هایی مانند حلقه های O برای جلوگیری از رسیدن سیال به اجزای الکتریکی استفاده می کند. حسگر غیر مستقیم از یک دیافراگم الاستیک برای جدا کردن پیستون از سیال استفاده می کند.
این نوع دارای یک غشای فلزی است که مستقیماً به قسمت مرطوب پرشر سوئیچ متصل یا جوش داده می شود. به جای پیستون، خود دیافراگم مستقیماً سوئیچ را فعال می کند.
لوله بوردون یک لوله فلزی یا الاستومری انعطاف پذیر است که در یک انتها ثابت شده و انتهای دیگر آن آزاد است. با افزایش فشار در داخل لوله، تمایل به صاف شدن دارد. سپس از این حرکت برای فعال کردن سوئیچ استفاده می شود.
این نوع پرشر سوئیچ برای مقایسه فشار بین دو نقطه در یک سیستم طراحی شده است. این نقاط به دو پورت فرآیند متصل می شوند که می توانند در بالادست یا پایین دست تجهیزات یا در سمت بالا یا پایین یک کشتی قرار گیرند. سوئیچ در صورتی فعال می شود که اختلاف فشار بین دو طرف از یک آستانه مشخص فراتر رود. چنین سوئیچ‌هایی برای کنترل‌های بهم پیوسته، نظارت بر افت فشار در فیلترها و صفحه‌ها و مدیریت سطوح مخزن مفید هستند.
کلید فشار دیسک
پرشر سوئیچ دیسکی یک فشار مکانیکی است که بر اساس انبساط و انقباض دو دیسک فلزی کار می کند. این دیسک ها با فشار از پیش تعیین شده بین یک شکل محدب و مقعر قرار می گیرند. هنگامی که سوئیچ فعال می شود، مدار را کامل یا قطع می کند.
در طراحی پرشر سوئیچ دیسکی، یک دیافراگم نازک محفظه فشار را از محفظه دیسکی جدا می کند. نیروهای فشار بر روی سطح دیسک، که در یک صندلی دیسک قرار دارد و توسط دیافراگم در جای خود نگه داشته می شود، عمل می کند. این تنظیم به سوئیچ اجازه می دهد تا فشار را با ظرفیت جریان بالا کنترل کند و معمولاً در برنامه های غیر خطرناک استفاده می شود.
سوئیچ های فشار دیسکی اسنپ به دلیل قوام، قابلیت اطمینان و دقت استثنایی خود شناخته شده اند. آنها سال ها در برنامه فضایی ایالات متحده برای استقرار چتر نجات استفاده می شوند. با این حال، رایج ترین کاربرد آنها در نظارت بر دمای فرآیند است.
پرشر سوئیچ الکترونیکی یک پرشر سوئیچ الکترونیکی شامل یک مبدل فشار، معمولاً یک فشار سنج، همراه با تجهیزات الکترونیکی اختصاصی است که سیگنال‌ها را به یک صفحه نمایش قابل خواندن تقویت و تبدیل می‌کند. برخی از سوئیچ‌های فشار الکترونیکی دارای قابلیت‌های آنالوگ نیز هستند که به آنها اجازه می‌دهد تا سیگنال‌های پیوسته و متغیری را که نشان‌دهنده خوانش فشار هستند، علاوه بر قابلیت سوئیچینگ ارائه کنند. ویژگی‌های اضافی سوئیچ‌های فشار الکترونیکی اغلب شامل قابلیت برنامه‌ریزی در محل برای تأخیرهای زمانی، عملکردهای سوئیچینگ، نقاط تنظیم و پسماند است.
پرشر سوییچ الکترونیکی
سوئیچ های فشار قوی برای کنترل محدودیت های فشار بسیار بالا طراحی شده اند که از ۱ psig تا بیش از ۱۰۰۰۰ psig با مقادیر معمولی حدود ۴۵۰۰ psig و ۷۵۰۰ psig کار می کنند. آنها را می توان با استفاده از دیافراگم، پیستون یا کریستال های پیزوالکتریک فعال کرد. رایج ترین نوع کلید فشار قوی دیافراگم فعال است که به تغییرات فشار پاسخ می دهد. مانند تمام فشار سوئیچ های دیافراگمی، زمانی که فشار از نقطه تنظیم شده فراتر رود، فعال سازی اتفاق می افتد.
اگرچه اکثر سوئیچ‌های فشار ممکن است در شرایط شدید از کار بیفتند، کلیدهای فشار قوی برای ادامه کار و حفظ کنترل فشار حتی در شرایط شدید طراحی شده‌اند. توانایی آنها در ارائه کنترل فشار مداوم آنها را برای استفاده به عنوان کلیدهای ضد انفجار و ضد آب در محیط های پر فشار مناسب می کند.
کلیدهای فشار قوی با دوام و استحکام کششی بالا ساخته می شوند و اغلب از موادی مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ، مونل، هاستلوی یا فولاد ساخته می شوند. برخی از این کلیدها بسته به نوع آلیاژ استفاده شده در ساخت آنها در برابر خوردگی مقاوم هستند.
سوئیچ های سبک یا کم فشار برای پاسخگویی به نوسانات کوچک یا کاهش سطح فشار طراحی شده اند. آنها به عنوان یک اقدام محافظتی برای جلوگیری از افت فشار در خطی که به طور بالقوه می تواند به سیستم آسیب برساند یا آسیب برساند، عمل می کنند. هنگامی که جریان یا فشار وجود ندارد، سوئیچ‌های فشار پایین می‌توانند تجهیزات را خاموش کنند، زنگ هشدار را فعال کنند یا برای نشان دادن مشکل، فشار را نشان دهند.
مانند کلیدهای فشار قوی، سوئیچ های فشار پایین با استفاده از روش های مختلفی از جمله دیافراگم، پیستون و کریستال های پیزوالکتریک کار می کنند. آنها معمولا در سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک استفاده می شوند که در آن حفظ فشار ثابت بسیار مهم است. حساسیت استثنایی کلیدهای فشار پایین آنها را قادر می سازد تا به تغییرات فشار در یک سیستم دقیقا پاسخ دهند.
سوئیچ های فشار پایین دیفرانسیل اختلاف فشار بین دو نقطه را اندازه گیری می کنند و بر اساس نقطه تنظیم آنها فعال می شوند. سوئیچ های فشار پایین مثبت سیگنال های فشار مثبت را در پاسخ به تغییرات فشار مثبت به خروجی الکتریکی تبدیل می کنند. برعکس، سوئیچ‌های فشار پایین منفی، سیگنال‌های فشار منفی را به خروجی الکتریکی تبدیل می‌کنند که فشار منفی تغییر کند.
DgNnUK qyQTMA cHJ