پرشر سوئیچ چیست؟ نقش حیاتی در کنترل فشار و ایمنی سیستمها
پرشر سوئیچ (Pressure Switch) یا همان سوئیچ فشار یک حسگر عموما مکانیکی است که برای اندازهگیری و تشخیص فشار مایعات یا گازها استفاده می‌شود. با رسیدن فشار به مقدار تعیین‌شده، یک سیگنال الکتریکی یا مکانیکی تولید میکند که مدار را قطع یا وصل میکند. این قطعه در صنایع گوناگون برای کنترل، ایمنی و اتوماسیون فرآیندها حیاتی است.
در ادامه این مطلب به معرفی انواع پرشر سوئیچ، اجزای مختلف آن و برندهای معتبر موجود در بازار ایران پرداخته‌ایم. اگر به دنبال اطلاعات جامع و تخصصی درباره تعریف و عملکرد پرشر سوئیچ هستید، تا پایان همراه ما باشید.
انواع پرشر سوئیچ
پرشر سوئیچ‌ها در انواع و مدل‌های گوناگونی برای پاسخگویی به نیازهای متنوع صنایع و کاربردها طراحی و تولید می‌شوند. این تنوع شامل تفاوت در مکانیزم عملکرد، جنس مواد به کار رفته، محدوده فشار قابل اندازهگیری، نوع سیال سازگار و استانداردهای ایمنی مختلف است. در ادامه به بررسی برخی از رایج‌ترین انواع پرشر سوئیچ‌ها می‌پردازیم.
1. پرشر سوئیچ‌های مکانیکی
این دسته از پرشر سوئیچ‌ها از اجزای فیزیکی و مکانیکی برای اندازهگیری فشار و فعال کردن یک سوئیچ استفاده می‌کنند. عملکرد آن‌ها معمولاً بر اساس تغییر شکل یک عنصر حساس به فشار (مانند دیافراگم، پیستون یا لوله بوردون) است که این تغییر شکل، یک مکانیزم سوئیچینگ را فعال میکند و مدار الکتریکی یا سیگنال مکانیکی را قطع یا وصل می‌نماید. این دستگاه‌ها به طور کلی ساده، قابل اطمینان و در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
1.1 دیافراگمی
پرشر سوئیچ‌های دیافراگمی از یک غشای انعطاف‌پذیر (دیافراگم) برای شناسایی فشار استفاده می‌کنند. با اعمال فشار به یک طرف دیافراگم، این غشا خم می‌شود و این حرکت به یک مکانیزم سوئیچینگ متصل است که در صورت رسیدن فشار به یک مقدار تنظیم شده، مدار را قطع یا وصل میکند. این نوع تجهیزات معمولاً برای فشارهای نسبتاً پایین و متوسط و همچنین برای سیالات مختلف مناسب هستند.
1.2 پیستونی
در پرشر سوئیچ‌های پیستونی، یک پیستون تحت تأثیر فشار سیال حرکت میکند. این حرکت پیستون به یک فنر فشرده می‌شود و زمانی که نیروی فشار بر نیروی فنر غلبه کند، پیستون یک مکانیزم سوئیچینگ را فعال میکند. دستگاه‌های پیستونی معمولاً برای فشارهای متوسط تا بالا و همچنین برای سیالات ویسکوز یا حاوی ذرات مناسب هستند.
1.3 بوردونی (لوله فنری)
پرشر سوئیچ‌های بوردونی از یک لوله فلزی خمیده (لوله بوردون) استفاده می‌کنند که با افزایش فشار، تمایل به صاف شدن دارد. این تغییر شکل لوله به یک مکانیزم سوئیچینگ متصل است که در صورت رسیدن فشار به یک مقدار تنظیم شده، سوئیچ را فعال میکند. تجهیزات بوردونی برای فشارهای متوسط تا بالا کاربرد دارند و به دلیل ساختار ساده و مقاومت بالا، رایج هستند.
1.4 کپسولی (Bellows)
پرشر سوئیچ‌های کپسولی از یک عنصر فلزی قابل انبساط و انقباض (بِلو) استفاده می‌کنند. با افزایش فشار، بلو منبسط می‌شود و این انبساط به یک مکانیزم سوئیچینگ متصل است که در صورت رسیدن فشار به مقدار تنظیم شده، مدار را قطع یا وصل میکند و معمولاً برای فشارهای پایین و متوسط و همچنین در کاربردهایی که نیاز به دقت بالایی دارند، استفاده می‌شود.
2. پرشر سوئیچ‌های الکترونیکی
این نوع پرشر سوئیچ‌ها از سنسورهای فشار الکترونیکی برای اندازهگیری استفاده می‌کنند. سنسور سیگنال الکتریکی متناسب با فشار را تولید میکند که توسط یک مدار الکترونیکی پردازش می‌شود. این مدار سپس با توجه به مقادیر فشار تنظیم شده، یک سیگنال خروجی سوئیچینگ (معمولاً به صورت روشن/خاموش یا باز/بسته کردن یک مدار الکتریکی) را فعال میکند. این دستگاه‌های الکترونیکی معمولاً دقت بالاتری نسبت به انواع مکانیکی دارند و قابلیت تنظیمات بیشتری را ارائه می‌دهند.
3. پرشر سوئیچ‌های اختلاف فشار
این نوع پرشر سوئیچ‌ها برای اندازهگیری و کنترل اختلاف فشار بین دو نقطه مختلف در یک سیستم طراحی شده‌اند. عملکرد آن‌ها بر اساس تفاوت فشار بین دو ورودی و فعال کردن یک سوئیچ در صورت رسیدن اختلاف فشار به یک مقدار تنظیم شده است. این سوئیچ‌ها در کاربردهایی که نیاز به نظارت بر افت فشار، جریان سیال یا انسداد فیلترها وجود دارد، استفاده می‌شوند.
3.1 دیافراگمی اختلاف فشار
پرشر سوئیچ‌های اختلاف فشار دیافراگمی از دو دیافراگم یا یک دیافراگم بزرگ با دو محفظه برای اندازهگیری در دو نقطه استفاده می‌کنند. اختلاف فشار بین این دو نقطه باعث خم شدن دیافراگم می‌شود و این حرکت به یک مکانیزم سوئیچینگ متصل است که در صورت رسیدن اختلاف فشار به مقدار تنظیم شده، دستگاه را فعال میکند.
3.2 پیستونی اختلاف فشار
در پرشر سوئیچ‌های اختلاف فشار پیستونی، یک پیستون تحت تاثیر فشار در دو نقطه مختلف قرار می‌گیرد. اختلاف فشار بین این دو نقطه باعث حرکت پیستون می‌شود و این حرکت به یک فنر فشرده می‌شود. زمانی که نیروی اختلاف فشار بر نیروی فنر غلبه کند، پیستون یک مکانیزم سوئیچینگ را فعال میکند. این دستگاه‌ها معمولاً برای اختلاف فشارهای بالاتر و همچنین در سیالات با ویسکوزیته بالا مناسب هستند.
4. پرشر سوئیچ‌های ضد انفجار (Ex-proof)
این نوع پرشر سوئیچ‌ها به طور خاص برای استفاده در محیط‌هایی طراحی و ساخته شده‌اند که احتمال وجود مواد قابل اشتعال یا انفجار (مانند گازها، بخارات یا گرد و غبار) وجود دارد. طراحی آن‌ها به گونه‌ای است که از ایجاد جرقه یا افزایش دمای بیش از حد که می‌تواند باعث انفجار شود، جلوگیری میکند. این تجهیزات دارای استانداردهای ایمنی بین‌المللی مانند ATEX (اروپا) و IECEx (بین‌المللی) هستند و در صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی و معادن که ایمنی در برابر انفجار بسیار حیاتی است، کاربرد دارند.
اجزای اصلی سوئیچ فشار
عملکرد پرشر سوئیچ به این صورت است که وقتی فشار سیال از مقدار مشخص‌شده کمتر یا بیشتر شود، مکانیزم داخلی آن فعال شده و مدار را باز یا بسته میکند. البته این ویژگی بدون هماهنگی کامل اجزای دستگاه ممکن نیست. این دستگاه از چندین بخش کلیدی تشکیل شده است که در ادامه هر یک را معرفی می‌کنیم.
1. عنصر حسگر فشار
قطعه‌ای است که مستقیماً فشار سیال را حس میکند و بر اساس آن تغییر شکل میدهد یا حرکت میکند. انواع مختلفی دارد (مانند دیافراگم، پیستون، لوله بوردون، بلو).
2. مکانیزم تنظیم
به کاربر اجازه میدهد تا مقدار فشار (یا اختلاف فشار) مورد نظر برای فعال شدن سوئیچ را تنظیم کند. معمولاً شامل یک پیچ تنظیم یا یک فنر است.
3. سوئیچ (کنتاکت)
قسمتی است که با فعال شدن عنصر حسگر، مدار الکتریکی را باز یا بسته میکند. می‌تواند به صورت تک قطبی تک پرتاب (SPST)، تک قطبی دو پرتاب (SPDT) و یا انواع دیگر باشد.
4. محفظه (کیس)
پوشش خارجی است که از اجزای داخلی پرشر سوئیچ در برابر عوامل محیطی مانند گرد و غبار، رطوبت و ضربه محافظت میکند. همچنین ممکن است دارای اتصالات الکتریکی و مکانیکی باشد.
5. اتصالات (ورودی و خروجی)
قسمت‌هایی هستند که برای اتصال به سیستم تحت فشار (ورودی) و اتصال به مدار الکتریکی (خروجی) استفاده می‌شوند. می‌تواند شامل اتصالات رزوه ای، فلنجی، ترمینال‌های الکتریکی و غیره باشد.
6. مکانیزم انتقال (در برخی مدل‌ها)
در برخی از دستگاه‌ها، یک مکانیزم واسطه (مانند میله یا اهرم) حرکت عنصر حسگر را به سوئیچ منتقل میکند.
7. دیافراگم (در برخی مدل‌ها)
یک غشای انعطاف‌پذیر که در پرشر سوئیهای دیافراگمی برای شناسایی و اندازهگیری فشار استفاده می‌شود.
8. پیستون (در برخی مدل‌ها)
یک قطعه متحرک که در تجهیزات پیستونی تحت تأثیر فشار حرکت میکند.
9. لوله بوردون (در برخی مدل‌ها)
یک لوله فلزی خمیده که در دستگاه‌های بوردونی با تغییر فشار، تغییر شکل میدهد.
انواع برندهای تولید کننده پرشر سوئیچ
این تجهیزات توسط شرکت‌های معتبر و متخصص در سراسر جهان تولید می‌شوند که هر یک با ارائه محصولات با کیفیت، نیازهای متنوع صنایع را برآورده می‌کنند. انتخاب برند مناسب نقش مهمی در کارایی و دوام سیستمهای صنعتی دارد. در ادامه، کوتاه‌ترین توضیحات درباره بهترین برندهای این تجهیزات را مشاهده می‌کنید:
- سوئیچ فشار هانیول (Honeywell): شرکت آمریکایی چند ملیتی تولید کننده محصولات با کیفیت برای کاربردهای صنعتی و تجاری
- اشکرافت (Ashcroft): تولید کننده ابزارهای اندازهگیری فشار و دما، معروف به دستگاه‌های مقاوم و قابل اعتماد
- ساگینومیا (Saginomiya): شرکت ژاپنی متخصص در تجهیزات کنترل صنعتی، از جمله تولیدات با دقت و کارآمد
- دانفوس (Danfoss): شرکت دانمارکی با تخصص در تولید سوئیچ‌ها و کنترل‌کننده‌های فشار برای سیستمهای تبرید و تهویه مطبوع. برای اطلاعات بیشتر در رابطه با محصولات این برند می‌توانید به صفحه پرشر سوئیچ دانفوس مراجعه کنید.
- دلتا (Delta Controls): شرکت ارائه‌دهنده محصولات اتوماسیون صنعتی، ساختمانی و پیشرفته
- ای‌بی‌بی (ABB): شرکت سوئیسی-سوئدی فعال در فناوری‌های قدرت و اتوماسیون و صنعتی
- سلا (Cella): تولید کننده ایتالیایی تخصصی ابزارهای اندازهگیری فشار و دما با تمرکز بر کیفیت و دقت بالا زیر نظر برند معتبر آلمانی ویکا
- اشنایدر الکتریک (Schneider Electric): شرکت فرانسوی تجهیزات الکتریکی و اتوماسیون صنعتی و متنوع
- پرشر سوئیچ UE: شرکت آمریکایی UE، متخصص در تولید سوئیچ‌های فشار و دما برای صنایع حساس
سخن پایانی
در این مقاله به بررسی مفهوم “پرشر سوئیچ” به عنوان یک حسگر حیاتی در صنایع مختلف پرداختیم. دریافتیم که پرشر سوئیچ‌ها با اندازهگیری فشار سیالات، نقش مهمی در کنترل، ایمنی و اتوماسیون فرآیندها ایفا می‌کنند. ما به تعریف دقیق این قطعه، توضیح عملکرد کلی آن و همچنین انواع متنوعی از پرشر سوئیچ‌ها بر اساس مکانیزم عملکرد، نوع سیال و کاربرد پرداختیم. از پرشر سوئیچ‌های مکانیکی ساده و قابل اطمینان گرفته تا انواع الکترونیکی پیشرفته و مدل‌های ضد انفجار برای محیط‌های خطرناک، هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای منحصر به فرد خود را دارند. علاوه بر این، با اجزای اصلی تشکیل‌دهنده یک پرشر سوئیچ آشنا شدیم که هر کدام نقش مهمی در عملکرد صحیح این ابزار دقیق ایفا می‌کنند. در نهایت، درک عمیق از پرشر سوئیچ‌ها و تنوع آن‌ها، به انتخاب مناسب‌ترین نوع برای نیازهای خاص هر کاربرد صنعتی و غیر صنعتی کمک شایانی میکند و در نتیجه، به بهبود کارایی، ایمنی و بهره‌وری سیستمها منجر خواهد شد.
