سوئیچ سطح چیست؟ انواع، کاربرد و قیمت سوئیچ سطح

سوئیچ سطح یکی از ابزار های پرکاربرد در صنایع کشور می باشد. در این مقاله در ارتباط با انواع آن و قیمت سوئیچ سطح صحبت شده است.

سوئیچ سطح چیست؟

سوئیچ سطح یک روش الکتریکی یا مکانیکی برای اندازه گیری سطح یک ماده مایع، پودر و یا گرانول است. این وسیله در صورتی که سطح مواد در یک ظرف از ارتفاع یا عمق از پیش تعیین شده عبور کند، زنگ هشدار را فعال می کند. هنگامی که یک سوئیچ سطح تشخیص می دهد که یک مخزن پر است، به آن تشخیص کامل یا حد بالایی گفته می شود. اگر سطح مواد کاهش یابد، که نشان می دهد مخزن تقریبا خالی است، سوئیچ نیز هشداری را ارائه می دهد که به عنوان تشخیص سطح خالی یا پایین نامیده می شود.

سوئیچ های سطح بخشی ضروری از عملیات تولید هستند و در شرایط سخت که در آن دما، فشار و ارتعاشات بیش از حد وجود دارد، استفاده می شود. تنوع سوئیچ های سطح آنها را برای هر شرایطی برای اندازه گیری طیف گسترده ای از محصولات قابل استفاده می کند. دقت، قابلیت اطمینان و دوام آنها یک ضرورت برای کارایی کاربردهای صنعتی است.

انواع سوئیچ سطج

برخی از انواع سوئیچ های سطح در زیر ذکر شده است. این انواع عبارتند از:

• سوئیچ سطح شناور
• سوئیچ سطح دیافراگم
• سوئیچ سطح خازنی
• سوئیچ سطح رسانایی
• سوئیچ سطح جابجایی
• سوئیچ سطح القایی
• سوئیچ سطح چنگکی ارتعاشی
• سوئیچ سطح اپتیکال
• سوئیچ سطح رادار و لیزر
• سوئیچ سطح نوع پدل

در ادامه توضیحات مختصری در ارتباط با هر یک از انواع ذکر شده در بالا آورده شده است.

۱- سوئیچ سطح شناور

سوئیچ شناور پرکاربردترین نوع سوئیچ سطح است. سوئیچ سطح شناور بر روی مدیا نصب شده یا شناور است تا سطح مایع را حس کند. برای تشخیص راحت تر فرض کنید این سوئیچ روی سطح یک مایع، شناور است. هرگاه شناور در موقعیت مستقیم یا بالاتر از موقعیت مستقیم قرار گیرد، به این معنی است که سطح مایع مناسب است. حال، فرض کنید شناور به زیر موقعیت مستقیم می رود. در این شرایط یعنی سطح پایین آمده و به همین دلیل سوئیچ، خروجی برق خود را تغییر می دهد.

سوئیچ، یک آهنربا با یک سوئیچ نی مانند در داخل آن است و این سوئیچ است که سیگنال الکتریکی می دهد. سوئیچ توسط آهنربا حرکت می کند که موقعیت خود را با توجه به سطح شناور تشخیص داده شده تغییر می دهد.

۲- سوئیچ سطح دیافراگم

سوئیچ سطح دیافراگم از یک دیافراگم در داخل یک ماژول تشکیل شده است که با توجه به فشار مدیا اعمال شده بالا و پایین می رود. اگر سطح در حال افزایش باشد، دیافراگم توسط مدیا به سمت بالا حرکت می کند و باعث کاهش فشار زیر صورت (below-face pressure) می شود و خروجی الکتریکی را تغییر می دهد. اگر سطح در حال کاهش باشد، دیافراگم توسط مدیا به سمت پایین حرکت می کند و باعث افزایش فشار زیر صورت می شود و خروجی الکتریکی را تغییر می دهد. این نشان می دهد که فشار، نیروی عامل برای این سوئیچ است.

۳- سوئیچ سطح خازنی

همانطور که از نام آن پیداست، این سوئیچ روی ظرفیت کار می کند. سوئیچ همانند خازن دارای یک الکترود عایق است که نقش مخزن اول را انجام می دهد و دیواره مخزن (الکترود مرجع) نقش مخزن دوم را انجام می دهد. ظرفیت بین این دو با ارتفاع سطح مدیا تغییر می کند. با تغییر سطح، ظرفیت خازن و خروجی الکتریکی نیز تغییر می کند.

۴- سوئیچ سطح رسانایی

عملکرد سوئیچ سطح رسانایی مشابه سوئیچ سطح خازنی است. تنها تفاوت این است که روی مقاومت کار می کند و تغییر مقاومت بین آنها (بر اساس سطح مدیا) خروجی الکتریکی را تغییر می دهد. این سوئیچ فقط در صورتی عمل می کند که مدیا مقداری رسانایی داشته باشد که باعث مقاومت الکتریکی می شود.

۵- سوئیچ سطح جابجایی

سوئیچ سطح جابجایی بر اساس اصل تغییر وزن کار می کند و از جابجایی استفاده می شود؛ که نوعی شناور بسیار سنگین است که توسط فنر آویزان می شود. هنگامی که سطح مدیا با سوئیچ جابجایی تماس پیدا می کند و آن را زیر آب می برد، به دلیل نیروی شناوری، وزن المان در مقایسه با مدیای عمل کننده کاهش می یابد. این فشار فنر را آزاد می کند و خروجی الکتریکی را تغییر می دهد. این بدان معنی است که وزن جابجایی باید بیشتر از وزن مدبا در شرایط عادی (زمانی که مدبا توسط مایع لمس نشده باشد) باشد و تنها پس از آن، تغییر وزن را تشخیص می دهد.

۶- سوئیچ سطح القایی

سوئیچ سطح القایی بر اساس اصل تابش الکترومغناطیسی و جریان های گردابی کار می کند. این سوئیچ از یک مدار رزونانس نوسان ساز استفاده می کند که از یک سیم پیچ مغناطیسی، برای تولید میدان های الکترومغناطیسی قوی استفاده می شود. هنگامی که این میدان، مدیا را حس می کند، جریان های گردابی تولید می کند که دامنه نوسان را کاهش می دهد. این عمل باعث تغییر خروجی الکتریکی می شود.

۷- سوئیچ سطح چنگکی ارتعاشی

همانطور که از نام آن پیداست، سوئیچ سطح چنگکی ارتعاشی بر اساس اصل ارتعاش کار می کند. این سوئیچ از یک چنگک استفاده می کند که هر بار توسط یک مکانیسم داخلی می لرزد. هنگامی که این چنگک با مدیا تماس پیدا می کند، سطح ارتعاش تغییر می کند. این فرایند باعث تغییر خروجی الکتریکی می شود.

۸- سوئیچ سطح اپتیکال

سوئیچ سطح اپتیکال مشابه سنسورهای رادار است؛ اما با این تفاوت که نور به جای امواج استفاده می شود. نور در یک ساختار منشوری مخروطی شکل انتقال داده شده و دریافت می شود. هنگامی که هیچ مدیایی در این ساختار وجود نداشته باشد، نور به عقب بازتاب می شود و اگر مدیایی وجود داشته باشد، نور به عقب بازتاب نخواهد شد. این عمل باعث تغییر خروجی الکتریکی می شود.

۹- سوئیچ سطح رادار و لیزر

سوئیچ های سطح رادار و لیزر سوئیچ های غیر تماسی هستند که پرتوهای رادار فرابنفش و امواج مایکروویو را برای انتقال و انعکاس امواج ساطع می کنند. امواج، سطح مدیا را لمس کرده و به فرستنده منعکس می شوند. سپس فاصله یا ارتفاع مدیا را با محاسبه زمان لازم برای ارسال و دریافت و سرعت امواج، محاسبه می کند. سرعت ثابت خواهد بود، اما زمان متفاوت خواهد بود. این باعث تغییر خروجی الکتریکی می شود.

۱۰- سوئیچ سطح نوع پدال

این سوئیچ دارای یک کانسپت بسیار ساده است و روی حرکت پدال کار می کند. یک پدال در زیر مجموعه سنسور نصب شده است که توسط یک موتور الکتریکی کوچک هدایت می شود. در غیاب هر مدیایی، پدال آزادانه می چرخد. اگر هر مدیایی در تماس باشد، نیروی بیشتری برای حرکت دادن پدال مورد نیاز است. همچنین ممکن است چرخش پدال متوقف شود. این تغییر چرخشی، خروجی الکتریکی را تغییر می دهد.

سوئیچ سطح چگونه کار می کند؟

اگرچه عملکرد یک سوئیچ سطح نسبتاً ساده و اساسی است، اما آنها بخشی ضروری از یک سیستم طراحی شده برای محافظت از منابع و تجهیزات هستند. هر فرآیندی که به مواد حجیم یا مایعات متکی است، باید مقدار و حجم مواد را حفظ و کنترل کند. چندین فرم محاسباتی بسیار فنی از نرم افزار برای آن عملکرد طراحی شده است. در بسیاری از موارد، سوئیچ های سطح جزء اصلی برای تامین داده ها و نظارت بر مواد هستند.

سوئیچ های سطح، فرآیندها را در حال چرخش نگه می دارند و با ارائه داده ها و اندازه گیری ها به کنترل مواد موجود کمک می کنند. آنها خطاهای حجم را تشخیص می دهند و آلارم ارسال می کنند تا مهندسین را از هرگونه مشکل مطلع کنند.

مزایای استفاده از سوئیچ های سطح

سوئیچ های سطح یک روش اقتصادی برای نظارت، کنترل و تنظیم سطوح مواد حجیم و سیالات یا مایعات هستند. هر فرآیند تولیدی نیاز به کنترل مواد خام برای جلوگیری از ضایعات و اطمینان از کارایی فرایند دارد. این امر در بازارهای رقابتی امروزی اهمیت بیشتری پیدا کرده است، جایی که ناهماهنگی ها و اشتباهات جزئی می تواند اثرات متعددی بر تولید و توسعه محصول داشته باشد.

ظاهر کوچک سوئیچ های سطح ممکن است باعث شود که آنها به عنوان یک تجهیز بی اهمیت شناخته شوند. در واقع، سرمایه گذاری جزئی در سوئیچ سطح می تواند منجر به استفاده موثر از مواد خام شود. در ادامه برخی از مزایای سوئیچ سطح که باعث بهبود عملکرد واحد می شود آورده شده است.

۱- جلوگیری از ضایعات و دور ریز

کنترل ذخیره سازی مواد فله و مایع، به جلوگیری از ضایعات ناشی از نشت و سرریز سیستم کمک می کند. یک سوئیچ سطح به درستی برنامه ریزی شده، می تواند یک شیر یا پمپ را برای کنترل سرریز و جلوگیری از تلفات فعال کند. با سوئیچ های سطح اندازه گیری مداوم سطح، مقدار صحیح مواد خام به طور مداوم حفظ می شود. سوئیچ های سطح می توانند زمانی که ظرف خیلی پر است یا سطح آن خیلی پایین است، زنگ هشدار را به صدا در آورند.

۲- کاهش هزینه

در تجارت مدرن، هر تلاشی برای پس انداز سرمایه به افزایش سود کمک می کند. موجودی و مواد اولیه یک شرکت بزرگترین دارایی آن است و برای جلوگیری از ضرر باید محافظت، نظارت و کنترل شود. سازندگان سوئیچ سطح به خوبی از مشکلات مربوط به کنترل از دست دادن مواد فله آگاه هستند و مجموعه گسترده ای از سوئیچ های سطح را طراحی کرده اند که قادر به ارائه داده های دقیق در مورد حجم و مقادیر مواد خام موجود هستند.

۳- استفاده از مزایای خودکار شدن تجهیزات

برخلاف شناورها، معیارها و سایر روش‌های نظارت بر سطح محصول، سوئیچ‌های سطح قادرند به‌طور خودکار، داده‌های دقیق را به‌موقع به رایانه و بدون نیاز به فعال کردن یا راه‌اندازی دستگاه دیگری ارائه دهند. در مواردی که سوئیچ سطح به یک کنترلر متصل نیست، داده ها را می توان از یک صفحه نمایش دیجیتال یا آنالوگ خواند.

برای سال‌های متمادی، نظارت بر سیلوها، مخازن ذخیره‌سازی، تانک ها و ظروف بزرگ مستلزم نظارت منظم و برنامه‌ریزی‌شده و دائمی بر محصولات توسط پرسنل بود. اما با وجود سوئیچ کنترل ها این فرایند به صورت اتوماسیون و خودکار انجام می شود.

۴- داده های قابلیت اطمینان

طراحی و مهندسی سوئیچ های سطح مدرن هرگونه نگرانی در مورد عملکرد ضعیف یا داده های نادرست را برطرف می کند. مواد مورد استفاده برای تولید سوئیچ های سطح تضمین می کند که آنها خوانش دقیقی را برای مدت طولانی ارائه می دهند. از آنجایی که سوئیچ های سطح دارای قطعات متحرک کمی هستند، برای جمع آوری داده ها نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند. ممکن است برای تضمین دقت سوئیچ سطح، کالیبراسیون و تنظیمات جزئی لازم باشد، اما خرابی آن بسیار بعید است.

۵- نصب آسان سوئیچ کنترل

صرف نظر از نوع سوئیچ سطح، چه اندازه گیری مداوم سطح یا تشخیص سطح نقطه ست شده، نصب آن ها آسان است. بسته به نوع سوئیچ، می توان آنها را در یک یا دو ساعت نصب و راه اندازی کرد. سهولت نصب، امکان جابجایی و تغییر مکان آنها را در صورت ایجاد تغییرات در ساختار تانک های ذخیره سازی را امکان پذیر می کند.

۶- ابعاد مناسب و فشرده

برخلاف روش‌های جمع‌آوری داده‌های عظیم، سوئیچ‌های سطح فشرده هستند و قابل حمل به راحتی توسط انسان هستند. طراحی جمع و جور آن‌ها این امکان را فراهم می‌کند که آنها را بدون توجه به شکل، ابعاد یا مکان آن، در هر مخزن با هر اندازه‌ای قرار داد. پیکربندی فشرده آنها این امکان را فراهم می کند که سوئیچ را به گونه ای دقیق قرار دهید که بتواند داده ها را بدون مانع جمع آوری کند.

۷- حساسیت سوئیچ

دلیل اصلی خرید سوئیچ های سطح، حساسیت دقیق و توانایی آنها در ارائه داده های با دقت استثنایی است. همانطور که هر اپراتور و سرپرستی می داند، تصمیم گیری صحیح بدون اطلاعات به روز و دقیق غیرممکن است. هنگامی که مواد از یک مخزن به سیستم تولید ارسال می شوند، باید در مقادیر دقیقی باشند که فرآیند نیاز دارد. به همین دلایل است که سوئیچ های سطح یک بخش اساسی از کنترل موجودی و عملیات تولید هستند.

۸- تطبیق پذیری سوئیچ سطح

صرف نظر از نوع ماده ای که نظارت می شود، یک سوئیچ سطح برای مدیریت و نظارت بر آن وجود دارد. این مواد شامل نفت، غلات، آرد و فلزات مذاب است. طیف گسترده سوئیچ های سطح قادر به پاسخگویی به چالش و عملکرد فراتر از انتظار است. این جنبه از سوئیچ های سطح، آنها را به بخشی ضروری از تولید و پردازش تبدیل کرده است.

شرکت پترو پردا تامین کننده ی تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی در کشور