لول سوئیچ (سوئیچ سطح) چیست؟

مخازن آب شهری در نیروگاه ها و کارخانه ها باید سطح آب را در نظر گرفته و کنترل کنند.

به همین دلیل است که از لول سوئیچ ها و لول ترانسمیتر ها برای شناسایی و اندازه گیری مواد مختلف مانند پودرها، مایعات و گرانول ها در مخازن و خطوط لوله استفاده می شود.

این نوع سوئیچ برای هر کاربرد یا محصولی مناسب است.

بنابراین از این کلیدها به عنوان کنترل مانیتورینگ، دستگاه اندازه گیری و آلارم هایی مانند روشن یا خاموش کردن دستگاه استفاده می شود.
لول سوئیچ ها درنوع نقطه ای و پیوسته وجود دارند، سطح نقطه ای عمدتا شامل شناور نوری، عمودی، اولتراسونیک و افقی و نوع سطح ثابت عمدتا شامل اولتراسونیک، خازنی و شناور می باشد.

انواع لول سوئیچ بر اساس نوع اندازه گیری و شرایط محیطی تعیین می شود

تعریف لول سوئیچ: سوئیچی که برای تعیین سطح مایع و حد واسط بین مایعات استفاده می شود.

اندازه گیری سطح مایعات آسان است.

با سوئیچ کردن برق، می توان از این کلیدها به عنوان کلیدهای کنترلی یا دستگاه های هشدار با روشن/خاموش کردن بار استفاده کرد.

این کلیدها بسیار منحصر به فرد هستند زیرا دارای خروجی ضامن به صورت جامد یا الکترومکانیکی هستند. و به طور معمول بسته،  معمولی  یا باز هستند.

عملکرد لول سوئیچ

نحوه عملکرد لول سوئیچ به این صورت است که  شناور با بالا رفتن سطح آب حرکت می کند، تماس خروجی تغییر می کند و موقعیت سطح آب را تعیین می کند.
مثلا وقتی یک سطل از آب پر می شود سرریز می شود.

بنابراین، یک کلید سطح در بالای مخزن آب برای غلبه بر این اضافه نصب شده است.

هنگامی که آب به لول سوئیچ برخورد می کند، یک سیگنال خروجی برای جلوگیری از عبور آب از مخزن ارسال می کند.

از سوی دیگر،  لول سوئیچ برای جلوگیری از تخلیه مخزن هنگام کاهش سطح آب در هنگام تخلیه استفاده می شود.

نمودار اتصال لول سوئیچ

نمودار مدار سوئیچ سطح مایع در زیر نشان داده شده است.

مدار با چند جزء غیرفعال، سه ترانزیستور BC107، یک جفت رله و دیود طراحی شده است.

این یک مدار تشخیص سطح است که با استفاده از حداقل اجزا طراحی شده است.

این مدار مطابق شکل بالا متصل است.

در مدار بالا مقاومت R1 را با قرار دادن مخازن آب برای روشن شدن رله K1 تغییر دهید.

پس از آن، دو زون را از آبگرمکن جدا کرده و رله K1 را خاموش کنید

در این مدت طرف مقابل در رله K2 قرار خواهد گرفت.

اگر نمی توانید تنظیم را دریافت کنید، مقاومت R1 را با POT 500K جایگزین کنید و این روند را تکرار کنید.
مشکل اصلی این مدار پوسیدگی پروب هنگام استفاده از DC است.

این مدار سطح ساده با روشن کردن یک رله و خاموش کردن دیگری در زمانی که سطح مایع از حد تعیین شده فراتر رفت، کار می کند.

هر زمان که پروب های سطح مایع متصل می شوند، یک منبع مثبت به ترمینال پایه ترانزیستور Q1 در سراسر مایع اعمال می شود.

بنابراین ترانزیستور Q1 روشن است. ترمینال پایه ترانزیستور Q2 به ترمینال کلکتور Q1 و ترمینال پایه ترانزیستور Q3 به ترمینال کلکتور ترانزیستور Q2 متصل می شود.

سپس  ترانزیستور Q1 روشن و ترانزیستور Q2 خاموش می شود. بنابراین، رله “K2” خاموش و رله “K1” روشن است

این دو رله بر اساس سطح آب کار می کنند.

کنتاکت های رله مانند OP1 و OP2 عمدتاً به عنوان کنترل برای هر تجهیزاتی مانند پمپ ها، موتورها، آلارم ها، چراغ ها، شیرهای برقی و غیره استفاده می شوند.

هنگامی که سطح آب کاهش می یابد، رله  K2 و سپس رله k1 روشن می شود.

تفاوت بین لول سوئیچ  و لول ترانسمیتر

انواع لول سوئیچ

Level switch ها  در انواع مختلفی از جمله اولتراسونیک، القایی، حرارتی، مغناطیسی، ظرفیت، پتانسیومتری، هیدرواستاتیک، دیافراگمی، نوری، شیب، پدل، میله، رسانایی، جابجایی، چنگال تنظیم، پتانسیومتری، خازنی، هسته ای، چرخشی و پدل وجود دارند.

در ادامه رایج ترین آنهارا بررسی می کنیم:

لول سوئیچ اولتراسونیک (Ultrasonic Level Switch)

این نوع لول سوئیچ عمدتاً در فرآیندهای صنعتی برای تشخیص سطوح کم و زیاد آب مورد استفاده قرار می گیرند.
اندازه گیری سطح مایع را می توان با ارسال سیگنال های محدوده اولتراسونیک انجام داد.
بنابراین با ارسال سیگنال های اولتراسونیک که بین دو کریستال کار می کند.
در اینجا فرستنده و گیرنده می توانند در یک پروب و به نوعی پشت مخزن آب قرار گیرند. این کلیدها برای مواد جامد و مایع استفاده می شود.

لول سوئیچ القایی(Inductive Level Switch)

لول سوئیچ القایی به سادگی یک مدار الکترونیکی است که برای تعیین تغییرراکتانس القایی استفاده می شود.

برای رسیدن به این هدف سیال رسانا باید با میدان مغناطیسی همکاری کند.

این سوئیچ به دلیل داشتن حداقل قطعات متحرک و پروب آب بندی شده در محیط های سخت استفاده می شود.

این لول سوئیچ ها در کاربردهای صنعتی به کار می روند. آن ها را می توان برای جامدات و مایعات رسانا استفاده کرد. بنابراین می توان از آنها برای ارتباط بین سیالات رسانا و نارسانا استفاده کرد.

از نوع لول سوئیچ های غیر تماسی هستند که به محض ورود مواد به میدان تشخیص به سادگی به ماده هدف واکنش نشان می دهند.

لول سوئیچ حرارتی

لول سوئیچ های  حرارتی عمدتاً برای تشخیص تغییرات دمای اتاق مایعات و بخارات استفاده می شوند.

این سوئیچ حاوی یک ترمیستور گرم شده دائمی یا مقاومت حرارتی گرم شده است.

این لول سوئیچ زمانی فعال می شود که دمای گرم شده ترمیستور کاهش یابد.

در این نوع سوئیچ یک ترمیستور سطح مایع را تشخیص می دهد، سپس می توان سطح مایع را با ترمیستور اندازه گیری کرد.

اندازه گیری توسط ترمیستور بر اساس تفاوت در هدایت حرارتی مایع و هوا انجام می شود.

از آنجایی که پراکندگی حرارت در مایعات در مقایسه با هوا یا گاز بیشتر است و پس از قرار گرفتن در یک سیال، مقاومت پروب ترمیستور به شدت تغییر می کند. این لول سوئیچ ها تا میزان دمای 1000 درجه سانتیگراد بسیار دقیق هستند.

لول سوئیچ مغناطیسی

این نوع سوئیچ سطح با اندازه گیری سطح آهنربا در شناور و ارسال داده ها به سیستم کنترل، سطح آب را تشخیص می دهد.

این کلید حاوی انرژی، الکتریسیته و مغناطیس برای اندازه گیری سطح آب است.

همانطور که به سمت بالا حرکت می کند، شناور آب در حالی که شناور آن به سطح سنج متصل است، پایین می آید.

کالیبراسیون لول سوئیچ

کالیبراسیون لول سوئیچ  برای اطمینان از قابلیت اطمینان و دقت آنها ضروری است.

بنابراین، کالیبراسیون نادرست می تواند باعث ایجاد خطا در نتایج شود در غیر این صورت به سوئیچ آسیب می رساند.

مراحل مربوط به کالیبراسیون سوئیچ فشار را در زیر بررسی کرده ایم:

فرآیند را تا علامت تغییر سطح در محفظه پر کنید.

کنتاکت های سوئیچ سطح باید تنظیم شوند.

برای امنیت، کلید سطح باید جدا شود یا فشار آن کم شود.

کالیبراتور فشار را به ورودی لول سوئیچ  وصل کنید

برای محاسبه وضعیت خروجی سوئیچ، دستگاه را وصل کنید.

در سراسر نقطه عملیات، فشار مایع را به آرامی حرکت دهید، تا زمانی که خروجی سوئیچ تغییر کند و فشار عملکرد را ثبت کنید.

فشار را به آرامی در جهت نقطه بازگشت حرکت دهید، تا زمانی که موقعیت سوئیچ تغییر کند و فشار برگشت را ثبت کنید.

در صورت نیاز مراحل را تکرار کنید و تجهیزات تست را جدا کنید

سوئیچ سطح بازگشت به سرویس.

مزایا و معایب لول سوئیچ

از مزایای لول سوئیچ می توان به موارد زیر اشاره کرد:

این سوئیچ ها مقرون به صرفه هستند بنابراین برای نظارت، کنترل و تغییر سطح مایع استفاده می شود.

هر سوئیچ به مواد خام در فرآیند تولید کنترل نیاز دارد تا از زباله دور بماند.

کنترل ذخیره‌سازی فله و مواد مایع به جلوگیری از ضایعات ناشی از نشت و سرریز کمک می کند.

سوئیچ سطحی که به درستی برنامه ریزی شده باشد می تواند پمپ یا شیر را روشن کند تا از تلفات جلوگیری کند و سرریز را کنترل کند.

با استفاده از این سوئیچ ها می توان در هزینه ها صرفه جویی کرد.

این نوع سوئیچ‌ها می‌توانند داده‌های صحیح را به موقع و بدون فعال کردن یا راه‌اندازی دستگاه دیگری به رایانه ارائه دهند.

این سوئیچ ها قابل اعتماد و همه‌کاره هستند.

نصب ساده است.

این سوئیچ ها جامد و دستی هستند.

طراحی آن جمع و جور است.

انواع مختلفی از سوئیچ ها برای نصب برای بالا، پایین و کنار در دسترس هستند

رسانایی یا ثابت دی الکتریک مایع بر عملکرد آن تأثیری نخواهد داشت.

معایب سوئیچ سطح شامل موارد زیر است.

قطعات متحرک در برابر آسیب، سایش و پارگی و گرفتگی آسیب پذیر هستند.

تحریک شناور عمدتاً به تماس مایع بستگی دارد