سوئیچهای سطح (Level Switches) ابزارهایی هستند که برای کنترل و نظارت بر سطح مواد در مخازن، تانکها و سیستمهای مختلف به کار میروند. این تجهیزات معمولاً برای ارسال سیگنال هشدار یا فعالسازی اقدامات خاص (مانند پمپها، سیستمهای هشدار یا سوئیچهای قطعکننده) در صورت رسیدن سطح مواد به مقدار مشخص استفاده میشوند. در آتشنشانی، سوئیچهای سطح برای نظارت بر سطح آب، مواد شیمیایی و سوخت در سیستمهای مختلف اطفای حریق و تجهیزات پشتیبانی بهکار میروند. این تجهیزات میتوانند نقش کلیدی در بهبود عملکرد سیستمها و جلوگیری از بروز مشکلات ناشی از تغییرات سطح مواد ایفا کنند.
سوئیچهای سطح بر اساس عملکرد مکانیکی یا الکتریکی، تغییرات سطح مواد را شناسایی کرده و سیگنالهای هشدار را به سیستمهای کنترلی ارسال میکنند. این تجهیزات قادر به شناسایی سطح مواد در نقاط مختلف مخازن یا سیستمهای مورد نظر هستند و در صورت رسیدن به سطح خاص، اقدامات ضروری را انجام میدهند.
سوئیچ سطح / لول سوئیچ شناور (Float Level Switch)
سوئیچهای سطح شناور یکی از رایجترین انواع سوئیچها هستند. این تجهیزات از یک شناور که در سطح مایع قرار میگیرد استفاده میکنند. در صورت تغییر سطح مایع، شناور حرکت کرده و سیگنال هشدار به سیستم ارسال میکند.
کاربرد: در مخازن آب آتشنشانی برای نظارت بر سطح آب و ارسال سیگنال در صورت افت سطح آب به حد مشخص.
مزیتها: نصب آسان، هزینه پایین، مناسب برای مواد غیر خورنده.
سوئیچ سطح / لول سوئیچ مغناطیسی (Magnetic Level Switch)
سوئیچهای سطح مغناطیسی از یک شناور مغناطیسی برای شناسایی تغییرات سطح استفاده میکنند. این شناور در یک محفظه با لولههای شفاف حرکت کرده و در تماس با مایع باعث تغییر میدان مغناطیسی میشود. این تغییر میدان بهعنوان سیگنال برای فعالسازی هشدار یا اقدامات دیگر استفاده میشود.
کاربرد: در مخازن سوخت و مواد شیمیایی آتشنشانی برای اندازهگیری سطح دقیق و نظارت بر مواد.
مزیتها: مقاوم در برابر شرایط محیطی سخت، قابل استفاده در مواد خورنده، دقت بالا.
سوئیچ سطح / لول سوئیچ پیزوالکتریک (Piezoelectric Level Switch)
سوئیچهای سطح پیزوالکتریک از اثر پیزوالکتریک برای شناسایی تغییرات سطح استفاده میکنند. در این سوئیچها، تغییرات سطح باعث ایجاد سیگنالهای الکتریکی میشود که به سیستم ارسال میشود.
کاربرد: این سوئیچها معمولاً در شرایطی که نیاز به حساسیت بالا و عملکرد دقیق دارند، مانند سیستمهای اطفای حریق شیمیایی و مواد ویژه، بهکار میروند.
مزیتها: حساسیت بالا، مقاوم در برابر شرایط سخت، دقت بالا.
سوئیچ سطح / لول سوئیچ ظرفیت (Capacitive Level Switch)
سوئیچهای سطح ظرفیت برای اندازهگیری تغییرات ظرفیت الکتریکی در هنگام تغییر سطح مایعات استفاده میکنند. این سوئیچها معمولاً برای مایعات و مواد غیر خورنده استفاده میشوند.
کاربرد: در مخازن آب و مواد شیمیایی غیر خورنده برای نظارت بر سطح مایعات و مواد.
مزیتها: عملکرد غیرمستقیم، مناسب برای محیطهای مختلف.
سوئیچ سطح / لول سوئیچ اولتراسونیک (Ultrasonic Level Switch)
سوئیچهای سطح اولتراسونیک برای اندازهگیری سطح مواد با استفاده از امواج صوتی فراصوت طراحی شدهاند. این سوئیچها بهطور غیرمستقیم سطح مواد را اندازهگیری کرده و در صورت رسیدن سطح به مقدار مورد نظر، هشدار ارسال میکنند.
کاربرد: در سیستمهای ذخیرهسازی سوخت، آب یا مواد شیمیایی آتشنشانی بهکار میروند.
مزیتها: بدون تماس با مواد، قابلیت اندازهگیری در فاصلههای زیاد، مناسب برای مایعات خورنده.
انواع کنترل کننده سطح در صنعت به شرح زیر می باشند:
لول سوئیچ خازنی یکی از تجهیزات اندازه گیری سطح بوده که جهت اندازه گیری سطوح، روی مخازن نصب می شود و ضریب دی الکتریک برای سیالات رسانا بیشتر از 10 و برای سیالات نارسانا کمتر از 10 می باشد. در سیالات نارسانا از یک سنسور خازنی استفاده می شود و خازن را با پراب خازنی و جداره مخازن فلزی ایجاد می کنند، در سیالات رسانا از دو سنسور خازنی استفاده می شود.
سوئیچ های سطح خازنی، سنسورهایی تماسی هستند و برای اندازه گیری سطح مایعات، جامدات پودری و مواد غیر فلزی مناسب هستند و در صنایع پلاستیک، شیمیایی، چوب، سرامیک و شیشه و صنایع بسته بندی کاربرد دارند. همچنین این سوئیچ ها به تعمیر و نگهداری نیاز ندارند.
لول سوئیچ القایی در مایعاتی با هدایت الکتریکی حداقل 10 میکروثانیه بر سانتی متر کاربرد دارند. بعضی از سوئیچ های سطح قابلیت تشخیص 5 ارتفاع سطح را دارند. سوئیچ های سطح القایی سنسورهایی تماسی هستند که عموماً برای مایعات مناسب بوده ولی در برخی کاربردها برای خمیر یا دوغاب، حوضچه ها، مخازن، آب انبارها، داروها، شناورهای بسته و مخازن باز مورد استفاده قرار می گیرند.
سوئیچ سطح دیافراگمی، سنسورهایی تماسی بوده و بسیار حساس و مقرون به صرفه هستند. لول سوئیچ های دیافراگمی به صورت مکانیکی عمل می کنند و به منبع تغذیه نیاز ندارند و فشار وارد بر دیواره نازک دیافراگمی را به یک میکروسوئیچ منتقل کرده و وضعیت مخازن از نظر پر یا خالی بودن مانیتور می کنند. طیف گسترده ای از دیافراگم ها متناسب با تراکم حجم محصول، جریان پذیری، سایش و درجه حرارت موجود می باشد. این لول سوئیچ ها در کاربردهایی چون استخراج معادن، سیلوها، قیف ها و نوشیدنی های غذایی مورد استفاده قرار می.گیرند.
لول سوئیچ دیسپلیسری بر اساس اصول شناوری عمل می کند، به این صورت که توپی شناور به یک فنر متصل بوده و در انتهای دیگر آن یک آهنربا قرار دارد. وقتی سطح سیال بالا می رود فنر جمع شده و آهنربا را کمی هل می دهد و همین فعل و انفعال باعث ایجاد اتصال الکتریکی و سوئیچ می شود. کنترل کننده سطح دیسپلیسری تحت تأثیر تلاطم یا فشار قرار نمی گیرد. این سوئیچ های سطح برای استفاده در مایعات چسبناک یا کثیف بسیار مناسب هستند. سوئیچ های سطح جابجایی در پالایشگاه های روغن سنگین، لاک های رنگ و گیاهان شیمیایی کاربرد دارند.
سوئیچ سطح فلوتری سنسورهای تماسی بوده، این سوئیچ شامل یک شناور می باشد که حول یک محور دوران می کند. با رسیدن سطح سیال به ست پوینت، شناور حول محور دوران کرده و با استفاده از یک سنسور مغناطیسی، خروجی به صورت کنتاکت ارسال می گردد.
سوئیچ های سطح فلوتری در کاربردهایی چون كنترل سطح، كنترل سوپاپ، كنتورها، مخازن مایعات، كنترل سطح روغن، پایه های قطره ای و دیگ های بخار کاربرد دارند.
سوئیچ های سطح نوری شامل یک فرستنده و گیرنده نوری می باشد و بر اساس تابش و بازتابش نور از سطح اجسام و یا عبور نور از درون سیال عمل می کنند. کنترل کننده سطح نوری به دو صورت سطح را اندازه گیری می کنند:
نوری که از فرستنده منتشر می شود به مسیر خود درون مخزن ادامه می دهد تا به گیرنده برسد. هنگامی که سطح سیال بالا می آید و سیال بین گیرنده و فرستنده قرار می گیرد، پرتوهای نور در اثر وقوع پدیده شکست منحرف می شوند و به گیرنده نمی رسند، در این حالت خروجی سطح سنج فعال می گردد.
سنسور با اندازه گیری زمان رفت و برگشت نور منتشر شده توط فرستنده، سطح سیال درون مخزن را اندازه گیری می کند. اگر ارتفاع سیال درون مخزن کاهش یابد زمان رفت و برگشت نور افزایش می یابد و بالعکس.
سوئیچ های سطح نوری پاسخ سریع را ارائه می دهند و در سیستم های تهویه مطبوع، جمع کننده ها، مخازن هیدرولیکی دارویی و مخازن نگهداری مایع مورد استفاده قرار می گیرند.
لول سوئیچ پره ای، از پره فلزی تشکیل شده است که توسط یک موتور الکتریکی به گردش در می آید. به محض رسیدن سطح مواد به پره در حال چرخش، مانع از دوران پره می شود و نیروی ناشی از ایستادن پره باعث می شود موتور از محور خود حرکت کند و میکروسوییچ موجود در لول سوییچ دورانی را فعال کند. میکروسوییچ، سیگنال الکتریکی پر یا خالی بودن مخزن را با ارسال می کند. سوئیچ سطح پره ای سنسورهایی تماسی بوده و در مواردی همچون استخراج معادن، سیلوها، قیف ها، نوشیدنی های غذایی و سیلوهای غلات مورد استفاده قرار می گیرند.
لول سوئیچ دیاپازونی سنسورهایی ارتعاشی با یک تیغه می باشند که تیغه با فرکانس مشخص نوسان می کند، چنانچه تیغه با سیال داخل مخزن برخورد نماید فرکانس نوسان آن تغییر خواهد کرد، می توان با اندازه گیری این تغییر فرکانس، سطح سیال را در ارتفاع مورد نظر اندازه گیری کرد و سطح را کنترل نمود. سوئیچ سطح ارتعاشی، سنسورهای تماسی هستند. این لول سوئیچ ها مقرون به صرفه بوده و برای کنترل سطح پودرها و مواد جامد ریزدانه مناسب هستند و در کاربردهایی مانند استخراج معادن، فرآوری مواد شیمیایی و نوشیدنی های غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.
لول سوئیچ مغناطیسی یکی از متداول ترین سوئیچ های سطح است که برای کاربری های مختلف استفاده می گردد. لول سوئیچ مغناطیسی یک شناور توپی شکل با مغناطیس داخلی دارد که با تغییر سطح سیال، شناور بر روی محور خود حرکت می کند. این سوئیچ سطح برای سیالات تمیزی که هدایت الکتریکی دارند کاربرد دارد و نباید برای سیالات آلوده و یا سیالاتی که ذرات فلزی دارد از آن استفاده کرد، زیرا این ذرات می توانند در فعالیت مغناطیسی سوئیچ های الکتریکی تداخل کرده و باعث صدمه به لول سوئیچ شوند. این نوع لول سوئیچ در صنایع مختلفی از جمله صنایع پتروشیمی، دریایی (کشتی های تجاری)، آب و فاضلاب، شیمیایی و غیره کاربرد دارد.
لول سوئیچ های مغناطیسی را با توجه به شرایط مخزن و نوع کاربری به روش مختلفی در مخزن میتوان نصب کرد.لول سوئیچ ها باید به گونه انتخاب شوند که مناسب نوع سیال و شرایط کاری کاربر باشند تا خطا اندازه گیری به حداقل برسد و لول سوئیچ به درستی مقدار سطح را اندازه گیری کند.
این نوع لول سوئیچ از طریق اهرم و شناور میزان سطح را اندازه گیری می کند بدین صورت که اهرم را به شناور متصل کرده و زمانی که سطح سیال به شناور رسید، شناور جابجا شده و سوئیچ آن عمل می کند.لول سوئیچ های الاکلنگی طول عمر بالا و قیمت پایینی دارند و با مکانیسم الاکلنگی میزان سطح را اندازه گیری کرده و سوئیچ را قطع و وصل می کنند. عملکرد شناوری که در کولر آبی استفاده شده تا حدودی به عملکرد این نوع لول سوئیچ شباهت داره.
برندهای قابل تامین لول سوئیچ
سوئیچهای سطح برای اندازهگیری سطح آب در مخازن آتشنشانی و ارسال هشدار در صورت افت سطح آب به حد پایین استفاده میشوند. این هشدارها میتوانند بهطور خودکار سیستم پمپاژ را فعال کرده یا از فعالیتهای دیگر جلوگیری کنند.
در سیستمهای پمپاژ و پاشش آب آتشنشانی، سوئیچهای سطح برای کنترل سطح آب در مخازن ذخیرهسازی و فعالسازی سیستمها در صورت نیاز به آب اضافی بهکار میروند.
در سیستمهای اطفای حریق شیمیایی، سوئیچهای سطح برای نظارت بر سطح مواد شیمیایی مانند کفپاشها و دیگر مواد ضدحریق استفاده میشوند. همچنین، سوئیچهای سطح در مخازن سوخت برای جلوگیری از کمبود سوخت در پمپها و ماشینآلات آتشنشانی کاربرد دارند.
سوئیچهای سطح میتوانند به سیستمهای هشدار متصل شوند و در صورت تغییر سطح مواد از حد مجاز، سیگنالهای هشدار ارسال کنند تا از بروز مشکلات در سیستمهای آتشنشانی جلوگیری شود.
لول سوئیچ به گونهای طراحی شده است که در صورت تشخیص سیال در ارتفاع مشخصی که از پیش تعیین شده است (Set Point) وضعیت یک کنتاکت الکتریکی را تغییر میدهد. این تغییر وضعیت میتواند به قطع یا وصل شدن جریان الکتریکی منجر شود و به این ترتیب کنترل دقیقی بر روی تجهیزات دیگری مانند پمپها، کمپرسورها و سایر تجهیزات ایجاد کند.
لول سوئیچها به دو دسته اصلی سوئیچهای سطح پایین (Low Level Switch) و سوئیچهای سطح بالا (High Level Switch) تقسیم می شوند. هر یک از این سوئیچها به نحوی طراحی شدهاند که عملکرد خاصی را در کنترل سطح مایعات انجام دهند.
سوئیچ سطح پایین (Low Level Switch) معمولاً در پایین مخزن نصب میشود و تیغههای کنتاکت الکتریکی در این سوئیچ به صورت نرمال بسته (Normally Closed) یا به اختصار NC می باشند. هنگامی که سطح مایع در مخزن به پایینترین حد خود برسد، تیغههای کنتاکت تغییر وضعیت میدهند و باز میشوند. این عمل منجر به قطع جریان الکتریکی در مدار میشود، به طوری که مثلاً یک پمپ خاموش خواهد شد. این ویژگی به جلوگیری از آسیب به پمپ و سایر تجهیزات کمک میکند، زیرا کارکرد بدون سیال میتواند منجر به خرابی آنها شود.
اما سوئیچ سطح بالا (High Level Switch)در بالای مخزن نصب میشود و تیغههای کنتاکت الکتریکی آن به صورت نرمال باز (Normally Open) یا به اختصار NO خواهند بود. با رسیدن سطح مایع به بالاترین مقدار تعیین شده، تیغههای کنتاکت تغییر وضعیت میدهند و بسته میشوند.
این عمل باعث میشود که جریان الکتریکی در مدار وصل شود و به عنوان مثال، یک پمپ آب روشن گردد. این ویژگی به کنترل و مدیریت سطح مایع در مخزن کمک میکند و از سرریز شدن آن جلوگیری میکند
نصب سوئیچهای سطح باید بهگونهای انجام شود که از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل گردد. برخی نکات کلیدی در نصب عبارتند از:
انتخاب محل نصب: باید در محلی نصب شود که سیگنالهای هشدار و عملکرد سوئیچ بهدرستی عمل کنند.
انتخاب نوع سوئیچ: بسته به نوع ماده (مایعات خورنده، مواد شیمیایی، سوخت)، نوع سوئیچ باید بهدقت انتخاب شود.
دقت و حساسیت: سوئیچها باید دارای دقت کافی برای تشخیص تغییرات سطح باشند تا در صورت کاهش یا افزایش سطح، بهدرستی عمل کنند.
برای خرید سوئیچهای سطح باید نکات زیر را در نظر گرفت:
دقت و حساسیت: انتخاب سوئیچ با دقت بالا برای اندازهگیری سطح.
مقاومت در برابر شرایط محیطی: سوئیچها باید در برابر فشار، دما و مواد خورنده مقاوم باشند.
برند و گارانتی: خرید از برندهای معتبر و دارای گارانتی مناسب برای اطمینان از عملکرد بلندمدت و خدمات پس از فروش.
