فلو سوئیچ (flow switch) وسیله‌ای است که جریان مایعات، گازها و بخارات را در یک لوله مانیتور می‌کند. زمانی که نرخ فلو به حد معینی برسد، کلیدی فشرده می‌شود و از طریق آن عمل خاصی مانند قطع جریان انجام می‌گیرد. این کار از طریق سیگنال‌های الکتریکی تولیدشده توسط مکانیزم سویئچ فلو انجام می‌شود. می‌توان گفت فلو سوئیچ‌ها مانند کلیدهای برق هستند، با این تفاوت که آن‌ها در جریان فلو قرار دارند و به اینکه فردی آن‌ها را به صورت دستی قطع و وصل کند نیاز ندارند. در این مطلب از وبلاگ پریسماتک به بررسی اصول کار و ساختار سوئیچ فلو می‌پردازیم.
فلو سوئیچ‌ها می‌توانند برای گستره وسیعی از رسانه‌ها مورد استفاده قرار گیرند، اما معمولا متداول‌ترین رسانه برای عبور از درون فلو سوئیچ‌ها آب و هوا هستند. فلو سوئیچ‌ها می‌توانند هم به عنوان واحدهای مستقلی عمل کنند که به فلو نظارت داشته و در یک نرخ فلو معین کلیدی را تریگر می‌کنند و هم به عنوان واحدی در ترکیب با فلومترها کار کنند.
فلومتر اندازه‌گیری پیوسته نرخ فلو را بر عهده دارد و می‌تواند عملکردهای دیگری را نیز بسته به نوع کاربرد انجام دهد. البته تمام فلومترها توانایی سویچینگ ندارند، اما در بسیاری از کاربردها داشتن یک فلومتر با سوئیچ انتخاب بسیار بهتری است، زیرا در این حالت فلومتر مزایا و کارکردهای بیشتری دارد. به عنوان مثال، یک فلو سوئیچ ممکن است مشخصه‌های دمایی بالایی نداشته باشد، اما از طریق ترکیب فلومتر و سوئیچ فلو بتوان در آن دمای بالا نیز عمل کرد. به دلیل اینکه قیمت فلومترها گران‌تر از فلو سئیچ‌ها است، معمولا ابتدا استفاده از فلو سئیچ تنها را امتحان می‌کنند و در صورتی که پاسخگوی نیاز نباشد، از ترکیب فلو سوئیچ و فلومتر بهره می‌برند.
فلو سوئیچ نرخ فلو سیال عبوری از درون لوله فرایند را نظارت می‌کند، اما سوئیچ فشار (pressure switch) وظیفه نظارت بر مقدار فشار درون لول‌ها و مخازن را برعهده دارد. در واقع می‌توان گفت عملکرد هر دو سوئيچ شبیه همدیگر است و به عنوان تریگر برای یک کارکرد ویژه عمل می‌کنند.
تنها تفاوت در این است که مولفه‌های متفاوتی از فرایند را تحت نظارت دارند. سوئیچ‌های فشار در بسیاری کاربردهای متداول مانند کمپرسورهای هوا مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین آن‌ها در ابزارهای پنوماتیک و هیدرولیکی کاربرد دارند که عمل جابه‌جایی چیزی به وسیله فشرده کردن مایع یا گاز انجام می‌شود.
انواع مختلف فلو سوئیچ بر حسب سیال عبوری از درون آن (مایع یا گاز)، اصول کاری، روش نصب و کاربردهای خاص طبقه‌بندی می‌شوند. بسیاری از فلو سوئیچ‌ها چندکاره هستند و می‌توانند در انواع کاربردها مورد استفاده قرار گیرند. در ادامه به توضیح برخی از انواع فلو سوئیچ می‌پردازیم.
فلو سوئیچ آب انواع بسیار متنوعی دارد و در کاربردهای زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بسیاری از سوئیچ‌هایی که برای مایعات ساخته می‌شود، می‌توانند به عنوان فلو سوئیچ آب به کار روند. فلو سوئیچ‌های آب از جنس فلزات مختف یا پلاستیک برای فشارهای مختلف ساخته می‌شوند. همچنین این فلو سوئیچ‌ها در انواع اینلاین (inline) و الحاقی (insertion) و با تکنولوژی‌های سطح متغیر (variable area)، حرارتی (thermal) و دسته‌ای (paddle) وجود دارند.
فلو سوئیچ‌های هوا برای مانیتور فلوی هوا به کار می‌روند. اکثر فلو سوئیچ‌هایی که برای گازها ساخته شده‌اند، برای هوا نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع فلو سوئیچ هم در تکنولوژی‌های حرارتی، سطح متغیر و دسته ای و برای روش‌های نصب اینلاین و الحاقی ساخته می‌شود. بعضی از انواع فلو سوئیچ‌های تجاری را می‌توان هم برای هوا و هم برای آب به کار گرفت.
فلو سوئیچ‌های اینلاین را با قرار دادن آن‌ها در سیستم لوله‌کشی و از طریق اتصالات نصب می‌کنند. این سوئیچ‌ها از یک بدنه تشکیل شده‌اند که مکانیزم مانیتورینگ در آن است و بین دو بخش از لوله قرار داده می‌شود. برای نصب فلو سوئیچ‌های اینلاین باید یا در لوله‌کشی‌های جدید باشد و یا در غیر این صورت تمام فرایند موقتا خاموش شود و لوله برای جایگذاری و نصب فلو سوئیچ قطع شود. بنابراین اگر برای یک فرایند در حال کار نیاز به نصب یک فلو سوئیچ جدید باشد، راحت‌تر است که از فلو سوئیچ‌های الحاقی استفاده کرد.
مزیت اصلی فلو سوئیچ‌های الحاقی نسبت به نوع اینلاین، نگه‌داری و تعویض آسان‌تر آن‌ها است. معمولا بخش‌های الکترونیکی سوئیچ‌ها درون یک محفظه و خارج از لوله قرار دارند، در حالیکه دسته یا پروب اندازه‌گیری درون لوله و در مسیر جریان قرار داده می‌شود.
فلو سوئیچ‌های اهرمی یا پدالی دارای مدل‌های مختلفی برای مایعات و مدل‌هایی برای گازها است. معمولا یک مدل نمی‌تواند هم برای مایع و هم گاز به کار گرفته شود. مکانیزم مانیتورینگ ساده است. یک دسته از طریق یک لولا به بدنه که مدارات الکتریکی در آن قرار دارند متصل می‌شود. این دسته درون لوله و در مسیر جریان قرار می‌گیرد و نیروی فلو دسته را به سمت فشار پایین‌دستی هل می‌دهد. هر چقدر که فلو دارای سرعت بیشتری باشد، نیروی بیشتری به دسته وارد می‌شود و بیشتر به سمت پایین فشار داده می‌شود. زمانی که نرخ فلو به مقدار از پیش تعیین‌شده‌ای برسد، سوئیچ درگیر می‌شود. اکثر فلو سوئیچ‌های دسته‌ای از نوع الحاقی هستند، با این حال مدل‌های اینلاین آن نیز وجود دارند.
فلو سوئیچ‌های انتشار حرارتی یا فلو سوئیچ‌های کالریمتری نام‌های مختلف برای یک تکنولوژی یکسان هستند. همانند سایر فلو سوئیچ‌ها، در این نوع نیز ادوات الکترونیکی در محفظه‌ای بیرون از لوله قرار می‌گیرد و یک پروب حرارتی از سوراخی وارد لوله یا داکت می‌شود. فلوی مایع یا گازی که درون لوله در حال جریان است موجب هدر رفتن حرارت پروب می‌شود. سپس مقدار افت دما توسط مدارات الکترونیکی به سیگنالی تبدیل می‌شود که از آن برای نقطه عملکرد سوئیچ استفاده می‌شود. فلو سوئیچ‌های حرارتی نسبت به سایر انواع دارای مزیت‌هایی هستند، زیرا قسمت‌های مکانیکی این سوئیچ مانند آن‌ها در معرض خرابی و فرسایش نیستند. بنابراین طول عمر این نوع فلو سوئيچ بالاتر بوده و نیاز کمتری به تعمیر و نگه‌داری دارد.
فلو سوئیچ‌های سطح متغیر یا پیستونی بر اساس یک اصل بسیار ساده عمل می‌کنند. این فلو سوئيچ‌ها از یک لوله با جنس پلاستیک یا شیشه یا فلز تشکیل شده‌اند و داخل آن‌ها یک پیستون مغناطیسی شناور وجود دارد. با افزایش فلو، شناور توسط جریان به حرکت در می‌آيد. زمانی که شناور به مقدار معینی رسید، سوئیچ تریگر می‌شود.
اگر این مطلب برای شما مفید بود، شاید به مطالب زیر نیز علاقه‌مند باشید:
فلومتر الکترومغناطیسی ــ از صفر تا صد
کنداکتیویتی‌متر ــ به زبان ساده
سنسور فشار دیافراگمی ــ مفاهیم و اصول کاری
پریسماتک اولین تولیدکننده رفرکتومتر، فلومتر و کنداکتیویتی‌مترهای صنعتی در انواع مختلف است. برای راهنمایی در انتخاب این ابزارها با شماره های شرکت تماس بگیرید.
محصولات پریسماتک:
