همه چیز درباره لول سوئیچ: انواع، کاربردها و نکات مهم در انتخاب مناسب‌ترین مدل

در صنایع مختلف، یکی از چالش‌های اساسی، کنترل دقیق سطح مواد در مخازن و سیلوها است. تصور کنید که در حین تولید، مواد اولیه بطور ناگهانی به پایان برسد یا مخزن شما سرریز شود. این اتفاق‌ها می‌توانند منجر به توقف تولید، ایجاد خسارات مالی و حتی خطرات ایمنی شوند. در اینجا است که لول سوئیچ‌ها بعنوان یکی از ابزارهای اساسی در سیستم‌های کنترلی وارد عمل می‌شوند. این دستگاه‌ها با تشخیص دقیق سطح مواد، به اپراتورها امکان می‌دهند که فرآیندهای تولید را بهینه کنند و از وقوع حوادث پیشگیری نمایند.

لول سوئیچ‌ها با استفاده از فناوری‌های متنوع و پیشرفته می‌توانند سطح مایعات و جامدات را با دقت تشخیص دهند. از صنایع نفت و گاز گرفته تا صنایع غذایی و دارویی، این دستگاه‌ها نقش حیاتی در بهبود ایمنی و افزایش بهره‌وری ایفا می‌کنند. در این مقاله از آداک فرآیند سپهر قصد داریم انواع لول سوئیچ‌ها را معرفی کرده و کاربردهای آن‌ها را در صنایع مختلف بررسی کنیم تا شما بتوانید بهترین گزینه را برای نیازهای خود انتخاب کنید. اگر به دنبال راهکاری هوشمندانه و کارآمد برای مدیریت سطح مواد هستید، مطالعه این مقاله می‌تواند راهنمای شما باشد.

لول سوئیچ چیست؟

لول سوئیچ (Level Switch) دستگاهی پرکاربرد برای تشخیص و کنترل سطح مایعات – جامدات در مخازن و سیلوهای ذخیره‌سازی می‌باشد. این دستگاه بعنوان یکی از تجهیزات ابزار دقیق در سیستم‌های کنترل فرآیند بکار می‌رود.

سوئیچ‌های سطح نقش مهمی در حفظ ایمنی و بهره‌وری در صنایع مختلف ایفا می‌کند. لول سوئیچ‌ها با تشخیص سطح مواد، سیگنال‌های صفر و یک به سیستم‌های کنترل ارسال می‌کنند که می‌توانند عملیات مختلفی مانند توقف پرکردن مخزن، شروع تخلیه یا ایجاد هشدار را اجرا کنند.

این ابزارهای دقیق از تکنولوژی‌های متنوعی برای اندازه‌گیری سطح استفاده می‌کنند و می‌توانند برای انواع مواد مایع و جامد در شرایط مختلف محیطی و صنعتی به کار روند. با توجه به کاربرد وسیع و اهمیت بالای این دستگاه‌ها در صنایع نفت و گاز، شیمیایی، غذایی و دارویی، انتخاب مناسب‌ترین نوع لول سوئیچ بر اساس شرایط عملیاتی و ویژگی‌های ماده مورد نظر بسیار حیاتی است.

اساس کار لول سوئیچ

اساس کار لول سوئیچ‌ها بسته به نوع آنها متفاوت است، اما همه آنها یک هدف مشترک دارند یعنی تشخیص سطح ماده درون یک مخزن یا سیلو.

برخی از رایج‌ترین اصول کاری شامل استفاده از تغییرات فیزیکی (مانند جابه‌جایی شناور)، تغییرات الکتریکی (مانند ظرفیت خازنی)، امواج (مانند امواج ماکروویو) و یا تغییرات مکانیکی (مانند لرزش دیاپازونی) برای تشخیص سطح هستند.

بطور کلی، زمانی که سطح ماده به نقطه تعیین شده که محل نصب سوئیچ است می‌رسد، لول سوئیچ تغییرات ایجاد شده را تشخیص داده و بعنوان یک کلید قطع و وصل عمل می‌کند. برخی متخصصان ابزار دقیق به آن سیگنال دیجیتال می‌گویند.

این سیگنال می‌تواند بصورت باز و بسته شدن یک مدار الکتریکی یا ایجاد یک هشدار صوتی یا بصری باشد. این فرآیند به مدیران و اپراتورهای صنعتی امکان می‌دهد تا فرآیندها را بطور دقیق و کارآمد کنترل کنند و از بروز حوادث و اتلاف مواد جلوگیری کنند.

انواع لول سوئیچ

سوئیچ‌های سطح به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که هر یک بر اساس اصول کاری خاص خود عمل می‌کنند. در ادامه انواع این دستگاه‌ها را نام برده و هرکدام را با ذکر مثالی توضیح می‌دهیم.

1. لول سوئیچ فلوتری یا شناوری (Float Level Switch)
2. لول سوئیچ خازنی (Capacitive Level Switch)
3. لول سوئیچ دیاپازونی (Diapason Level Switch)
4. لول سوئیچ ویبره (Vibronic Level Switch)
5. لول سوئیچ ماکروویو (Microwave Level Switch)
6. لول سوئیچ مغناطیسی (Magnetic Level Switch)
7. لول سوئیچ پره‌ای یا پدل (Paddle Level Switch)
8. لول سوئیچ ممبرانی یا دیافراگمی ( Membrane Level Switch)

در ادامه جدول مقایسه‌ای برای انواع، کاربردها و نکات مهم در انتخاب مناسب‌ترین مدل لول سوئیچ قرار داده‌ایم:

لول سوئیچ فلوتری (شناوری)

لول سوئیچ فلوتری یا شناوری یکی از ساده‌ترین و قدیمی‌ترین انواع کلیدهای سطح است. این دستگاه از یک شناور متصل به یک سوئیچ تشکیل شده است که با تغییر سطح مایع در مخزن جابه‌جا می‌شود. با بالا و پایین رفتن شناور، سوئیچ فعال یا غیرفعال می‌شود و به سیستم کنترل سیگنال می‌فرستد.

کاربرد اصلی لول سوئیچ فلوتری در سیستم‌های ساده و محیط‌های غیرپیچیده است. بعنوان مثال، این دستگاه‌ها بطور گسترده‌ای در مخازن آب آشامیدنی، سیستم‌های پمپ آب و مخازن سوخت استفاده می‌شوند. یک مثال از کاربرد این دستگاه، استفاده در مخازن آب خانگی و صنعتی برای جلوگیری از سرریز شدن آب است.

تنها لول سنج شناوری یونیورسال سوئیچ سری NAS کوبولد می‌باشد. این تجهیز مناسب تشخیص جامدات پودری – گرانولی و همچنین مایعات است.

مشخصات فنی

Contact
1 micro-switch, 250VAC, 20A
Material
Polypropylene (PP)
p_max
3.5 bar
t_max
85 °C
IP68

لول سوئیچ خازنی

لول سوئیچ خازنی بر اساس تغییرات ظرفیت خازنی کار می‌کند که به دلیل تغییر سطح مایع یا جامد در مخزن ایجاد می‌شود. این دستگاه‌ها از یک پروب الکترود و یک مدار الکترونیکی تشکیل شده‌اند که تغییرات ظرفیت الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کنند.

لول سنسور خازنی برای مواد مختلف از جمله مایعات و جامدات پودری یا گرانولار مناسب است. بعنوان مثال، در صنایع غذایی، سوئیچ‌های خازنی برای کنترل سطح مواد پودری مانند آرد یا شکر در سیلوها استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها بدلیل دقت بالا و عدم تأثیرپذیری از تغییرات فشار و دما، در محیط‌های صنعتی پیچیده کاربرد دارند.

سوئیچ خازنی مدل CN-7121 ساخت کمپانی UWT آلمان تجهیزی مقرون به صرفه برای جامدات پودری و مایعات است.

مشخصات فنی

CN7121
Medium
Liquids, Solids
Process temperature
-40°C … +125°C
Minimum sensitivity
DK ≥ 1.5
Power supply
9…33V DC
Signal output
Relay, Transistor, 8/16 mA, IO-Link
IP68, Type 4X

لول سوئیچ دیاپازونی

لول سوئیچ دیاپازونی با استفاده از چنگال یا شاخک لرزشی برای تشخیص مواد استفاده می‌کند. با تماس ماده درون مخزن با سوئیچ دیاپازونی، فرکانس لرزش آن تغییر می‌کند. این تغییرات توسط مدار الکترونیکی تشخیص داده شده و بعنوان سیگنال کنترلی ارسال می‌شود.

این ابزارها برای تشخیص سطح مواد جامد مانند دانه‌های غلات، پودرها و گرانول‌ها مناسب است. بعنوان مثال، در صنایع سیمان، سوئیچ دیاپازونی برای تشخیص سطح سیمان در سیلوها بکار می‌رود. این دستگاه‌ها بدلیل مقاومت بالا در برابر گرد و غبار و ارتعاشات محیطی، در محیط‌های صنعتی سخت کاربرد دارند.

سوئیچ سطح مدل VEGASWING 51 محصول کمپانی وگا آلمان اقتصادی ترین لول سنج دیاپازونی برای مایعات می‌باشد.

مشخصات فنی

VEGASWING 51 For liquids
density: > 0.5 … 2.5 g/cm³
Process temperature
-40 … 150 °C
Process pressure
-1 … 64 bar
Output
Contactless electronic switch, Transistor (PNP), IO-Link
Power supply
9.6 … 33V DC

لول سوئیچ ویبره

لول سوئیچ ویبره یا ویبرونیک با استفاده از اصول ارتعاشی، سطح مواد را تشخیص می‌دهد. این دستگاه پروب است که توسط یک ارتعاش‌ساز الکترونیکی داخلی به لرزش درمی‌آید. هنگامی که ماده به سطح مورد نظر می‌رسد و با پروب تماس برقرار می‌کند، فرکانس ارتعاش تغییر می‌کند. این تغییر فرکانس توسط مدار الکترونیکی شناسایی شده و از طریق تغییر حالت (N/O) به (N/C) موجب قطع یا وصل ورود مواد به مخزن می‌شود.

سوئیچ‌های ویبره از لحاظ کارکرد دقیقا مثل دیاپازون ها هستند ولی برای مواد با دانه بندی بزرگتر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثلا، در صنایع شیمیایی، این دستگاه‌ها برای تشخیص سطح مواد چسبنده و غلیظ در مخازن استفاده می‌شوند. همچنین، در صنایع ذوب و فولاد برای مخازن حاوی آهن اسفنجی نیز کاربرد دارند. مقاومت در برابر آلودگی‌های محیطی و عدم تأثیرپذیری از تغییرات دما و فشار از مزایای برجسته این دستگاه‌ها است.

لول سوئیچ ماکروویو

لول سوئیچ ماکروویو از امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا برای تشخیص سطح مایعات و جامدات استفاده می‌کند. امواج ماکروویو به سطح ماده برخورد کرده و بازتاب می‌شوند، و زمان بازگشت آنها توسط دستگاه اندازه‌گیری می‌شود.

سوئیچ سطح ماکروویو برای محیط‌های شدید و مواد خورنده بسیار مناسب است. بعنوان مثال، در صنایع شیمیایی، برای کنترل سطح مواد خورنده در مخازن استفاده می‌شود. دقت بالا و قابلیت کار در شرایط دمایی و فشاری مختلف، از مزایای اصلی این دستگاه‌ها است.

لول سوئیچ مغناطیسی

لول سوئیچ مغناطیسی از یک شناور مغناطیسی و یک سوئیچ مغناطیسی (رله مغناطیسی) تشکیل شده است. زمانی که شناور به سطح مشخصی از ماده می‌رسد، میدان مغناطیسی تغییر کرده و سوئیچ فعال می‌شود.

این نوع لول سوئیچ فقط برای مایعات مناسب هستند و در سیستم‌های ساده و محیط‌های غیر تهاجمی(اسید و مایعات خورنده) کاربرد دارند.

بعنوان مثال، در مخازن سوخت خودروها، سوئیچ مغناطیسی برای تشخیص سطح سوخت و ارسال سیگنال به نشانگر سوخت استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها بدلیل ساختار ساده و هزینه پایین، کاربرد گسترده‌ای دارند.

در ادامه سوئیچ مغناطیسی سری M محصول کمپانی کوبولد آلمان بهمراه مشخصات فنی را قرار داده‌ایم. برای دریافت لیست قیمت خرید و مشاوره رایگان انتخاب محصول بر حسب کاربردتان با ما در تماس باشید.

مشخصات فنی

Magnetic Level Switches M For liquids

Contact
max. 4 reed switches
Connection
G ⅛ … G 2 male thread, flange DN50 … DN125, 1½ … 4″
Material
brass, stainless steel, PVC-U, PP, PVDF, NBR
p_max
100 bar
t_max
150°C
Liquid density
from 0.5 g/ml

بیشتر بدانید:

همه چیز در مورد سطح سنج + انواع و بهترین برندها

لول سوئیچ پره‌ای (پدل)

لول سوئیچ پره‌ای یا پدل از یک پره مکانیکی تشکیل شده است که با تماس با ماده درون مخزن چرخانده می‌شود. این چرخش توسط یک سوئیچ الکتریکی تشخیص داده شده و به عنوان سیگنال کنترلی ارسال می‌شود.

این تجهیز برای مواد جامد مانند دانه‌ها و گرانول‌ها مناسب است. بعنوان مثال، در صنایع غذایی، سوئیچ پره‌ای برای کنترل سطح غلات در سیلوها استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها بدلیل ساختار مقاوم و قابلیت کار در شرایط سخت محیطی، در محیط‌های صنعتی کاربرد فراوانی دارند.

در ادامه بصورت انیمیشن کارکرد سوئیچ پره ای را مشاهده می‌کنید. البته می‌توانید از دو دستگاه سوئیچ پره‌ای نیز برای تشخیص پر و یا خالی بودن مخزن استفاده نمایید.

سوئیچ سطح سری NIR9 نیز اقتصادی‌ترین لول سنج پره‌ای برای جامدات پودری و گرانولی ساخت کوبولد است.

مشخصات فنی

Rotating Level Switch NIR-9
For bulks

Contact
1 micro switch (SPDT)
Connection
G 1, G 1¼, G 1½ male thread, round flange 110, 200 mm
Material
shaft/rotor: stainless steel or aluminium
Pressure range
-0.5 bar … +0.5 bar
t_max
+200°C
Option
ATEX II 2/1D Ex t IIIC T85°C Db/Da

لول سوئیچ ممبرانی یا دیافراگمی

لول سوئیچ‌های ممبرانی تجهیزاتی کارآمد و اقتصادی برای نظارت بر سطح مواد فله‌ای در مخازن هستند. این دستگاه‌ها بگونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند وضعیت پر یا خالی بودن مواد درون مخازن را نشان دهند. لول سوئیچ‌های سطح دیافراگمی برای مواد حجیم با چگالی بین 0.3 تا 2.5 تن بر متر مکعب و اندازه ذرات تا 30 میلی‌متر مناسب هستند.

شرط لازم برای درست کار کردن این دستگاه‌ها نصب صحیح آنهاست. در ادامه، مشخصات و تصویر یک نمونه از لول سوئیچ‌های ممبرانی سری NMF کوبولد آورده شده است.

Membrane Level Switch

Contact
1 micro switch
Connection
circular flange
Material
membrane: Nitril, NBR, FPM, stainless steel
Retaining ring
steel, stainless steel, aluminium
p_max
0 bar
t_max
200°C

لول سوئیچ مخصوص مایعات

در این بخش به معرفی لول سوئیچ های مخصوص مایعات می‌پردازیم:

• فلوتری یا شناوری
• مغناطیسی
• دیاپازونی
• خازنی میله‌ای

شایاین ذکر است سوئیچ های دیاپازونی و خازنی میله‌ای در انواع مدلها ساخته شده‌اند. در دسته بندی خازنی صرفا مقدار محدودی از مدل‌ها را می‌توان برای مایعات بکار برد. همچنین بخش وسیعی از مدل‌های سوئیچ‌های دیاپازونی مستعد استفاده برای مایعات هستند.

لول سوئیچ جامدات (گرانولی – پودری)

• پره ای – پدالی و پارویی
• ویبره
• ماکروویو
• خازنی کابل دار و خازنی میله‌ای
• دیاپازونی

لول سوئیچ های ماکروویو – ویبره و پره ای یا پدل صرفا برای مواد جامد کاربرد دارند. تقریبا 70 درصد مدل‌های سوئیچ خازنی برای مواد جامد در صنایع بکار گرفته می‌شوند. اما مدل‌های اندکی از دیاپازونی‌ها برای جامدات مناسب هستند.

کاربرد لول سوئیچ‌ در صنایع نفت و گاز

در صنایع نفت و گاز لول سوئیچ‌ها نقش مهمی در حفظ ایمنی و کارایی فرآیندها ایفا می‌کنند. مخازن ذخیره‌سازی نفت خام و مشتقات آن، بدلیل حساسیت بالای مواد و خطر انفجار، نیازمند کنترل دقیق سطح هستند. لول سوئیچ‌های دیاپازونی و خازنی بدلیل مقاومت بالا در برابر شرایط سخت محیطی و قابلیت کار در دما و فشار بالا، بعنوان یکی از انتخاب‌های اصلی در این صنایع استفاده می‌شوند.

یکی از کاربردهای مهم لول سوئیچ در صنایع نفت و گاز، جلوگیری از سرریز یا کمبود مواد در مخازن است. بعنوان مثال، در واحدهای پالایشگاهی، لول سوئیچ‌ها می‌توانند با تشخیص سطح دقیق، از سرریز مخازن نفت خام و ایجاد خطرات احتمالی جلوگیری کنند. همچنین، این لول سوئیچ‌ها به اپراتورها کمک می‌کنند تا میزان مواد را بهینه مدیریت کنند و از توقف‌های ناگهانی جلوگیری شود.

همچنین، لول سوئیچ‌ خازنی در بخش‌های دیگری از صنایع نفت و گاز، مانند واحدهای ذخیره‌سازی و انتقال، مورد استفاده قرار می‌گیرند تا از کنترل دقیق سطح مایعات و جلوگیری از ایجاد خطرات ناشی از نشت یا سرریز اطمینان حاصل شود.

نتیجه گیری

در مجموع، لول سوئیچ‌ها یکی از اجزای کلیدی در کنترل فرآیندهای صنعتی بشمار می‌آیند که بواسطه‌ی تشخیص دقیق سطح مایعات و جامدات، به بهره‌وری بهتر و افزایش ایمنی در صنایع مختلف کمک می‌کنند. این تجهیزات با ارائه اطلاعات دقیق و بموقع درباره سطح مواد درون مخازن، امکان واکنش سریع و مناسب را برای اپراتورها فراهم می‌کنند، که این امر منجر به بهبود کیفیت فرآیندها و کاهش زمان توقف‌های غیرمنتظره می‌شود. از تشخیص سطح در مخازن آب آشامیدنی تا کنترل سطح مواد پیچیده در محیط‌های صنعتی سخت، لول سوئیچ‌ها نقشی بسیار اساسی ایفا می‌نمایند. علاوه بر این، لول سوئیچ‌ها در صنایعی مانند نفت و گاز، شیمیایی، غذایی و دارویی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند، زیرا تضمین می‌کنند که سطح مواد بطور ایمن و کارآمد کنترل شود، که به‌نوبه‌ی خود خطرات احتمالی را کاهش می‌دهد و فرآیندهای تولید را پایدارتر می‌سازد.

تنوع بالای این تجهیزات از نظر فناوری و کارایی باعث شده تا هر نوع لول سوئیچ برای شرایط خاص خود مناسب باشد. مثالا، لول سوئیچ‌های فلوتری برای کاربردهای ساده و محیط‌های غیرپیچیده مناسب هستند، در حالی که لول سوئیچ‌های خازنی و دیاپازونی برای شرایط پیچیده‌تر و محیط‌های صنعتی با دما و فشار بالا کاربرد دارند. این تنوع باعث می‌شود که هر صنعتی بتواند بسته به نیازهای خاص خود، از مناسب‌ترین نوع لول سوئیچ بهره‌مند شود. انتخاب دقیق و صحیح نوع لول سوئیچ با توجه بویژگی‌های ماده مورد نظر، دما، فشار، و شرایط عملیاتی دیگر، می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر روی عملکرد کلی سیستم داشته باشد. این انتخاب نه تنها بر کارایی بهتر تأثیر می‌گذارد، بلکه به کاهش هزینه‌های نگهداری و جلوگیری از خرابی‌های غیرمنتظره نیز کمک می‌کند.

انتخاب درست این تجهیزات می‌تواند به بهینه‌سازی فرآیندها و جلوگیری از وقوع حوادث ناگوار کمک شایانی کند. بعنوان مثال، در صورت استفاده از لول سوئیچ‌های مناسب، می‌توان از سرریز شدن مخازن، نشت مواد خطرناک، و یا کاهش ناگهانی سطح مواد جلوگیری کرد. این اقدامات پیشگیرانه به ایمنی بیشتر کارکنان و کاهش خسارات مالی و محیط‌زیستی منجر می‌شود. همچنین، با بهره‌گیری از لول سوئیچ‌های پیشرفته، صنایع می‌توانند فرآیندهای خود را به صورت خودکار و با دقت بیشتری کنترل کنند، که این امر باعث کاهش نیاز به نیروی انسانی و افزایش بهره‌وری می‌شود.

در پایان، پیشنهاد می‌شود با کارشناسان متخصص ابزار دقیق آداک فرآیند سپهر مشورت کنید تا بهترین راهکار برای کنترل سطح مواد، با توجه به بودجه و شرایط شما، انتخاب شود. این مشاوره به افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و بهبود ایمنی در محیط‌های صنعتی شما کمک شایانی خواهد کرد.

سوالات متدوال