Druckschalter - Pressure switch

Murphy Öldruckmesser mit Schaltern , die auf niedrigem Druck aktivieren

Ein Druckschalter ist eine Form der Schalter , die einen betreibt eine elektrischen Kontakt , wenn ein bestimmte Satz Fluiddruck an seinem Eingang erreicht. Der Schalter kann so ausgelegt sein, dass er entweder bei Druckanstieg oder bei Druckabfall Kontakt aufnimmt. Druckschalter werden in der Industrie häufig eingesetzt, um Systeme, die unter Druck stehende Flüssigkeiten verwenden, automatisch zu überwachen und zu steuern.

Eine andere Art von Druckschalter erfasst mechanische Kräfte; Beispielsweise wird eine druckempfindliche Matte verwendet, um Türen in Geschäftsgebäuden automatisch zu öffnen. Solche Sensoren werden auch in Sicherheitsalarmanwendungen wie druckempfindlichen Böden verwendet.

Konstruktion und Typen

Ein Druckschalter zum Erfassen des Flüssigkeitsdrucks enthält eine Kapsel, einen Balg, ein Bourdon-Rohr , eine Membran oder ein Kolbenelement, die sich proportional zum angelegten Druck verformen oder verdrängen. Die resultierende Bewegung wird entweder direkt oder durch Verstärkungshebel auf einen Satz von Schaltkontakten angewendet. Da sich der Druck möglicherweise langsam ändert und die Kontakte schnell arbeiten sollten, wird eine Art Überzentrierungsmechanismus wie ein Miniatur-Schnappschalter verwendet, um einen schnellen Betrieb der Kontakte sicherzustellen. Ein empfindlicher Druckschaltertyp verwendet Quecksilberschalter, die an einem Bourdon-Rohr angebracht sind. Das sich verschiebende Gewicht des Quecksilbers liefert eine nützliche Überzentrierungscharakteristik.

Der Druckschalter kann einstellbar sein, indem die Kontakte bewegt oder die Spannung in einer Ausgleichsfeder eingestellt werden. Industrielle Druckschalter können eine kalibrierte Skala und einen Zeiger haben, um den Sollwert des Schalters anzuzeigen. Ein Druckschalter hat eine Hysterese , dh einen Differenzbereich um seinen Sollwert, der als Totbereich des Schalters bezeichnet wird und in dem kleine Druckänderungen den Zustand der Kontakte nicht beeinflussen. Einige Typen ermöglichen die Einstellung des Differentials.

Das Druckerfassungselement eines Druckschalters kann so angeordnet sein, dass er auf die Differenz zweier Drücke reagiert. Solche Schalter sind nützlich, wenn der Unterschied signifikant ist, um beispielsweise einen verstopften Filter in einem Wasserversorgungssystem zu erkennen. Die Schalter müssen so ausgelegt sein, dass sie nur auf die Differenz reagieren und bei Änderungen des Gleichtaktdrucks nicht falsch funktionieren.

Die Kontakte des Druckschalters können einige Zehntel Ampere bis etwa 15 Ampere betragen, wobei bei empfindlicheren Schaltern kleinere Nennwerte zu finden sind. Oft betätigt ein Druckschalter ein Relais oder ein anderes Steuergerät, aber einige Typen können kleine Elektromotoren oder andere Lasten direkt steuern.

Da die inneren Teile des Schalters der Prozessflüssigkeit ausgesetzt sind, müssen sie so ausgewählt werden, dass Festigkeit und Lebenserwartung gegen die Kompatibilität mit Prozessflüssigkeiten abgewogen werden. Beispielsweise werden Gummimembranen üblicherweise in Kontakt mit Wasser verwendet, würden sich jedoch schnell zersetzen, wenn sie in einem System verwendet werden, das Mineralöl enthält.

Schalter, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen mit brennbarem Gas ausgelegt sind, haben ein Gehäuse, um zu verhindern, dass ein Lichtbogen an den Kontakten das umgebende Gas entzündet. Schaltergehäuse müssen möglicherweise auch wetterfest, korrosionsbeständig oder tauchfähig sein.

Ein elektronischer Druckschalter enthält verschiedene Druckmessumformer (Dehnungsmessstreifen, kapazitives Element oder andere) und einen internen Schaltkreis, um den gemessenen Druck mit einem Sollwert zu vergleichen. Solche Vorrichtungen können gegenüber einem mechanischen Schalter eine verbesserte Wiederholbarkeit, Genauigkeit und Präzision bieten.

Pneumatisch

Die Verwendung von pneumatischen Druckschaltern umfasst:

  • Schalten Sie eine Haushaltsbrunnenwasserpumpe automatisch um, wenn Wasser aus dem Druckbehälter entnommen wird.
  • Ausschalten eines elektrisch angetriebenen Gaskompressors bei Erreichen eines eingestellten Drucks im Vorratsbehälter
  • Ausschalten eines Gaskompressors, wenn sich in der Saugstufe keine Einspeisung befindet.
  • In-Cell-Ladesteuerung in einer Batterie
  • Einschalten einer Alarmleuchte im Cockpit eines Flugzeugs, wenn der Kabinendruck (basierend auf der Höhe) kritisch niedrig ist.
  • Luftgefüllte Schläuche, die Schalter aktivieren, wenn Fahrzeuge darüber fahren. Üblich zum Zählen des Verkehrs und an Tankstellen.

Hydraulisch

Hydraulische Druckschalter werden in Kraftfahrzeugen vielfältig eingesetzt , um beispielsweise zu warnen, wenn der Öldruck des Motors unter ein sicheres Niveau fällt, oder um die Überbrückung des Drehmomentwandlers des Automatikgetriebes zu steuern . Vor den 1960er Jahren wurde im hydraulischen Bremskreis ein Druckschalter verwendet, um die Leistung der Bremslichter zu steuern. Neuere Automobile verwenden einen Schalter, der direkt vom Bremspedal betätigt wird.

In Staubkontrollsystemen (Beutelfilter) ist am Verteiler ein Druckschalter angebracht, der einen Alarm auslöst, wenn der Luftdruck im Verteilerkopf geringer als erforderlich ist. Ein Differenzdruckschalter kann über einem Filterelement installiert sein, um einen erhöhten Druckabfall zu erfassen, was auf die Notwendigkeit einer Filterreinigung oder eines Filterwechsels hinweist.

Beispiele

  • Mechanischer Druckschalter mit integriertem Stecker

  • Mechanischer Druckschalter mit Steckverbinder

  • Elektrischer Druckschalter mit LED- Anzeige

Druckempfindliche Matte

Eine druckempfindliche Matte liefert ein Kontaktsignal, wenn irgendwo im Bereich der Matte Kraft ausgeübt wird. Einige Matten liefern ein einzelnes Signal, während andere die Position der ausgeübten Kraft innerhalb der Matte auflösen können. Druckempfindliche Matten können zum Betreiben elektrisch betätigter Türen oder als Teil eines Verriegelungssystems verwendet werden, um sicherzustellen, dass Maschinenbediener vor dem Betrieb keine gefährlichen Bereiche eines Prozesses aufweisen. Druckempfindliche Matten können verwendet werden, um Personen zu erkennen, die über einen bestimmten Punkt gehen, als Teil eines Sicherheitsalarmsystems oder um die Anwesenheit zu zählen oder für andere Zwecke.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Bela G. Liptak (Hrsg.), Instrument Engineers 'Handbook, 4. Auflage CRC Press, 2003 ISBN  1420064029 Seiten 790-793

Externe Links