در هر کاربرد برقی و الکترونیکی حداقل از یک سوئیچ برای کنترل دستگاه استفاده می شود. بنابراین اینها مهمترین عناصر در سیستم کنترل برای دستیابی به عملیات کنترل هستند. در بخش صنعتی، انواع مختلفی از سوئیچ ها برای اهداف مختلف مانند جابجایی، کشویی، دکمه فشاری، چرخشی، سطح مایع، دما، فشار و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود. از آنها سوئیچ دما بیشتر در صنایع برای نظارت و کنترل دمای ماشین آلات مختلف استفاده می شود. بنابراین این مقاله یک نوع سوئیچ یعنی سوئیچ دما – کار با برنامه ها را مورد بحث قرار می دهد.
تمپرچر سوئیچ چیست؟
یک دستگاه مکانیکی که برای نظارت و کنترل دما در فرآیندهای تولیدی و صنعتی با روشن کردن و خاموش کردن کنتاکت‌های کلید پس از رسیدن به محدوده دمایی ثابت استفاده می‌شود، به عنوان کلید دما شناخته می‌شود. این سوئیچ یک راه حل کوچک و مقرون به صرفه برای اندازه گیری دما در برنامه های متحرک و محدود به فضا است. نماد سوئیچ دما در زیر نشان داده شده است.
وضعیت سوئیچینگ این کلیدها عمدتاً بر اساس دمای ورودی تغییر می کند. بنابراین این عملکرد به عنوان محافظت در برابر گرمای بیش از حد استفاده می شود. بنابراین، این سوئیچ ها عمدتاً وظیفه نظارت بر دمای تجهیزات و ماشین آلات را بر عهده دارند.
ساختار سوئیچ دما چگونه است؟
اجزای مختلف مورد استفاده در این سوئیچ عمدتاً شامل کیس سوئیچ، مهره برد، فنر برد، دوک اصلی، بالش، مویرگی و لامپ سنجش دما می باشد. نمودار ساخت کلید دما در زیر نشان داده شده است.
همانطور کهنشان داده شده است، سیال درون لامپ حسگر دما به تغییرات دما پاسخ می دهد. هنگامی که دما افزایش می یابد، فشار داخل دم افزایش می یابد. بنابراین افزایش لامپ حسگر دما، دم را فشرده می کند و دوک را به سمت بالا حرکت می دهد تا زمانی که نیروی فنر و همچنین فشار دم در تعادل قرار گیرند. حرکت دوک به سمت سوئیچ حرکت می کند و بر اساس نقطه تنظیم سوئیچ باعث فعال شدن ON و OFF می شود.
اصل کار سوئیچ دما
عملکرد یک کلید دما عمدتاً به تغییرات دمایی که در یک فضای بسته رخ می دهد بستگی دارد. عملکرد یک سوئیچ دما این است که در هنگام وقوع تغییرات دما فعال شود.
هنگامی که پروب حسگر در این سوئیچ افزایش دما را تشخیص داد، سپس کنتاکت های الکتریکی را باز می کند. به طور مشابه، اگر سوئیچ کاهش دما را تشخیص دهد، کنتاکت های الکتریکی بسته خواهند شد. بنابراین می توان از این تغییرات دما برای فعال کردن مکانیزم سوئیچینگ استفاده کرد.
مشخصات فنی سوئیچ دما
مشخصات کلید دما شامل موارد زیر است.
- ولتاژ منبع تغذیه از 12 تا 30 ولت دی سی است.
- دقت آن ± 0.1% FS ± 0.3% FS ± 0.5% FS است.
- مقاومت فشار معمولاً از حداقل 40 بار تا حداکثر 300 بار.
- پایداری بلند مدت (1 سال): ± 0.1% FS
- زمان پاسخگویی T=90°C در 5.4 ثانیه و T=50 °C در 2.3 ثانیه.
انواع سوئیچ دما
این کلیدها به دو نوع کلید دمای مکانیکی و کلید دمای الکترونیکی تقسیم می شوند.
سوئیچ های مکانیکی دما
کلیدهای دمای مکانیکی در دو نوع کلید دمای انبساط دو فلزی و مایع موجود هستند که برای اندازه گیری یا تشخیص تغییر دما استفاده می شوند.
سوئیچ دمای دو فلزی
سوئیچ دمای دو فلزی یا دماسنج دو فلزی از نوار دو فلزی استفاده می کند که برای تغییر دما به جابجایی مکانیکی استفاده می شود. در اینجا، نوار دو فلزی عمدتاً از اصل انبساط فلز در گرمایش استفاده می کند. بنابراین هنگامی که دما تغییر می کند، حجم فلز نیز تغییر می کند.
ضریب دمایی هر فلز متفاوت است، بنابراین رابطه اصلی بین تغییر در بعد فیزیکی فلز و دمایی که باعث آن می شود را نشان می دهد. در اینجا، انبساط فلز یا انقباض آن عمدتاً به ضریب دما بستگی دارد، به این معنی که فلزات در دمای مشابه در بعد فیزیکی تغییرات متفاوتی دارند.
مزایای سوئیچ دمای دو فلزی عمدتاً شامل اندازه فشرده و هزینه کمتر است در حالی که معایب آن عمدتاً عبارتند از: دقت کمتر، مستعد ارتعاش و ضربه، عدم کنترل دمای بالا و عملکرد آن با تغییر دمای محیط تحت تأثیر قرار می گیرد.
سوئیچ دمای انبساط مایع
کلید دمای پر از مایع یا دماسنج انبساط پر از مایع شامل یک لامپ برنجی است که با گاز یا مایع شیمیایی پر شده است. این شامل یک سیستم لامپ پر از مایع است. بنابراین در لامپ دماسنج، مقدار زیادی مایع نگهداری می شود که حداکثر حساسیت را دارد. این مایع محصور پس از گرم شدن لامپ منبسط می شود. بنابراین این انبساط مایع باعث افزایش فشار سیال در داخل لامپ می شود. افزایش فشار سیال منجر به فعال شدن سوئیچ فشاری می شود که به لامپ متصل است.
مزایای دماسنج انبساط مایع شامل هزینه کمتر، اندازه فشرده و دقیق تر است در حالی که معایب آن عبارتند از: که زمان پاسخ بالا است، نشتی رخ می دهد، مقاوم در برابر دما و ضربه و غیره است.
سوئیچ الکترونیکی دما
این کلید دما عمدتاً شامل منبع تغذیه، عنصر اندازه گیری و مدار الکترونیکی است. این کلید برای اندازه گیری دما با تبدیل آن به سیگنال سوئیچینگ از طریق تغییر دمای عنصر اندازه گیری استفاده می شود. این سیگنال سوئیچینگ متناسب با دما تغییر می کند و بر این اساس قابل محاسبه است. سوئیچ های دمای الکترونیکی در مواردی که دقت بالایی لازم است قابل استفاده هستند.
از کاربردهای کلیدهای دما می توان به موارد زیر اشاره کرد.
سوئیچ های دما عمدتاً برای استفاده در سیستم های گرمایش، بویلرها، پمپ های گردش خون، بخاری های هوا، مشعل ها و غیره طراحی شده اند.
آنها به ویژه در صنایع مختلف مانند داروسازی، مهندسی خودرو، مواد غذایی و غیره استفاده می شوند.
این کلیدها را می توان با پمپ ها، بویلرها و سیستم های گرمایشی استفاده کرد.
کلیدهای حرارتی عمدتاً در آشپزخانه ها و رستوران ها برای بررسی دمای غذای در حال پخت استفاده می شوند.
این سوئیچ ها نقش کلیدی در پردازش اطلاعات و حفاظت از تجهیزات دارند.
این نوع سوئیچ ها در طیف گسترده ای از کاربردها مانند تقویت کننده های برق RF، درایوهای موتور، منابع تغذیه و غیره استفاده می شوند.
