机械压力开关工作原理
机械压力开关的工作原理基于机械结构将压力变化转换为电气触点的动作,从而实现压力监控或控制。
其核心过程可分为以下几个步骤:
1. 压力感知与传递
压力感应元件:(如膜片或活塞)直接接触被测介质(气体/液体)。当介质压力变化时,感应元件发生形变或位移:
膜片:弹性膜片受压后向一侧弯曲。
活塞:受压后沿轴线移动,传递直线位移。
2. 机械力与弹簧力的平衡
感应元件的形变或位移会推动机械传动机构如杠杆、连杆或推杆。
弹簧调节机构预先设定了一个触发压力阈值,例如启动压力或停机压力,当介质压力产生的力超过弹簧预紧力时,机械机构开始动作。当压力降低到低于弹簧复位力时,机构返回初始位置。
3. 触点动作与控制信号
机械传动机构的位移最终作用于电气触点系统,如微动开关或机械开关:
压力达到设定值:传动机构推动触点闭合(常开触点NO)或断开(常闭触点NC)。
压力恢复至安全范围:弹簧力使机构复位,触点状态恢复。
4. 典型工作流程
以膜片式压力开关为例:
1. 加压过程:介质压力作用在膜片上,膜片向弹簧侧弯曲。当压力足够大时,膜片推动推杆克服弹簧阻力。 推杆触发微动开关,常开触点闭合,电路导通(例如启动压缩机)。
2. 减压过程:压力降低时,弹簧逐渐复位,推杆回缩。 微动开关触点断开,电路切断(例如停止压缩机)。
5. 什么是回差?
开关的触发压力与复位压力之间的差值,防止压力波动导致频繁通断。
例如:设定触发压力为6bar,复位压力为4 bar,回差为2 bar。 机械压力开关的回差一般为触发压力的5%~10%,以实际的压力范围为准。
6. 触点类型
机械压力开关一般有单刀双掷(SPDT)和双刀双掷(DPDT)两种。根据实际使用工况选择。
单刀双掷(SPDT):可切换两种电路状态(常开/常闭)。
双刀双掷(DPDT):同时控制两组电路,适用于复杂控制。
7. 机械寿命
触点动作次数有限(通常数万至百万次),受材料和负载电流影响。
8. 选型
8.1 需要确定开关工作的工作点的压力,是上升压力动作,还是下降压力动作。
8.2 需要确定是常开还是常闭。
8.3 需要确认测量液体是否具备腐蚀性。
8.4 需要确认密封类型。
8.5 需要确认螺纹规格。
8.6 一般出线有赫斯曼和直出快插,需要确认电气连接方式
8.7 需要确认电路负载的功率,一般机械压力开关负载为220VAC,3A/5A, 24VDC/3A