ประเภทสวิตช์ตรวจจับระดับจุด: ส้อมเสียง ความจุไฟฟ้า และลูกลอย

สวิตช์ตรวจจับระดับจุดแบ่งเป็นห้ากลุ่ม ได้แก่ ส้อมเสียง ความจุไฟฟ้า ลูกลอย RF แอดมิตแตนซ์ และออปติคัล แต่ละกลุ่มมีรูปแบบความขัดข้องหลักต่างกัน โดยสองกลุ่มมีปัญหาคราบเกาะร่วมกัน สวิตช์ระดับจุดรายงานว่ามีตัวกลางที่ระดับความสูงหนึ่งหรือไม่ ไม่ได้ให้ค่าระดับต่อเนื่อง ใช้กับงานระดับสูงมาก ระดับต่ำมาก และป้องกันปั๊มสำหรับของเหลวกับของแข็งแห้ง โดยทำงานร่วมกับเครื่องส่งสัญญาณระดับต่อเนื่องที่เป็นอิสระ

จัดกลุ่มสวิตช์ระดับจุดตามสิ่งที่ตรวจจับ

เลือกสวิตช์ระดับจุดจากปริมาณทางกายภาพที่เปลี่ยนเมื่อตัวกลางถึงโพรบ ส้อมเสียงตรวจจับการหน่วงการสั่นของง่าม ส่วนความจุไฟฟ้าและ RF แอดมิตแตนซ์ตรวจจับแอดมิตแตนซ์ไฟฟ้าระหว่างโพรบกับผนังภาชนะที่เปลี่ยนไป ลูกลอยใช้แรงลอยตัวขยับหน้าสัมผัส และออปติคัลตรวจจับการหักเหที่ปลายปริซึม การแบ่งกลุ่มเช่นนี้ช่วยอธิบายว่าทำไมสารเดียวกันจึงทำให้สวิตช์แบบหนึ่งทำงาน แต่อีกแบบตรวจไม่พบ

ด้านเอาต์พุตเหมือนกันทั้งห้ากลุ่ม คือสถานะแบบไม่ต่อเนื่องที่กำหนดทิศทางเมื่อขัดข้องไว้ ไม่มีแบบใดรายงานว่าระดับสูงกว่าโพรบไปเท่าใด จึงใช้แทนเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์ต่อเนื่องสำหรับสินค้าคงคลังหรือการควบคุมไม่ได้ สิ่งที่สวิตช์เพิ่มคือขอบเขตตัดการทำงานที่ชัดเจนและเป็นอิสระ สวิตช์ระดับสูงมากที่ติดเหนือช่วงใช้งานจะตัดเมื่อระดับสูงขึ้น แม้เครื่องส่งสัญญาณ วงจร 4-20 mA หรือการสเกล PLC จะผิด แต่ความเป็นอิสระจะหายไปทันทีเมื่อใช้สาย การ์ดอินพุต หรือแหล่งจ่ายร่วมกับอุปกรณ์ที่ตนสำรองอยู่

เปรียบเทียบความขัดข้องด้วยตารางตัวกลางเดียวกัน

ตารางนี้เป็นเมทริกซ์คัดกรอง ไม่ใช่การจัดอันดับ แสดงเงื่อนไขจำกัดทั่วไปของแต่ละกลุ่มและรูปแบบความขัดข้องที่มักทำให้รายงานสถานะผิด หากตัวกลางไม่ผ่านเงื่อนไขจำกัด ต้องตัดกลุ่มนั้นออกก่อนพิจารณาราคาหรือการเดินสาย

ช่วงเหล่านี้เป็นช่วงคัดกรองทางวิศวกรรมโดยทั่วไป ไม่ใช่ข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ ก่อนตัดสินว่าแต่ละกลุ่มใช้ได้หรือไม่ ให้ยืนยันค่าคงที่ไดอิเล็กทริก ความหนาแน่นรวม ความหนืด และอุณหภูมิกระบวนการของตัวกลางจริงกับเอกสารข้อมูลฉบับปัจจุบันและป้ายชื่ออุปกรณ์ที่ส่งมอบ

สองคอลัมน์สุดท้ายสำคัญมาก: สวิตช์ที่รีเซ็ตขณะถังยังเติมล้นไม่ได้ให้การป้องกันใดเลย งานระดับสูงมากจึงมักเลือกชนิดที่ค้างสถานะได้ เช่น RF แอดมิตแตนซ์และส้อมเสียงที่ตั้งค่าได้ ส่วนออปติคัลหรือลูกลอยแบบไม่ค้างสถานะเหมาะกับการป้องกันปั๊มที่ต้องการเริ่มใหม่อัตโนมัติ

ตัดประเภทที่ไม่เหมาะออกตามตัวกลางและพฤติกรรมคราบเกาะ

เริ่มคัดออกจากตัวกลาง ของเหลวที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำกว่าประมาณ 2 ใช้กับสวิตช์ความจุไฟฟ้าได้ไม่น่าเชื่อถือ เพราะสถานะเปียกกับแห้งใกล้กันจนแยกยาก และต้องสอบเทียบใหม่ทุกครั้งที่เปลี่ยนสารที่เก็บ ไม่ควรใช้ลูกลอยกับของเหลวที่ตกผลึก มีของแข็งปน หรือมีความหนืดเกินประมาณ 1 000 mPa·s เพราะชิ้นส่วนเคลื่อนที่อาจติด ไม่ควรเลือกออปติคัลสำหรับงานที่แข็งตัวหรือตกผลึก เพราะปริซึมที่มีคราบจะรายงานของเหลวที่ไม่มีอยู่แล้ว ส้อมเสียงไม่เหมาะกับผงแห้งเบามากที่ความหนาแน่นต่ำกว่าประมาณ 50 kg/m³ และคราบหนาอาจเชื่อมง่ามจนค้างสถานะเปียกถาวร

นี่เป็นกรณีที่ควรเปลี่ยนวิธีแทนการปรับจูน หากตัวกลางเกาะชิ้นส่วนสัมผัสทุกชิ้น หรือค่าคงที่ไดอิเล็กทริกกับความหนาแน่นรวมเปลี่ยนพร้อมกันตามแบตช์ อุปกรณ์จุดเดียวจะให้สถานะที่เชื่อถือไม่ได้ การปรับความไวหรือเพิ่มเวลาหน่วงไม่เปลี่ยนหลักฟิสิกส์ RF แอดมิตแตนซ์ทนคราบได้ดีกว่าความจุไฟฟ้าธรรมดา แต่ชั้นนำไฟฟ้าก็ยังทำให้การ์ดใช้การไม่ได้

กำหนดจุดตัดจากอัตราเติมและเวลาหน่วงหยุดระบบ

สวิตช์ที่ความสูงถูกต้องก็ยังป้องกันไม่ได้หากของเหลวสูงผ่านไปก่อนวาล์วขาเข้าปิด ตัวอย่างคำนวณจากค่าหน้างานสมมติเพื่ออธิบาย ไม่ใช่ข้อมูลวัดจริงในภาคสนาม: ภาชนะมีพื้นที่ผิวอิสระ 4.0 m² รับของเหลว 1.2 m³/min จึงมีอัตราระดับเพิ่ม (1.2 / 60) / 4.0 = 0.005 m/s หรือ 5.0 mm/s ลำดับหยุดระบบประกอบด้วยการตอบสนองสวิตช์ 0.5 s การสแกนคอนโทรลเลอร์ 0.3 s และระยะเวลาวาล์วเคลื่อนครบช่วง 3.0 s รวม 3.8 s ระหว่างหน่วง ระดับเพิ่ม 5.0 mm/s * 3.8 s = 19.0 mm

• เผื่อคลื่นผิวและความคลาดเคลื่อนการติดตั้ง; เพิ่มเป็นสองเท่าจะได้ 38 mm
• ปัดขึ้นและกำหนดจุดตัดระดับสูงมากให้ต่ำกว่าระดับสูงสุดที่ยอมให้ไม่น้อยกว่า 50 mm จาก 38 mm ปัดเป็น 50 mm จึงเหลือ 12 mm สำหรับความทำซ้ำของจุดตัดและความคลาดเคลื่อนการติดตั้ง
• คำนวณใหม่หากวาล์วใช้เวลานานขึ้นหรืออัตราไหลเข้าเพิ่ม

อัตราไหลเข้าต้องเป็นค่าสูงสุดที่อาจเกิดขึ้นได้จริง และต้องวัดเวลาหน่วงทั้งระบบแทนการใช้เอกสารข้อมูลเพียงฉบับเดียว ปุ่มทดสอบบนสวิตช์ทดสอบเฉพาะอิเล็กทรอนิกส์ ไม่ได้พิสูจน์แบร์ริเออร์ อินพุต PLC หรือวาล์ว การทดสอบพิสูจน์การทำงานต้องทำให้อุปกรณ์ควบคุมปลายทางเคลื่อนจริง

คงความเป็นอิสระของสัญญาณเตือนจากเครื่องส่งสัญญาณต่อเนื่อง

ความเป็นอิสระเป็นคุณสมบัติทางไฟฟ้าและกายภาพ ไม่ใช่แค่ป้ายชื่อ สวิตช์ระดับสูงมากควรมีเส้นทางสาย อินพุต PLC แบร์ริเออร์หรือไอโซเลเตอร์แยก และหากทำได้ก็ควรมีแหล่งจ่ายแยกจากเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์ที่ตนป้องกัน หากใช้การ์ดอินพุตหรือกล่องพักสายร่วมกัน ความขัดข้องครั้งเดียวอาจทำให้สูญเสียทั้งค่าระดับและสัญญาณเตือน แหล่งจ่าย 24 V DC ร่วมที่มีฟิวส์เพียงตัวเดียวเป็นจุดอ่อนที่พบบ่อย

แต่ละประเภทสวิตช์ระดับจุดยังรายงานความขัดข้องต่างกัน อุปกรณ์ NAMUR สองสายส่งสัญญาณสายขาดได้ แต่หน้าสัมผัสรีเลย์ธรรมดาแยกวงจรเปิดจากถังแห้งไม่ได้หากไม่มีการเฝ้าตรวจวงจร ต้องกำหนดทิศทางเมื่อขัดข้องอย่างชัดเจน: งานระดับสูงมากควรตัดเมื่อวงจรไม่มีพลังงาน เพื่อให้สายขาดเกิดสัญญาณเตือนแทนการเงียบ หน้าผลิตภัณฑ์แต่ละสวิตช์ระบุพิกัดโหลดและเอาต์พุตที่มี ส่วนบทความทางเทคนิคเรื่องตรรกะเตือนอธิบายการค้างสถานะและช่วงทดสอบพิสูจน์การทำงาน

ตรวจรายละเอียดการติดตั้ง โหลด และการทดสอบพิสูจน์การทำงาน

สำหรับสวิตช์ระดับจุด การติดตั้งเป็นตัวตัดสินว่าอุปกรณ์ที่เลือกถูกต้องจะทำงานได้จริงหรือไม่ จัดแนวหน้าง่ามตามทิศไหล และติดตั้งเอียงลงจากแนวนอนประมาณ 20° หากรูปแบบรองรับ หากคอท่ออยู่ใกล้จุดเติม ให้ติดแผ่นบังเหนือส้อมประมาณ 200 mm สำหรับตัวกลางหนืด การติดตั้งแนวตั้งลดคราบสะสมได้ ช่องเข้าสายควรหันลง และซีลกระบวนการต้องรองรับความดันกับอุณหภูมิเต็มช่วง รวมถึงสุญญากาศ

• ก่อนใช้เอาต์พุตลูกลอยหรือรีเลย์ซ้ำ ให้ตรวจพิกัดหน้าสัมผัสกับโหลดจริง รวมกระแสกระชาก
• ยืนยันว่าช่องคอท่อให้โพรบเคลื่อนอย่างอิสระและมีพื้นที่ถอดเพียงพอ
• ตรวจสอบช่วงตัดและรีเซ็ตหลังทำความสะอาด เพราะปริซึมเปียกหรือง่ามมีคราบอาจไม่คืนสถานะ
• บันทึกสถานะก่อนทดสอบ ตัวกลางทดสอบ และการตอบสนองอุปกรณ์ควบคุมปลายทาง

บันทึกควรแสดงระดับ สถานะสวิตช์ อินพุต PLC และตำแหน่งวาล์วร่วมกัน

คำถามที่พบบ่อย

Q1. สวิตช์ระดับจุดแบบใดเหมาะกับของเหลวนำไฟฟ้าที่มีคราบเกาะ?

RF แอดมิตแตนซ์พร้อมการ์ดแบบขับสัญญาณมักเป็นตัวเลือกแรก เพราะการ์ดลดผลของชั้นคราบ ส้อมเสียงเป็นทางเลือกที่สองเมื่อความหนืดยังอยู่ระดับปานกลาง ควรตัดความจุไฟฟ้าธรรมดาออก เพราะคราบนำไฟฟ้าทำให้รายงานเปียกถาวร ให้ทดสอบความเหมาะสมกับตัวอย่างมากกว่าหนึ่งชุด

Q2. สวิตช์ระดับจุดใช้แทนเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์ต่อเนื่องได้หรือไม่?

ไม่ได้ สวิตช์ระดับจุดรายงานความสูงเดียว ไม่ให้ค่าระดับ แนวโน้ม หรือสินค้าคงคลังแบบที่เรดาร์ให้ ใช้เป็นชั้นป้องกันระดับสูงมากหรือต่ำมากที่เป็นอิสระ ไม่ใช่การวัดหลัก แยกสาย อินพุต และแหล่งจ่าย เพื่อไม่ให้ความขัดข้องครั้งเดียวทำให้สูญเสียทั้งคู่

Q3. ควรติดสวิตช์ระดับสูงมากต่ำกว่าระดับสูงสุดเท่าใด?

คำนวณจากอัตราเติมสูงสุดและเวลาหน่วงหยุดระบบที่วัดจริง ในตัวอย่าง 5.0 mm/s ตลอด 3.8 s ให้ 19.0 mm เพิ่มเป็นสองเท่าเพื่อเผื่อคลื่นและความคลาดเคลื่อนได้ 38 mm แล้วปัดเป็น 50 mm ใช้อัตราไหลเข้าสูงสุดที่อาจเกิดจริง และวัดทั้งระบบตั้งแต่สวิตช์ตอบสนองจนวาล์วเคลื่อนครบช่วง

Q4. เหตุใดสวิตช์ความจุไฟฟ้าจึงตัดหลังเปลี่ยนสาร?

เพราะสอบเทียบอิงค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของของเหลวเดิม er ที่ต่ำลงทำให้สถานะเปียกกับแห้งใกล้กันและอาจไม่ตรวจพบระดับ ส่วน er ที่สูงขึ้นหรือคราบนำไฟฟ้าอาจทำให้ค้างสถานะเปียก ตรวจสอบใหม่ทุกครั้งที่เปลี่ยนสาร และตัดกลุ่มนี้ออกเมื่อ er ต่ำกว่าประมาณ 2

Q5. สัญญาณเตือนระดับสูงมากควรค้างสถานะหรือรีเซ็ตอัตโนมัติ?

งานป้องกันการเติมล้นควรค้างสถานะและรีเซ็ตด้วยมือ การรีเซ็ตอัตโนมัติอาจล้างสัญญาณเตือนขณะถังยังสูงกว่าจุดตัด จึงเสียการป้องกันก่อนผู้ปฏิบัติงานยืนยันสถานะ แบบไม่ค้างเหมาะกับงานป้องกันปั๊มระดับต่ำมากที่ต้องการเริ่มใหม่อัตโนมัติ ตรวจสอบทั้งสองแบบด้วยการปลดสายตอนส่งมอบ

Q6. การทดสอบพิสูจน์การทำงานต้องแสดงอะไร?

ต้องแสดงว่าทั้งระบบทำงาน: ตัวกลางถึงโพรบ สวิตช์เปลี่ยนสถานะ แบร์ริเออร์กับอินพุต PLC รับรู้ และอุปกรณ์ควบคุมปลายทางเคลื่อน ปุ่มทดสอบตรวจเฉพาะอิเล็กทรอนิกส์ ให้บันทึกระดับ สถานะสวิตช์ สถานะอินพุต และตำแหน่งวาล์ว พร้อมตัวกลางทดสอบและวันที่

สรุป

เลือกประเภทสวิตช์ระดับจุดด้วยการคัดออก: ตัดกลุ่มที่ไม่ผ่านขีดจำกัดไดอิเล็กทริก ความหนาแน่น ความหนืด หรือคราบเกาะของตัวกลาง แล้วตรวจตรรกะรีเซ็ตและความเป็นอิสระทางไฟฟ้าของสัญญาณเตือน ตัวอย่างระดับสูงมากมีการเพิ่ม 5.0 mm/s ตลอดเวลาหน่วง 3.8 s ใช้ระยะเผื่อไป 19.0 mm จึงมีเหตุผลรองรับระยะจุดตัดขั้นต่ำ 50 mm ขั้นตอนถัดไปคือระบุข้อจำกัดตัวกลาง ความสูงจุดตัด ทิศทางเมื่อขัดข้อง และขอบเขตทดสอบในแบบวงจร