فلوتر الکترونيکی یکی از پرکاربرد ترین تجهیزات به کار رفته در مدار فرمان یا تابلو برق صنعتی جهت کنترل سطح مایعات است. این فلوتر از اجزای الکترونیک تشکیل شده و با عنوان های دیگر مانند فلوتر سوئیچ الکترونیکی یا سنسور فلوتر الکترونیکی نیز شناخته می شود.
در این مقاله ابتدا علت استفاده از مدل الکترونیک را بررسی کرده و در ادامه چند مثال از طریقه نصب فلوتر الکترونیکی را شرح می دهیم با فرنام الکتریک همراه باشید.
علت اهمیت استفاده از فلوتر الکترونيکی چیست؟
سطح برخی از مایعات که قابلیت رسانایی برق را دارند، در صنعت باید به طور مداوم بررسی شود.
این کار به کمک فلوتر الکترونیکی قابل انجام است. فلوتر به عنوان یک رله به کار برده می شود و سطح مایعاتی نظیر فاضلاب ها، آب و مواردی از این قبیل را بررسی می کند.
فلوترها در امور صنعتی نظیر تجهیزات بزرگ آب رسانی و آب و فاضلاب بسیار مفید هستند. زیرا نبود آن ها به معنای خرابی زودرس پمپ ها و مخازن و پرداخت هزینه های گزاف است.
فلوترها کاربردهای گوناگونی دارند که بسته به نوع نیاز، قادر خواهید بود یکی از انواع فلوترها را انتخاب کنید. به عنوان مثال از این ابزار برای شناسایی و بررسی جریان آب در مسیر مشخص شده برای آن نیز استفاده خواهد شد.
در این مقاله تلاش خواهیم کرد با زبانی ساده و کاربردی، شما را با فلوترهای الکترونیکی آشنا سازیم. در صورتی که به کسب اطلاعات در این زمینه علاقه‌مند هستید، ادامه متن را از دست ندهید.
کاربرد فلوتر الکترونيکی
در فلوترهای ساچمه‌ای، فلوترهای دو جزئی و فلوترهای مغناطیسی تغییرات سطح مایع باعث جابه‌جایی مکانیکی و در نتیجه باز و بسته شدن پلاتین‌ها می شود. از جمله مشکلات مربوط به این فلوتر ها می توان به ایجاد سوراخ در بدنه ی مخزن، امکان صدمه به آن ها در کنترل مایعات شیمیایی، خیلی داغ، خیلی سرد و غیره اشاره کرد. لازم به ذکر است که ایجاد سوراخ در قسمت‌های جانبی مخزن جهت نصب فلوتر های مکانیکی و شناور با توجه به ابعاد و نوع آن می‌تواند مشکل ساز باشد.
به عنوان مثال کنترل فشار وارد شده بر جداره و آب بندی کردن آن در یک مخزن چند صدهزار لیتری با یک مخزن هزار لیتری بسیار متفاوت است. برای حذف قطعات مکانیکی و مشکلات ناشی از فلوتر های دیگر می توان از فلوتر الکترونيکی استفاده کرد. فلوتر الکترونیک دارای دو بخش رله و الکترود ها بوده که با یکدیگر در ارتباط هستند.
نکته ی مهم در استفاده از فلوتر های الکترونیک میزان هدایت الکتریکی مایع است. به عبارت دیگر در مایعات عایق نمی توانید از فلوترهای الکترونیک استفاده کنید. این فلوتر بر اساس عبور جریان از داخل مایع کار کرده و دارای تعدادی الکترود است. قبل از بررسی مدل‌های مختلف بهتر است عبارت الکترود را تعریف کنیم.
در این مقاله الکترود به معنی فلزی است که برای عبور جریان الکتریکی طراحی شده و داخل مایع قرار می گیرد. این الکترودها در سطح های مختلفی از مایع قرار گرفته و باید در طول مسیر نسبت به یکدیگر عایق باشند. به این ترتیب با قرار دادن الکترودها در ارتفاع‌های مختلف می‌توان سطح مایع را به خوبی مشخص کرد.الکترودها باید به درستی در سطوح مختلف نصب شده و به ترمینال خود روی رله متصل شوند. این الکترودها حامل جریان بوده و مدار الکتریکی آن ها از طریق مایع بسته می شود. در نظر داشته باشید که عبور جریان الکتریکی از داخل مایع باید به صورت کاملا ایمن انجام شود. به همین علت در فلوترهای الکترونیک از یک ولتاژ و جریان بسیار پایین و ایزوله از شبکه‌ی برق استفاده میشود. جریان عبوری از الکترودهای فلوتر الکترونيکی در حد چند میلی آمپر با ولتاژ کمتر از 50 ولت بوده و برای انسان و موجودات زنده هیچ خطری ایجاد نمی‌کند.
قابل ذکر است که جهت جلوگیری از خوردگی در فلزات مخصوصا الکترودها این جریان از نوع متناوب یا AC است.رله فلوتر الکترونيکی داخل تابلو برق نصب شده و به تغذیه نیاز دارد. از ترمینال های دیگر این فلوتر می توان به 5 الکترود و سه کنتاکت فرمان اشاره کرد. قابل ذکر است که ترمینال های فرمان، الکترودها و رله های فرمان با توجه به برند و مدل فلوتر ممکن است به شکل های دیگری نمایش داده شود. اغلب فلوترهای الکترونیک ایرانی دارای سه الکترود بوده و می توانند حد پائین، میانه و حد بالای مخزن را مشخص کنند.
همانطور که اشاره شد فلوترهای الکترونیک از نظر نوع و تعداد الکترودها، نوع و تعداد خروجی‌های الکتریکی و کمیت‌های قابل تنظیم در مدل‌های بسیار متنوعی ساخته می‌شوند. الکترودهای فلوتر باید در طول مسیر نسبت به بدنه‌ی مخزن و الکترودهای دیگر عایق باشد. الکترودها در فلوترهای الکترونیک به دو صورت یک‌پارچه و جداگانه ساخته می‌شوند. در مدل‌های یک‌پارچه، الکترودها با طول‌های مختلف در کنار هم قرار داده شده و نسبت به یکدیگر عایق شده اند.
در نظر داشته باشید فقط چند سانتی متر انتهای الکترودها فاقد عایق بوده و می‌توانند جریان را به داخل مایع تزریق کنند. برای نصب این مجموعه الکترود باید در سطح بالایی مخزن یک سوراخ ایجاد کرده و آن‌ها را وارد مخزن کنیم. برای نصب این مدل نیازی به وارد کردن کابل فرمان به داخل مخزن نبوده و ترمینال ها بیرون از آن قرار دارند. ایراد اصلی این نوع الکترود محدود بودن طول آن‌هاست. به عبارت ساده‌تر نمی‌توان از این الکترودها برای کنترل سطح مایع در مخازن با ارتفاع زیاد استفاده کرد. از مزایای این الکترودها می توان به عدم تاثیر تلاتم مایع و نشت آن به خارج اشاره کرد. به عبارت دیگر در قسمت بالای مخزن می توان از انواع واشر و اتصالات مناسب استفاده کرده و الکترودها را آب بندی کرد.
مهمترین کاربردهای فلوتر الکترونيکی چیست؟
کنترل سطح آب در مخازن
برای این کار حداقل به دو الکترود نیاز داریم که یکی الکترود متصل به ترمینال L برای سنجش پایین‌ترین سطح و دیگری الکترود متصل به ترمینال H برای سنجش بالاترین سطح مطلوب استفاده میشود. در حالت هادی بودن بدنه مخزن، باید به بدنه آن ترمینال مشترک C متصل شود. اما در مخازن غیر هادی و پلاستیکی به الکترود سوم نیاز داریم که در کف مخازن قرار بگیرد و به ترمینال C وصل شود. به این ترتیب در صورت خالی بودن مخزن، فرمان روشن شدن به پمپ داده شده تا آب به مخزن وارد شود. بعد از این که سطح آب به الکترود H رسید، دستگاه فرمان قطع داده و پمپ خاموش خواهد شد. بعد از مصرف آب و رسیدن سطح آن به الکترود L، پمپ دوباره روشن میشود.
حفاظت از پمپ در مقابل بدون آب کار کردن
برای این کار در بیشتر مواقع به دو الکترود نیاز است. مثل حالت قبل در بالاترین سطح آب مورد قبول الکترود متصل به ترمینال H و در پایین ترین سطح آب مجاز الکترود متصل به ترمینال L و در نهایت ترمینال C هم به لوله آب یا به وسیله الکترود سوم، پایین‌تر از الکترود L گذاشته میشود. در این حالت زمانی که آب به الکترود H برسد، ترمینال‌های A2 و A1 به فاز و نول وصل شده و بعد از وصل شدن تغذیه دستگاه، کار سنجش و کنترل شروع میشود. زمانی که دستگاه خاموش باشد یا رله قطع شده باشد، ترمینال‌های 16 به 15 متصل هستند و در زمان روشن بودن دستگاه و وصل شدن رله، ترمینال 15 به 18 متصل و سیگنال خارج شده و در نتیجه روشن میشود. توصیه میکنیم طول سیم متصل به الکترودها به گونه‌ای باشد که در مخازن الکترود H حدود ۴۰ سانتی‌متر زیر سقف مخزن و الکترود L حدود ۴۰ سانتی‌متری کف واقع شود و در چاه آب الکترود H چهار متر بالا پمپ و الکترود L یک متر بالای پمپ باشد.
تنظیم حساسیت فلوتر الکترونیکی
حساسیت دستگاه توسط پیچ ولوم SENSITIVITY قابل تنظیم است. برای آب‌های معمولی و محلول‌ها، بهتر است حساسیت روی حداقل باشد، ولی برای مایعات با هدایت الکتریکی کم مثل آب مقطر می‌توان حساسیت را زیاد نمود. در مواردی که فاصله چاه یا مخزن تا محل دستگاه زیاد باشد و طول سیم‌های ارتباطی الکترودها به دستگاه زیادتر از حد معمول گردد، باید حساسیت بیشتر شود. به‌طور ساده برای تنظیم حساسیت، هر سه الکترود H، C، L در مایع موردنظر قرارگرفته و سپس دسته تنظیم حساسیت در جهت راست‌گرد چرخانده شود تا رله وصل کرده و سیگنال خروجی روشن گردد.