فلوتر مغناطیسی

فلوتر مغناطیسی یکی دیگر از تجهیزات کنترل سطح مایعات در مدارهای برق صنعتی است. فلوتر مغناطیسی از قسمت بالای مخزن و به صورت عمودی نصب شده و دارای یک لوله‌ی توخالی و یک یا چند شناور است. لازم به ذکر است که این لوله به نحوی تولید می‌شود که مایع داخل آن نفوذ نکند. طبق تصویر شناورها طوری روی میله قرار می‌گیرند تا به سادگی با تغییر سطح مایع بالا و پایین بروند. در تصویر و در گزینه ی a شناور در بالاترین حد و در گزینه ی b شناور در پایین ترین حد قرار دارد.

ساختار فلوتر مغناطیسی

از نظر ساختمان می توان شناور مغناطیسی را در گروه فلوترهای دو جزئی قرار داد. به عبارت دیگر این فلوتر نیازی به تغذیه نداشته و بخش ترمینال های آن خارج از مخزن قرار می گیرد. داخل لوله ی این فلوتر تعدادی سوئیچ حساس به میدان مغناطیسی یا Reed رله وجود دارد. تعداد این رله ها با توجه به تعداد شناورهای موجود در فلوتر مشخص می شود. شناورهای فلوتر مغناطیسی معمولا از جنس فلز بوده و دارای یک میدان مغناطیسی مانند آهن ربا هستند. به این ترتیب جابه‌جا شدن شناور می‌تواند سوئیچ‌های مغناطیسی داخل لوله را تحریک کرده و باعث شناسایی سطح مایع در مخزن شود. نکته ی مهم در این فلوتر وجود قسمت های برقدار داخل لوله ی آن است. این بخش با مایع در ارتباط نبوده ولی ممکن است بعلت آسیب مکانیکی هنگام نصب یا رخ داد های بعدی دچار مشکل شود. در مدار فلوتر مغناطیسی بهتر است از ولتاژ بسیار پائین و ادوات تشخیص نشتی جریان مانند RCD ها استفاده کنیم.

نحوه عملکرد فلوتر مغناطیسی

ساختمان فلوترهای مغناطیسی بسیار متنوع بوده و ممکن است یک یا چند شناور داشته باشد. در برخی موارد هر شناور تنها یک Reed رله را تحریک کرده و در برخی دیگر یک شناور می تواند چند رله را فعال کند. با استفاده از یک شناور و چند رله می توان سطوح مختلف مایع در مخزن را شناسایی کرد. به عبارت دیگر یک شناور با حرکت خود در طول لوله‌ی فلوتر می‌تواند بیش از یک سوئیچ مغناطیسی را تحریک کرده و پلاتین‌های باز و بسته‌ی متعددی را در اختیار ما قرار دهد. در بخش (a) از تصویر زیر نحوه قرارگیری شناور و تحریک Reed رله را مشاهده می کنید. بخش های (b) و (c) نیز مدل های سه و چهار مرحله ای از فلوتر مغناطیسی را نمایش می دهد. همانطور که مشاهده می کنید در این مدل ها از یک پلاتین چنج آور برای هر موقعیت استفاده شده است. مدل (c) دارای چهار پلاتین چنج آور برای چهار مرحله از سطح مایع بوده و می تواند کنترل بسیار دقیقی را ایجاد کند. این مراحل به ترتیب عبارتند از:

• LL: پائین سطح مایع: با توجه به نوع مدار این فرمان می تواند باعث خاموش یا روشن شدن پمپ شود. در نظر داشته باشید که مدار می تواند برای تخلیه یا پر کردن مخزن باشد.
• L: آلارم تخلیه ی مخزن
• H: سطح مناسب مایع در مخزن
• HH: بالاترین سطح مایع: در این سطح و به منظور جلوگیری از سر ریز یا بالا رفتن بیش از حد فشار باید اقدامات لازم انجام شود.

در تصویر زیر یک نمونه فلوتر مغناطیسی سه مرحله ای را مشاهده می کنید. در این فلوتر از سه شناور و سه Reed رله استفاده شده است. با بالا آمدن سطح مایع ابتدا شناور پائینی تغییر وضعیت داده و یک رله را فعال می کند. با افزایش سطح مایع در ادامه شناور دوم و سوم نیز جابجا شده و سوئیچ های خود را فعال می کنند. همانطور که می دانید این فلوتر به صورت دیجیتال عمل کرده و می تواند به صورت مستقیم در مدار فرمان قرار بگیرد.

مزایا و معایب فلوتر مغناطیسی

با توجه به ساختار فلزی این فلوتر می توان از آن در کنترل سطح مایعات خاص استفاده کرد. از این موارد می توان به کنترل سطح مواد قابل اشتعال، مواد شیمیایی، مواد خیلی داغ یا خیلی سرد اشاره کرد. از طرفی جهت نصب این فلوتر از بالا بوده و نیازی به ایجاد سوراخ در طرفین مخزن نیست. همانطور که می دانید در مخزن های بسیار بزرگ با حجم بالا ایجاد سوراخ از طرفین اصولی نبوده و به ندرت استفاده می شود.

نکته ی دیگر مدل های متفاوت از نظر طول میله ی داخلی است. با افزایش این میله می توان کنترل سطح مایعات را با دقت بیشتری انجام داد. به عنوان مثال یک فلوتر مغناطیسی چهار مرحله ای را با یک فلوتر ساچمه ای یا شناور دو مرحله ای مقایسه کنید. فلوترهای ساچمه ای و شناور مکانیکی معمولا دارای دو حالت حداقل و حداکثر بوده و در صورت نیاز به سیگنال های بیشتر باید تعداد آن را افزایش دهیم. افزایش تعداد فلوترها باعث بالا رفتن هزینه، سخت تر شدن شرایط نصب و غیره می شود. برای رفع مشکلات فوق می توان از یک فلوتر مغناطیسی با طول و سوئیچ های مناسب استفاده کرد.

از معایب این فلوتر می توان به نفوذ مایع بر اساس ضربه یا رخ دادهای دیگر اشاره کرد. نرخ رخ دادن این گونه مشکلات در مقایسه با نمونه های دیگر کمتر بوده و برای حفاظت آن می توان از ولتاژ پائین، ترانس ایزوله و RCD ها استفاده کرد. علاوه بر این جریان مجاز Reed رله ها در مقایسه با رله های مکانیکی کمتر بوده و باید به این نکته توجه کرد. در صورت نیاز به جریان بیشتر می توان از Reed رله ها به منظور راه اندازی رله های فرمان استفاده کرد.

سیم بندی فلوتر مغناطیسی

این فلوتر به صورت دیجیتال بوده و می تواند به صورت مستقیم در مدار فرمان قرار بگیرد. مدار فرمان با استفاده از فلوتر مغناطیسی می تواند به منظور کار کردن پمپ و یا باز و بستن شیرهای برقی باشد. در این روش از پلاتین های حد بالا و حد پائین به منظور روشن و خاموش کردن کنتاکتور و از سوئیچ های میانی به منظور فعال کردن آلارم ها استفاده می شود. نمونه ی ساده ی یک مدار فرمان با کنترل فلوتر ساچمه ای را می توانید در مقالات قبلی مشاهده کنید. در صورتی که تعداد سوئیچ های فلوتر مغناطیسی بیش از دو حالت مثلا سه یا چهار سطح باشد، می توان از آن در مدارهای پیچیده تر نیز استفاده کرد. به عنوان مثال روشن و خاموش کردن یک درایو و تغییر سرعت آن به صورت باینری را در نظر بگیرید. در این روش با استفاده از سوئیچ های دیجیتال فرکانس درایو به شکل مولتی اسپید تغییر داده می شود.