فلوتر الکترونیکی
فلوتر الکترونیکی
فلوتر الکترونیک یا الکترونیکی 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. در ویدئوی زیر الکترودهای مربوط به فلوتر الکترونیک داخل یک ظرف شیشه ای قرار داده شده است. همانطور که مشاهده می کنید با ریختن آب در این مخزن؛ ارتباط الکتریکی بین الکترودها برقرار شده و رله تغییر وضعیت می دهد. این روند هنگام خالی شدن مخزن به صورت عکس خواهد بود.
مزایا و کاربرد فلوتر الکترونیک
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 الکترونیک استفاده کرد. فلوتر الکترونیک دارای دو بخش رله و الکترود ها بوده که با یکدیگر در ارتباط هستند. به عنوان مثال در تصویر زیر یک نمونه فلوتر الکترونیک ABB را مشاهده میکنید.
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 الکترونیک 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 الکترونیک داخل تابلو برق نصب شده و به تغذیه نیاز دارد. طبق تصویر زیر ترمینال های تغذیه ی فلوتر به صورت A1 و A2 مشخص می شود. 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. در تصویر زیر الکترودهای یک پارچه را مشاهده می کنید.
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.
در تصویر یک نمونه از الکترودهای تکی را مشاهده میکنید. تعداد این الکترودها به نوع فلوتر بستگی داشته و میتواند دو، سه و یا بیشتر باشد. برای نصب الکترودهای تکی در مخزن از سیم یا کابل با طولهای مختلف استفاده می شود. این کابل باید به نحوی باشد تا در طول مسیر الکترودها نسبت به یکدیگر و بدنهی مخزن عایق شوند. قابل ذکر است که در صورت فلزی بودن بدنهی مخزن میتوان سیم یکی از الکترودها با عنوان الکترود مشترک را به بدنه متصل کرد. با این کار بدنهی مخزن نقش الکترود مشترک را پیدا کرده و نیازی به وارد کردن سیم و الکترود مشترک به داخل مایع نمیباشد.
نقشه مدار فرمان فلوتر الکترونیکی
در فلوترهای الکترونیک تعداد و نوع پلاتینها از نظر نرمال باز، نرمال بسته و یا چنج آور متفاوت است. تعداد پلاتینها در اصل با تعداد الکترودها و سطحهای قابل کنترل رابطهی مستقیم داشته و باید به درستی انتخاب شود. طریقه نصب فلوتر الکترونیکی در مدار فرمان شباهت زیادی به مدل های ساچمه ای و مکانیکی دارد. نکته ی بسیار مهم در فلوترهای الکترونیک نیازمندی آن ها به تغذیه است. به عنوان مثال در تصویر نقشه مدار فرمان چند فلوتر الکتریکی با دو، سه و پنج الکترود برای کنترل یک یا چند پمپ را مشاهده میکنید. صدور فرمان پر کردن یا خالی کردن مخزن با توجه به وضعیت پلاتینهای فلوتر یا N.O و N.C مشخص میشود.
مدار فرمان با دو الکترود جهت خالی کردن مخزن
مدار زیر شامل دو بخش قدرت و فرمان است. مدار قدرت در سمت راست قرار گرفته و مربوط به یک الکتروپمپ سه فاز می باشد. حفاظت اتصال کوتاه این مدار بر عهده ی فیوز و حفاظت اضافه بار آن بر عهده ی بی متال است. در این مدار از یک کنتاکتور سه فاز به منظور روشن و خاموش کردن مدار استفاده می شود. مدار فرمان فلوتر الکترونیک به صورت تکفاز بوده و توسط یک فیوز حفاظت می شود. در ابتدا اتصال فاز و نول به ترمینال های تغذیه ی فلوتر یا A1 و A2 را مشاهده می کنید. در این مدار سیم نول به ترمینال A2 فلوتر و یک سمت بوبین کنتاکتور متصل شده است.
از آنجایی که این مدار کاملا اتوماتیک است هیچ شستی استارت و استپی در مسیر فلوتر و کنتاکتور قرار ندارد. با پر شدن مخزن ارتباط الکتریکی بین الکترودهای C و MIN برقرار شده و فلوتر پلاتین N.O خود را می بندد. بسته شدن این پلاتین باعث روشن شدن بوبین و در نهایت الکتروپمپ خواهد شد. در این مدار کار کردن پمپ تا قطع ارتباط بین الکترودهای C و MIN ادامه پیدا می کند. به منظور کنترل بهتر می توان در مسیر تغذیه فلوتر یا پلاتین نرمال باز آن از یک کلید فرمان دو حالته استفاده کرد. توجه داشته باشید که قطع برق باعث از کار افتادن این مدار نشده و باید مسائل ایمنی را در آن راعایت کنیم.
مدار فلوتر الکترونیکی با سه الکترود جهت پر کردن مخزن
مدار قدرت این نقشه همانند مدل قبلی شامل فیوز، کنتاکتور، بی متال و یک الکتروپمپ سه فاز است. در بخش فرمان نیز از یک فاز و نول جهت تغذیه ی فلوتر استفاده شده است. این فلوتر دارای دو پلاتین چنج آور بوده که می توان از آن ها در مدار استفاده کرد. همانطور که مشاهده می کنید ترمینال مشترک یا 15 کنتاکت فرمان فلوتر به A1 یا همان فاز متصل شده است. ترمینال 16 یا نرمال بسته ی فلوتر پس از عبور از پلاتین N.C بی متال به بوبین کنتاکتور خواهد رسید.
در این مثال از پمپ به منظور پر کردن مخزن استفاده می شود. برقراری ارتباط بین تمام الکترودها به معنی پر شده مخزن بوده و در این حالت فلوتر با باز کردن کنتاکت فرمان بوبین کنتاکتور را قطع می کند. با کاهش سطح آب مخزن ارتباط بین الکترودها قطع شده و فلوتر مجدد پمپ را راه اندازی می کند. در این مثال نیز از پلاتین پایدار کننده در کنتاکتور استفاده نمی شود. به منظور کنترل بهتر می توان از یک سلکتور سوئیچ یا کلید فرمان دو حالته در مسیر تغذیه یا مدار فرمان فلوتر استفاده کرد.
جهت مطالعه ده ها مقاله ی تخصصی دیگر، بخش مقالات آموزش مدار فرمان را مشاهده کنید.
مدار فرمان با پنج الکترود
نقشه زیر مربوط به مدار فرمان یک فلوتر الکترونیک با پنج الکترود و سه کنتاکت فرمان است. از این کنتاکت ها می توان به منظور کنترل الکتروپمپ و صدور انواع آلارم استفاده کرد. داشتن پنج الکترود در مخزن باعث کنترل دقیق تر سطح مایع می شود. همانطور که مشاهده می کنید ترمینال های A1 و A2 به منظور تغذیه فلوتر به فاز و نول متصل شده است. در این مسیر یک فیوز ذوب شونده وظیفه ی حفاظت تغذیه را بر عهده دارد. کنتاکت های فرمان همگی به فاز یک یا L1 متصل شده و به سمت مدار فرمان می روند. توصیه می شود در طراحی نقشه حتما مسائل ایمنی و حفاظتی را در نظر بگیرید. به عنوان مثال بهتر بود کنتاکت های فرمان و تغذیه در این مدار فرمان دارای یک فیوز و سوئیچ باشند.
این فلوتر دارای پنج الکترود شامل مشترک یا C، آلارم یک یا AL1، حداقل یا MIN، حداکثر یا MAX و آلارم دو یا AL2 می باشد. با این شرایط می توان از پلاتین چنج آور به منظور کنترل پمپ و از پلاتین های نرمال بسته به منظور صدور آلارم های حداقل و حداکثر استفاده کرد. البته این موارد می تواند با توجه به تنظیمات فلوتر و نظر شما در طراحی مدار تغییر کند. در اولین قدم باید هدف از نصب فلوتر را مشخص کنیم. در بخش های قبلی شرح داده شد که یک فلوتر می تواند به منظور جلوگیری از خشک کار کردن پمپ، جلوگیری از سر ریز مخزن و یا هردو استفاده شود.
مدار دو فلوتر الکترونیکی با سه الکترود
به منظور کنترل سطح مایعات ممکن است از چند فلوتر در مدار فرمان استفاده شود. به عنوان مثال در تصویر زیر مدار فرمان و قدرت دو الکتروپمپ را مشاهده می کنید. پمپ سمت چپ در این مدار وظیفه ی پر کردن مخزن و پمپ سمت راست وظیفه ی تخلیه ی آن را دارد. در این مدار از دو فلوتر الکترونیک و سه الکترود استفاده شده است. در مدار فرمان سیم فاز پس از فیوز وارد ترمینال A1 و ترمینال شماره 13 هردو فلوتر شده است. این دو فلوتر از پلاتین نرمال باز یا N.O به منظور کنترل پمپ ها استفاده می کنند. خروجی کنتاکت های فرمان با شماره 14 به بوبین کنتاکتور مربوطه متصل شده است. سیم نول نیز به صورت مشترک ترمینال های A2 و سمت دیگر بوبین کنتاکتورها را تغذیه می کند.
همانطور که مشاهده می کنید الکترود مشترک یا C هر دو فلوتر یکی بوده و در پائین ترین سطح مخزن قرار دارد. در صورتی که بدنه ی مخزن فلزی باشد می توان سیم مشترک را به بدنه متصل کرده و الکترود آن را حذف کرد. در صورت خالی بودن مخزن ارتباط بین الکترود مشترک یا C و الکترود حداکثر یا MAX در فلوتر سمت چپ قطع می شود. در این حالت الکتروپمپ سمت چپ روشن شده و مخزن را پر می کند. این کار تا برقرار شدن ارتباط الکترود مشترک و حداکثر ادامه پیدا می کند.
با پر شدن مخزن و برقراری ارتباط بین الکترود مشترک و حداقل یا MIN در فلوتر سمت راست، پروسه ی تخلیه ی آغاز خواهد شد. این روند نیز تا قطع ارتباط بین الکترودها ادامه پیدا می کند. در صورتی که ورودی و خروجی به مخزن یکسان باشد هردو پمپ به کار خود ادامه می دهند. این مدار دارای حفاظت از خشک کار کردن و سر ریز مخزن است. به عبارت دیگر در صورت افزایش بیش از حد سطح مایع در مخزن پمپ ورودی خاموش خواهد شد. این روند برای تخلیه نیز صادق بوده و در صورت تخلیه ی بیش از حد مایع از مخزن، پمپ خروجی خاموش می شود.
انتخاب فلوتر الکترونیکی مناسب
قبل از تهیهی فلوتر الکترونیک باید تغذیه، کمیتهای قابل تنظیم، تعداد الکترودها و طول کابل قابل اتصال به الکترودها را با توجه به تأسیسات تعیین کنیم. از نظر ولتاژ تغذیه این قطعه میتواند به صورت تک رنج و یا U.C با یک بازهی ولتاژ به صورت AC و DC انتخاب شود. محل اتصال ولتاژ تغذیه معمولا با ترمینالهای A1 و A2 مشخص میشود.
کمیتهای قابل تنظیم با توجه به برند و مدل متفاوت بوده و میتواند شامل حساسیت، زمان تأخیر در وصل، زمان تأخیر در قطع و تغییر وضعیت پلاتین باشد. میزان حساسیت بر اساس مقاومت روی بدنهی فلوتر درج شده و با یک ولوم، قابل تنظیم میباشد. این ولوم با عبارت Sence و مقادیر متفاوت بر حسب اهم یا کیلو اهم مشخص میشود. این کمیت در اصل به نوع مایع و میزان هدایت الکتریکی آن بستگی داشته و بعد از سیمبندی و وصل تغذیه حتما باید تنظیم شود. زمانهای تأخیر در قطع و تأخیر در وصل میتواند به صورت ثابت و یا قابل تنظیم باشد. در مدلهای قابل تنظیم معمولا دو ولوم روی بدنهی فلوتر الکترونیک تعبیه شده است. این ولومها با عبارت های On-Delay و Off-Delay بر حسب ثانیه مشخص میشوند.
در قسمت قبل اشاره شده که استفاده از فلوتر برای صدور فرمان پر کردن و یا تخلیه کردن مخزن به نوع پلاتین آن بستگی دارد. در صورت استفاده از فلوترهای معمولی باید بر اساس نوع دستور از پلاتین بسته و یا باز آن استفاده کنیم اما در فلوترهای قابل تنظیم میتوان وضعیت صدور فرمان را با یک کلید از روی بدنه تغییر دارد. در این مدلها دیگر پلاتینهای متعدد روی دستگاه وجود نداشته و سیمبندی سادهتر میشود.
تعداد الکترودهای فلوتر الکترونیک میتواند بین دو تا پنج عدد بوده و با توجه به برند و مدل آن انتخاب شود. در نظر داشته باشید که هر یک از این الکترودها دارای ترمینال مشخصی روی بدنهی فلوتر بوده و از نظر موقعیت نیز باید به صورت صحیح در مخزن قرار داده شود. طبق تصویر الکترود مشترک یا C در پایین ترین نقطه قرار داشته و در صورت فلزی بودن بدنهی مخزن میتواند به آن متصل شود. الکترود حداقل یا MIN در پایین سطح کنترلی و الکترود حداکثر یا MAX در بالاترین سطح نصب خواهد شد. طول کابل قابل اتصال به الکترودها با توجه به ولتاژ و جریان خروجی فلوتر تعیین میشود. این مقدار با توجه به برند و مدل میتواند بین 10 تا 1000 متر متغیر باشد.
سلام وقت بخیر ممنون از مطالب خوبتون..یک خونه باغ داریم که قراره برقش خورشیدی بشه و پمپمونو خودکار کنیم…دنبال این فلوتر ها هستم برای یک تانکر فلزی چهارهزار لیتری.. که پمپ رو کنترل کنه تا تانکر خالی نشه..چاه اب هم داریم…چه نوع فلوتری میتونیم استفاده کنیم؟برای روشن و خاموش کردن یک پمپ؟..و از کجا تهیه کنیم…ممنون میشم راهنمایی کنید
سلام. هم فلوتر ساچمه ای و هم الکترونیک میتونید استفاده کنید. در اکثر فروشگاه های تجهیزات الکتریکی موجوده. اگر به اطلاعات بیشتری نیاز داشتید لطفا در تلگرام با شماره ی ۰۹۹۰۲۵۳۹۳۱۹ در ارتباط باشید.
سلام
جهت یک دستگاه نیاز به فلوتری دارم که سه سطح رو برام بسنجه و با L فرمان وصل پمپ و با H فرمان قطع پمپ و با یک الکترود پایین تر از L فرمان قطع سیستم رو تا زمان رسیدن آب به سطح L یا H بده اگر ممکنه راهنمایی بفرمایید
با سپاس
۰۹۱۲۲۳۵۰۱۰۸
سلام وقت بخیر. باید کاتالوگ تجهیزات رو بررسی کنید. در واقع شما به دو کنتاکت نیاز دارید. برندهای معمول فقط یک کنتاکت دارن