مفتاح التشغيل

مقاييس ضغط الزيت من مورفي مزودة بمفاتيح تعمل عند انخفاض الضغط

مفتاح الضغط هو نوع من المفاتيح التي تُشغّل دائرة كهربائية عند بلوغ ضغط سائل مُحدد على مدخلها. يُمكن تصميم المفتاح بحيث يُفعّل الدائرة إما عند ارتفاع الضغط أو عند انخفاضه. تُستخدم مفاتيح الضغط على نطاق واسع في الصناعة للإشراف والتحكم التلقائي في الأنظمة التي تستخدم السوائل المضغوطة.

يستخدم نوع آخر من مفاتيح الضغط للكشف عن القوة الميكانيكية؛ فعلى سبيل المثال، تُستخدم سجادة حساسة للضغط لفتح الأبواب تلقائيًا في المباني التجارية. كما تُستخدم هذه المستشعرات في تطبيقات أنظمة الإنذار الأمني ، مثل الأرضيات الحساسة للضغط.

البناء والأنواع

يحتوي مفتاح الضغط المستخدم لاستشعار ضغط السوائل على كبسولة أو منفاخ أو أنبوب بوردون أو غشاء أو مكبس، يتشوه أو ينزاح بما يتناسب مع الضغط المُطبق. تُنقل الحركة الناتجة، إما مباشرةً أو عبر أذرع مُضخِّمة، إلى مجموعة من نقاط التلامس. ولأن الضغط قد يتغير ببطء، بينما يجب أن تعمل نقاط التلامس بسرعة، يُستخدم نوع من آليات تجاوز المركز، مثل مفتاح صغير سريع الاستجابة، لضمان سرعة تشغيلها. يستخدم أحد أنواع مفاتيح الضغط الحساسة مفاتيح زئبقية مثبتة على أنبوب بوردون؛ حيث يوفر وزن الزئبق المتحرك خاصية تجاوز المركز المفيدة.

قد يكون مفتاح الضغط قابلاً للتعديل، إما بتحريك نقاط التلامس أو بضبط شد زنبرك التوازن. قد تحتوي مفاتيح الضغط الصناعية على مقياس ومؤشر معايرين لعرض نقطة ضبط المفتاح. يتميز مفتاح الضغط بخاصية التخلف ، أي نطاق فرق الضغط حول نقطة ضبطه، والمعروف باسم النطاق الميت للمفتاح ، والذي لا تؤثر فيه التغيرات الطفيفة في الضغط على حالة نقاط التلامس. تسمح بعض الأنواع بضبط فرق الضغط. [ 1 ]

يمكن تصميم عنصر استشعار الضغط في مفتاح الضغط بحيث يستجيب لفرق ضغطين. وتُعدّ هذه المفاتيح مفيدة عندما يكون الفرق كبيرًا، على سبيل المثال، للكشف عن انسداد مرشح في نظام إمداد المياه. ويجب تصميم المفاتيح بحيث تستجيب فقط لفرق الضغط، ولا تُفعّل بشكل خاطئ عند حدوث تغيرات في ضغط الوضع المشترك.

قد تتراوح قدرة تحمل نقاط تلامس مفتاح الضغط من بضعة أعشار من الأمبير إلى حوالي 15 أمبير، مع وجود قيم أقل في المفاتيح الأكثر حساسية. غالبًا ما يقوم مفتاح الضغط بتشغيل مرحل أو جهاز تحكم آخر، ولكن بعض الأنواع يمكنها التحكم مباشرةً في المحركات الكهربائية الصغيرة أو الأحمال الأخرى.

بما أن الأجزاء الداخلية للمفتاح معرضة لسائل العملية، يجب اختيارها بحيث توازن بين المتانة والعمر الافتراضي من جهة، والتوافق مع سوائل العملية من جهة أخرى. على سبيل المثال، تُستخدم الأغشية المطاطية عادةً عند ملامستها للماء، ولكنها تتلف بسرعة إذا استُخدمت في نظام يحتوي على زيت معدني.

تُزود المفاتيح المصممة للاستخدام في المناطق الخطرة التي تحتوي على غازات قابلة للاشتعال بغلاف واقٍ لمنع حدوث شرارة كهربائية عند نقاط التلامس من إشعال الغاز المحيط. وقد يُشترط أيضاً أن تكون أغلفة المفاتيح مقاومة للعوامل الجوية، أو مقاومة للتآكل، أو قابلة للغمر.

يشتمل مفتاح الضغط الإلكتروني على نوع من محولات الضغط (مقياس إجهاد، عنصر سعوي، أو غير ذلك) ودائرة داخلية لمقارنة الضغط المقاس بنقطة ضبط محددة. قد توفر هذه الأجهزة دقة وتكرارية وضبطًا أفضل من المفتاح الميكانيكي.

هوائي

تشمل استخدامات مفاتيح الضغط الهوائي ما يلي:

  • قم بتشغيل مضخة مياه البئر المنزلية تلقائيًا عند سحب المياه من خزان الضغط.
  • إيقاف تشغيل ضاغط الغاز الذي يعمل بالكهرباء عند الوصول إلى ضغط محدد في الخزان
  • إيقاف تشغيل ضاغط الغاز، كلما لم يكن هناك تغذية في مرحلة السحب.
  • التحكم في شحن الخلية داخل البطارية
  • تشغيل ضوء الإنذار في قمرة قيادة الطائرة إذا كان ضغط المقصورة (بناءً على الارتفاع) منخفضًا بشكل حرج.
  • خراطيم مملوءة بالهواء تُفعّل المفاتيح عند مرور المركبات فوقها. شائعة الاستخدام في عدّ حركة المرور وفي محطات الوقود.

هيدروليكي

تُستخدم مفاتيح الضغط الهيدروليكي في السيارات لأغراضٍ متعددة، منها التنبيه في حال انخفاض ضغط زيت المحرك عن المستوى الآمن، أو التحكم في قفل محول عزم الدوران في ناقل الحركة الأوتوماتيكي . قبل ستينيات القرن الماضي، كان يُستخدم مفتاح ضغط في دائرة الكبح الهيدروليكي للتحكم في الطاقة المُغذية لأضواء الفرامل؛ أما السيارات الحديثة فتستخدم مفتاحًا يُفعّل مباشرةً بدواسة الفرامل.

في أنظمة التحكم بالغبار (مرشحات الأكياس)، يُركّب مفتاح ضغط على رأس المرشح، يُطلق إنذارًا عند انخفاض ضغط الهواء فيه عن الحد الأدنى المطلوب. كما يُمكن تركيب مفتاح ضغط تفاضلي على عنصر المرشح لاستشعار أي انخفاض في الضغط، مما يُشير إلى ضرورة تنظيف المرشح أو استبداله.

أمثلة

حصيرة حساسة للضغط

تُصدر السجادة الحساسة للضغط إشارة تلامس عند تطبيق قوة في أي مكان ضمن مساحتها. بعض السجادات تُصدر إشارة واحدة، بينما يُمكن لبعضها الآخر تحديد موضع القوة المُطبقة داخل السجادة. يُمكن استخدام السجادات الحساسة للضغط لتشغيل الأبواب الكهربائية، أو كجزء من نظام تعشيق لضمان خلوّ مُشغّلي الآلات من المناطق الخطرة في العملية قبل بدء تشغيلها. كما يُمكن استخدامها للكشف عن الأشخاص الذين يمرون فوق نقطة مُحددة، كجزء من نظام إنذار أمني ، أو لحساب الحضور، أو لأغراض أخرى.

انظر أيضاً

مراجع

  1. بيلا ج. ليبتاك (محرر)، دليل مهندسي الأجهزة، الطبعة الرابعة، مطبعة سي آر سي، 2003، رقم ISBN 1420064029 الصفحات 790-793