فلوسوئیچ فشاری چیست و چه فرقی با Flow Switch معمولی دارد؟

فلوسوئیچ فشاری وجود جریان را از روی اختلاففشار (ΔP) روی یک عنصر مقاومتی مانند اورفیس/کویل تشخیص میدهد؛ در حالیکه فلو سوئیچهای معمولی حرکت سیال را با پره/حرارتی حس میکنند.

چگونه Setpoint را تنظیم کنیم؟

ابتدا Qmin را تعیین کنید، سپس ΔP متناظر با Qmin را از دیتاشیت/آزمایش استخراج کرده و ستپوینت را برابر همان مقدار قرار دهید. Deadband ۱۰–۲۰٪ و تاخیر ۱–۵ ثانیه در PLC برای حذف پالس توصیه میشود.

برای سیستمهای پالسدار چه تدابیری لازم است؟

استفاده از دمپر پالس/اوریفیس خفهکن، افزایش Deadband و افزودن تاخیر زمانی در PLC (۱–۵ ثانیه) به همراه کابلکشی شیلددار و Snubber برای بارهای القایی.

کدام نوع برای فیلتر هوا/هوای فشرده مناسبتر است؟

DP سوئیچ دوپورت (ΔP High/Low) بهترین تشخیص برای گرفتگی فیلتر را فراهم میکند و آلارم قابل اعتمادی ارائه میدهد.

دوره کالیبراسیون و تست چقدر است؟

بسته به حساسیت کاربرد، معمولاً سالانه کالیبراسیون و فصلی تست عملکرد کنتاکتها (N.O/N.C) انجام میشود؛ برای UL/FM در آتشنشانی ممکن است دورههای کوتاهتری الزام شود.

فلوسوئیچ فشاری برای سیالات غلیظ مناسب است؟

بهشرط لحاظ اثر ویسکوزیته بر ΔP و انتخاب رنج/متریال مناسب بله؛ برای دقت بیشتر در روغنهای غلیظ، سنسورهای درونخطی یا پرهای کالیبرهشده نیز گزینهاند.

فلوسوئیچ فشاری (دیفرانسیلی) با اتکا به اختلاف‌فشار (ΔP) وجودِ جریان کافی را تأیید می‌کند. در این راهنما: اصول کار، انواع مکانیکی/الکترونیکی/DP، معیارهای انتخاب و سایزینگ، نصب و سیم‌کشی، تنظیم و کالیبراسیون، کاربردها، مزایا/معایب و جداول مقایسه برند/مدل.

فلوسوئیچ فشاری یا دیفرانسیلی (Differential Pressure Flow Switch)

Q: در محیطهای انفجاری چه باید کرد؟

از نسخههای دارای گواهی ATEX/IECEx (Ex d/Ex ia/Ex e) با کلاس دمای مناسب استفاده کنید؛ نصب و سیمکشی باید مطابق دستورالعمل منطقه خطر باشد.

اصول ΔP و Q، انواع، انتخاب و سایزینگ، نصب/سیم‌کشی، کالیبراسیون، کاربردها، مزایا/معایب، عیب‌یابی و مقایسه برند/مدل

مقدمه

فلوسوئیچ فشاری ابزار تشخیص «وجود جریان کافی» بر پایه اختلاف‌فشار (ΔP) است. به‌جای حس مستقیم سرعت/دبی، از افت‌فشار روی یک عنصر مقاومتی (اورفیس، ونتوری، فیلتر، کویل) به‌عنوان نشانه جریان استفاده می‌کند و با تغییر وضعیت کنتاکت (N.O/N.C، SPDT/DPDT) یا خروجی دیجیتال/آنالوگ، اینترلاک‌های ایمنی و آلارم‌های فرایندی را فعال می‌سازد.

تعاریف و تفاوت‌های کلیدی

تجهیز	آن‌چه می‌سنجد	نقطه عملکرد	کاربرد نمونه
Pressure Switch (پرشرسوئیچ)	فشار مطلق/گیج	Pswitch (بالا/پایین)	حفاظت پمپ/کمپرسور
Flow Switch (فلو سوئیچ)	حرکت سیال (پره/حرارتی)	Qmin	HVAC/چیلر/برج
Pressure Flow Switch	ΔP به‌عنوان شاخص جریان	ΔP@Qmin	اورفیس/فیلتر/کویل
DP Switch (دوپورت)	ΔP خالص High/Low	Setpoint ΔP	گرفتگی فیلتر/داکت

اصول فیزیکی و معادلات پایه

برای سیالات تراکم‌ناپذیر (آب/روغن) رابطهٔ تقریبی ΔP ∝ Q² برقرار است؛ لذا اگر Qmin مورد نیاز را بدانیم، می‌توان ΔP@Qmin را از دیتاشیت/آزمایش استخراج و فلوسوئیچ فشاری را روی همان مقدار تنظیم کرد. در گازها اثر تراکم‌پذیری، پالس فشار و رزونانس باید با دمپر/تاخیر/فیلتر لحاظ شود.

رابطه مرجع (ساده‌شده):

ΔP = K · Q² → Q = √(ΔP / K)

K تابع هندسه/ضریب افت عنصر محدودکننده و خواص سیال (چگالی/ویسکوزیته) است.

انواع فلوسوئیچ فشاری

مکانیکی (دیافراگمی/پیستونی): بدون تغذیه، اقتصادی؛ هیسترزیس بیشتر و حساسیت به جهت نصب.
دیفرانسیل‌پرشر سوئیچ دوپورت: ΔP خالص High/Low؛ ایده‌آل برای فیلتر/کویل/داکت؛ نیازمند خطوط پالس تمیز/کوتاه.
الکترونیکی (سنسور + رله/ترانزیستور): تنظیم دیجیتال، نمایشگر، تاخیر نرم‌افزاری، خروجی 4–20 mA/PNP/NPN/رله؛ دقت/تکرارپذیری بالا.
یکپارچه با ونتوری/اورفیس اختصاصی: سایزینگ دقیق و پاسخ سریع؛ CAPEX بالاتر.
ضدانفجار (ATEX/IECEx): برای Zone 1/2؛ قیود نصب/سیم‌کشی مطابق دستورالعمل.

معیارهای انتخاب و سایزینگ

پارامتر	دامنه/توضیح	نکته مهندسی
رنج ΔP	از پاسکال تا ده‌ها بار	ست‌پوینت در 30–70٪ رنج کارکرد برای پایداری
Deadband/هیسترزیس	۵–۲۰٪ رنج	برای حذف چَتِر کافی باشد
دقت/تکرارپذیری	تا ±۱–۲٪ FS (الکترونیکی)	تکرارپذیری برای آلارم حیاتی مهم‌تر است
متریال/IP	316L/برنج، NBR/EPDM/PTFE؛ IP65–67	سازگار با سیال/خورندگی/دما انتخاب شود
دما/ویسکوزیته	-20…+120°C نمونه	ΔP تابع ویسکوزیته است → تصحیح لازم
برق/خروجی	SPDT/DPDT، PNP/NPN، رله، 4–20 mA	Inrush موتور/کنتاکتور لحاظ شود
استانداردها	UL/FM، CE، ATEX/IECEx	مطابق پروژه/منطقه ضروری است

نمونه محاسبه (Case Study)

حفاظت اواپراتور چیلر آب: Qmin = 12 m³/h → از دیتاشیت اورفیس، ΔP@Qmin ≈ 18 kPa.

انتخاب سوئیچ ΔP رنج 0–50 kPa، دقت 2٪ FS، IP65، بدنه استیل/برنج.
Setpoint = 18 kPa، Deadband ≈ 3 kPa، Delay PLC = 2 s برای حذف گذرای راه‌اندازی.
Snubber برای کنتاکتور/شیر برقی و کابل شیلددار برای EMC.

نصب (Piping) و سیم‌کشی (Wiring)

محل نصب نزدیک عنصر ΔP، خطوط پالس کوتاه و تمیز، لرزش کم.
جهت‌گذاری طبق دستور سازنده (برای دیافراگمی‌ها اثرگذار است).
در مایعات: حذف حباب؛ در گازها: جلوگیری از ورود مایع به خطوط.
آب‌بندی رزوه با نوار/خمیر سازگار؛ رعایت گشتاور مجاز.
سیم‌کشی N.O/N.C درست، Snubber/RC برای بارهای القایی، کابل شیلددار.
تاخیر 1–5 s در PLC برای حذف پالس‌های گذرا/ضربه قوچ.

تنظیم و کالیبراسیون

ست‌پوینت را برابر ΔP@Qmin تنظیم و Deadband را برای حذف چَتِر انتخاب کنید. با کالیبراتور فشار/ΔP، نقاط تحریک/ریست را سالانه پایش و ثبت کنید؛ برای UL/FM ممکن است دوره تست کوتاه‌تر الزامی باشد.

مزایا و معایب

✅ مزایا

تشخیص جریان کافی بدون فلو‌متر گران؛ استفاده از ΔP موجود.
نصب ساده در کنار اورفیس/فیلتر/کویل؛ مناسب اینترلاک‌های ایمنی.
نسخه‌های الکترونیکی با تکرارپذیری بالا، Delay نرم‌افزاری و خروجی‌های متنوع.
هزینه مالکیت پایین در سیستم‌هایی که عنصر افت‌فشار از قبل وجود دارد.

❌ معایب

وابسته به وجود/اندازه ΔP؛ تاثیر ویسکوزیته و دما بر نقطه عملکرد.
چَتِر در سیستم‌های پالس‌دار (نیاز به Deadband/Delay/دمپر).
مدل‌های مکانیکی: هیسترزیس بالاتر، حساسیت به جهت نصب/لرزش.
در گازها: تراکم‌پذیری/رزونانس فشار؛ نیازمند دمپر مناسب.

مقایسه با مدل‌های دیگر تشخیص جریان

معیار/نوع	فشاری (ΔP)	پره‌ای (Vane)	حرارتی (Calorimetric)	DP دوپورت	سنسور درون‌خطی
حداقل دبی قابل تشخیص	متوسط (وابسته به K)	متوسط	کم (حساس)	متوسط	خیلی کم (دقیق)
افت فشار افزوده	کم/غیرمستقیم	کم	بسیار کم	کم	متوسط تا زیاد
نصب/پیاده‌سازی	ساده	ساده	ساده اما حساس به شرایط	متوسط (دو خط پالس)	پیچیده‌تر
حساسیت به ویسکوزیته	متوسط تا زیاد	متوسط	زیاد	متوسط	کم تا متوسط
هزینه تقریبی	پایین تا متوسط	پایین	متوسط	متوسط	بالا

مقایسه درون‌خانواده فشار-محور

ویژگی	مکانیکی ΔP	DP دوپورت	الکترونیکی ΔP	یکپارچه با ونتوری/اورفیس
دقت/تکرارپذیری	متوسط	متوسط	بالا	بالا
هیسترزیس	بالا	متوسط	قابل تنظیم	کم
نیاز به تغذیه	ندارد	ندارد/دارد	دارد	بسته به مدل
حساسیت به نصب	متوسط	بالا (خط پالس)	کم تا متوسط	کم
قیمت	کم	متوسط	متوسط تا بالا	بالا

برندها و مدل‌های متداول (نمونه‌های رایج بازار)

برند	نوع/سری نمونه	خروجی	مزیت شاخص	ملاحظات
Honeywell	Pressure/Flow/DP Switch	SPDT/DPDT	پوشش گسترده HVAC/Fire	مدل مناسب کدهای محلی انتخاب شود
Danfoss	KP/MP (Pressure/DP)	SPDT	دوام و قطعات در دسترس	رنج/هیسترزیس را دقیق بخوانید
IFM	Electronic DP/Flow Monitors	PNP/NPN/IO-Link	نمایشگر و پارامتردهی دیجیتال	نیازمند تغذیه و EMC صحیح
WIKA / Ashcroft	DP Switch/Sensor	SPDT/4–20 mA	کیفیت صنعتی/فرایندی	قیمت بالاتر
Dwyer / SMC	Air/Filter DP Switch	SPDT/PNP/NPN	مدل‌های سبک/هوا	محدوده دمایی را چک کنید
Siemens / E+H	Electronic/Process	رله/آنالوگ/دیجیتال	یکپارچه‌سازی صنعتی/SCADA	نصب و راه‌اندازی تخصصی‌تر

عیب‌یابی (Troubleshooting)

علامت	علت محتمل	راهکار
عدم تحریک با وجود جریان	Setpoint بالا، گرفتگی خط پالس، حباب هوا	هواگیری/شستشو، تنظیم مجدد ست‌پوینت
چَتِر (قطع/وصل سریع)	Deadband کم، پالس پمپ، ضربه قوچ	افزایش هیسترزیس/Delay، دمپر پالس
آلارم کاذب در توقف	نشتی بای‌پس/مسیر موازی	اصلاح شیر یک‌طرفه/بای‌پس
خوردگی/نشت داخلی	ناسازگاری متریال با سیال	انتخاب 316L/PTFE، تعویض آب‌بند
Over-range/دمای بیش از حد	شرایط خارج از رنج نامی	حفاظت Overpressure، بررسی دمای محیط

جمع‌بندی

فلوسوئیچ فشاری با اتکا به ΔP، راهکاری ساده، اقتصادی و قابل اعتماد برای تضمین Qmin و حفاظت تجهیزات (چیلر/برج/اسپرینکلر/فرایند) است. انتخاب صحیح رنج/هیسترزیس/استاندارد، نصب اصولی، سیم‌کشی حرفه‌ای و کالیبراسیون دوره‌ای، شرط عملکرد پایدار و ایمن محسوب می‌شود.

سوالات پرتکرار

فلوسوئیچ فشاری با Flow Switch پره‌ای چه تفاوتی دارد؟

اولی از ΔP روی عنصر محدودکننده به‌عنوان شاخص جریان استفاده می‌کند؛ دومی حرکت سیال را با پره حس می‌کند و به نصب درون‌خطی نیاز دارد.

چطور ست‌پوینت و Deadband را تعیین کنیم؟

ست‌پوینت = ΔP@Qmin؛ Deadband ۱۰–۲۰٪ برای حذف چَتِر؛ در PLC تاخیر ۱–۵ ثانیه اضافه کنید.

برای فیلتر هوا/هوای فشرده چه نوعی بهتر است؟

DP سوئیچ دوپورت برای پایش گرفتگی فیلتر بهترین عملکرد را دارد.

در محیط‌های انفجاری چه باید کرد؟

از نسخه‌های ATEX/IECEx با کلاس دمای مناسب و روش حفاظت صحیح (Ex d/Ex ia/Ex e) استفاده کنید و دستورالعمل سیم‌کشی را دقیق اجرا نمایید.