壓力開關工作原理

睿析儀器

一、壓力開關的核心結構

• 壓力感應元件
  • 波紋管：金屬薄壁管，受壓后軸向伸縮，適用于低壓檢測（如0.1-1MPa）。
  • 膜片：彈性金屬或橡膠薄膜，受壓變形推動連桿，適用于中低壓（如0.01-10MPa）。
  • 活塞：金屬活塞在缸體內滑動，受壓后直接推動觸點，適用于高壓（如10-600MPa）。
  • 波紋管+膜片復合結構：結合兩者優點，提高靈敏度和耐壓性。
    
• 傳動機構
  • 將壓力感應元件的微小位移放大，驅動開關觸點動作。
  • 常見形式：杠桿機構、彈簧-連桿機構、齒輪齒條機構。
    
• 開關觸點
  • 微動開關：通過彈簧片瞬時動作實現通斷，壽命長（可達100萬次以上）。
  • 觸點類型：
    • 常開（NO）：壓力未達設定值時觸點斷開，達閾值后閉合。
    • 常閉（NC）：壓力未達設定值時觸點閉合，達閾值后斷開。
    • 雙觸點：同時具備NO和NC功能，用于復雜控制邏輯。
      
    
    
• 調節機構
  • 彈簧預緊力調節：通過旋轉調節螺釘改變彈簧壓縮量，設定動作壓力值。
  • 差動調節：部分型號可獨立調節上升壓力（動作閾值）和下降壓力（復位閾值），實現滯后控制。
    
  
  

二、工作原理分步解析1. 壓力檢測階段

• 壓力輸入：流體（氣體或液體）通過壓力接口進入開關內部，作用在感應元件（如膜片）上。
• 形變產生：感應元件受壓后發生彈性變形（如膜片凸起、活塞移動），形變量與壓力成正比。
  

2. 信號轉換與放大

• 機械傳動：感應元件的形變通過杠桿或連桿機構放大，驅動微動開關的推桿。
• 閾值比較：當形變量達到設定值時，推桿克服彈簧力，觸發微動開關動作。
  

3. 開關動作與輸出

• 觸點狀態變化：
  • 上升動作：壓力升至設定值時，NO觸點閉合，NC觸點斷開。
  • 下降復位：壓力降至復位閾值（通常低于動作閾值）時，觸點恢復初始狀態。
    
• 輸出信號：
  • 電信號：觸點閉合/斷開控制繼電器、PLC或報警裝置。
  • 機械信號：部分型號直接驅動氣動或液壓閥門。
    
  
  

三、關鍵性能參數

• 動作壓力范圍
  • 定義：開關能可靠動作的**至最高壓力值（如0.1-10bar）。
  • 選型依據：需覆蓋系統實際工作壓力波動范圍。
    
• 重復精度
  • 定義：多次動作時，實際動作壓力與設定值的偏差（通常±1%FS）。
  • 影響：高精度需求場景（如**設備）需選擇±0.5%FS以上型號。
    
• 滯后誤差
  • 定義：上升動作壓力與下降復位壓力的差值（如0.5bar）。
  • 調節：通過差動調節機構優化，避免頻繁抖動。
    
• 耐壓能力
  • 定義：開關能承受的最大瞬時壓力（如20bar），超過可能導致永久損壞。
  • 注意：需區分工作耐壓和爆破耐壓（通常為工作耐壓的2-3倍）。
    
• 防護等級
  • 定義：外殼防塵防水能力（如IP65表示完全防塵、防噴水）。
  • 應用：潮濕或粉塵環境需選擇IP67及以上等級。