Un pressostato è costituito da un componente sensibile e da un interruttore elettrico. L'interruttore apre e chiude un contatto a una pressione specifica denominata set point. Il set point può essere fisso o regolabile. Per garantire precisione e longevità è importante selezionare un pressostato con un punto di commutazione compreso nell'intervallo di pressione operativa corretto. Le caratteristiche e le funzionalità precise dipendono dal tipo di pressostato.
Types of Pressure Switches
Esistono due tipi fondamentali di pressostati: elettromeccanici e a stato solido. I pressostati elettromeccanici utilizzano diversi tipi di sensori. Le caratteristiche del sensore determinano l'accuratezza relativa e la durata dell'interruttore e comprendono i seguenti tipi:
- Gli interruttori a membrana utilizzano una membrana metallica saldata per attivare l'interruttore. Hanno una pressione operativa fino a 150 psi e una accuratezza del ± 0,5%.
- Gli interruttori a tubo di Bourdon utilizzano un tubo di Bourdon saldato per l'azionamento dell'interruttore. La pressione operativa varia da 50 a 18.000 psi e l'accuratezza è pari a ± 0,5%.
- Gli interruttori a pistone a membrana sono dotati di una membrana elastomerica che agisce su un pistone. Il pistone aziona quindi l'interruttore. La loro pressione operativa va dal vuoto a 1600 psi e l'accuratezza è pari a ± 0,2%.
- Gli interruttori a pistone utilizzano un pistone per attivare direttamente l'interruttore. La loro pressione operativa è di 12.000 psi e la loro accuratezza è di ± 0,2%.
- Gli interruttori di pressione differenziale possono avere un sensore a membrana, metallico o elastomerico. Hanno due porte di pressione, una per la pressione di processo alta e una per quella bassa. Il sensore rileva la differenza di pressione tra due sorgenti e aziona l'interruttore.
Gli interruttori di pressione a stato solido possono avere uno o più punti di commutazione. Non solo aprono e chiudono il circuito dell'interruttore di pressione, ma includono anche display digitali e forniscono un'uscita analogica o digitale. La maggior parte dei modelli attuali sono completamente programmabili e possono interfacciarsi con un PLC o un computer. Gli interruttori di pressione a stato solido hanno un'ampia gamma di pressioni di esercizio e risposta in frequenza. Sono altamente resistenti agli urti e alle vibrazioni con una precisione del ±0,25%. Rispetto agli interruttori di pressione elettromeccanici, hanno una durata molto più lunga.
Applicazioni degli interruttori di pressione
Gli interruttori di pressione sono utilizzati in un gran numero di settori industriali. Sono ampiamente utilizzati nel controllo industriale di attrezzature quali presse, macchine per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche e saldatrici. I pressostati idraulici e pneumatici controllano i soffietti pneumatici dei camion e la pressione dei freni dei treni. I pressostati industriali sono utilizzati anche in numerose applicazioni nel Settore automobilistico, ad esempio per il monitoraggio dell'olio motore, del servosterzo e delle trasmissioni. Le apparecchiature mediche, come i sistemi di erogazione dell'ossigeno, utilizzano pressostati per monitorare la pressione del gas in entrata.
Il tipo di alloggiamento utilizzato per un pressostato può determinare se è accettabile o meno per l'uso in applicazioni specifiche. Alcuni pressostati non hanno alloggiamenti. Sono utilizzati più spesso dove lo spazio o il costo sono fattori importanti. Gli alloggiamenti sono disponibili in una varietà di materiali per resistere ad ambienti difficili dove possono essere esposti a sostanze chimiche o corrosive. I pressostati antideflagranti sono dotati di alloggiamenti pesanti per impedire l'accensione in presenza di sostanze infiammabili. Questi sono più comunemente utilizzati nell'industria petrolifera e del gas.
Che cos'è la banda morta?
Pressostato La banda morta è la differenza tra il setpoint e il punto in cui il pressostato si riattiva. Per calcolare la banda morta, è necessario verificare i setpoint di pressione crescente e decrescente. Innanzitutto, utilizzando un ohmmetro o un multimetro digitale, verificare che le impostazioni dei contatti del pressostato siano corrette per "Normalmente chiuso" (NC) o "Normalmente aperto" (NO). Collegare il terminale al circuito NO e leggere il display dei dati per verificare che si tratti del circuito normalmente aperto. Aumentare il set point fino a quando i contatti si invertono e il misuratore visualizza il set point di pressione crescente. Quindi, partendo dal set point più alto, diminuire l'impostazione da NC a NO. Il misuratore visualizzerà il set point di pressione decrescente. Sottraendo il setpoint di pressione crescente dal setpoint di pressione decrescente si otterrà la banda morta.
La banda morta può essere fissa o regolata su una percentuale dell'intervallo di pressione completo. Gli interruttori a tubo Bourdon e a membrana hanno tipicamente bande morte strette, mentre gli interruttori a pistone hanno bande morte ampie. I pressostati a stato solido possono essere regolati al 100% del loro intervallo completo. L'impostazione della banda morta svolge un ruolo importante in un sistema, contribuendo a prevenire commutazioni rapide. Ciò può influire negativamente su ciò che il pressostato sta controllando e usurare i contatti elettrici.
Pressostati con banda morta regolabile
Pressostato digitale
Pressostati e vacuostati I pressostati PSW20A e PSW20B di Omega sono interruttori unipolari ad alta sensibilità che possono essere utilizzati come vacuostati o pressostati differenziali. Sono destinati all'uso con gas puliti, secchi e non corrosivi in un intervallo di temperatura compreso tra -30 e 65 °C. L'accuratezza del set point è ±10% a 70 °F e la pressione di prova è 8 psig. I contatti sono in argento placcato oro e il diaframma è in EPDM incollato a un anello in acciaio. I modelli PSW21 e PSW22 sono riconosciuti UL e certificati CSA.
I modelli PSW21 e PSW22 sono pressostati compatti e regolabili. L'alloggiamento e i meccanismi in plastica riducono al minimo l'umidità e l'instabilità dimensionale. Possono essere utilizzati con aria, acqua e altri gas e liquidi compatibili con l'acetale e l'EPDM. La precisione del set point è ±10% a 70 °F e l'intervallo di temperatura è compreso tra -10 e 70 °C. La banda morta è compresa tra il 15 e il 25% del set point. I pressostati sono dotati di 1⁄8 NPT o di un beccuccio centrale per tubi con diametro interno di 1⁄8. Ciascuno di essi viene sottoposto a test al 100% con impostazioni alte e basse e alla pressione di prova.
Il PSW2000 è un pressostato digitale con sensore a stato solido. È dotato di una tastiera completamente configurabile, display LED rosso a 3 cifre e convertitore A/D a 10 bit. Due uscite sono compatibili con 2 interruttori a stato solido o 1 interruttore e 1 uscita analogica. La precisione è dello 0,5% del fondo scala con una ripetibilità del ±0,1%. La pressione di prova è pari al 150% del campo di misura. La banda morta e la regolazione sono comprese tra lo 0 e il 125% del fondo scala. Il PSW2000 è resistente agli urti e alle vibrazioni.
Conclusione
I pressostati con bande morte regolabili consentono di effettuare regolazioni per aumentare o diminuire i setpoint. Ciò può essere necessario in caso di condizioni mutevoli per ottimizzare l'accuratezza e la durata prevista dell'interruttore. Per gli interruttori elettromeccanici, la massima accuratezza si ottiene quando l'interruttore funziona nel quarto superiore del campo di funzionamento, mentre la longevità è massimizzata funzionando nella parte inferiore. Il miglior compromesso è mantenere il funzionamento del pressostato al centro. Tuttavia, al variare delle condizioni operative, potrebbe essere necessario reimpostare i punti di commutazione per mantenere le migliori prestazioni del pressostato.