مرحلات بدون عوامة هي أجهزة إلكترونية متطورة تُستخدم للتحكم في مستوى السائل، وتوفر عمرًا أطول واستجابة أسرع ودقة أعلى مقارنةً بمفاتيح التبديل الميكانيكية التقليدية ذات العوامة. تستخدم هذه الأجهزة أقطاب كهربائية موصلة أو المستشعرات السعوية للكشف عن مستويات السوائل، مما يجعلها مثالية لمختلف التطبيقات في صناعات مختلفة مثل معالجة المياه والمعالجة الكيميائية وإنتاج الأغذية.
مرحل VIOX AFR-1 العائم غير العائم
تشغيل مرحل عائم بلا عوامة
تعمل المرحلات عديمة العوامة على مبدأ التوصيل الكهربائي للكشف عن مستويات السائل والتحكم فيها. يتكون النظام عادةً من ثلاثة أقطاب كهربائية: E1 (الحد الأعلى) وE1 (الحد الأعلى) وE2 (الحد الأدنى) وE3 (مشترك أو أرضي). عندما يرتفع مستوى السائل ويتصل بـ E1، فإنه يكمل دائرة كهربائية بين E1 وE3، مما يؤدي إلى تنشيط المرحل وتبديل ملامساته.
يشتمل المرحل على دائرة ذاتية التثبيت باستخدام E2، والتي تحافظ على الدائرة حتى إذا انخفض مستوى السائل إلى ما دون E1، مما يمنع التدوير السريع للتشغيل والإيقاف بسبب التموجات السطحية. عندما ينخفض مستوى السائل إلى أقل من E2، تنفتح الدائرة، مما يؤدي إلى إلغاء تنشيط المرحل. تسمح هذه الآلية البسيطة والفعالة في نفس الوقت بالتحكم الدقيق في المضخات أو الصمامات بناءً على مستويات السائل، مع تطبيقات تتراوح بين إدارة إمدادات المياه والتحكم في العمليات الصناعية.
مزايا المرحلات العائمة غير العائمة
تقدم المرحلات غير العائمة العديد من المزايا الرئيسية مقارنةً بمفاتيح التبديل العائمة الميكانيكية التقليدية. فتصميمها، الذي يزيل الأجزاء المتحركة، يؤدي إلى عمر تشغيلي أطول بكثير ومعدلات فشل أقل. يوفر هذا النهج الإلكتروني للكشف عن مستوى السائل تحكماً أكثر دقة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات في المعالجة الكيميائية ومعالجة المياه. وبالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه الأجهزة بوقت استجابة أسرع للتغيرات في مستويات السوائل، مما يعزز كفاءة النظام بشكل عام. إن الحجم الصغير والتجميع القابل للتوصيل في بعض الطرازات يجعل التركيب والاستبدال سهلاً ومباشرًا، مما يساهم في تسهيل الصيانة وتحديث النظام.
أنواع المرحلات غير العائمة وميزاتها
تأتي المرحلات العائمة في أنواع مختلفة، كل منها مصمم لتطبيقات وبيئات محددة. وتشمل الأنواع الأكثر شيوعًا ما يلي:
- نماذج الأغراض العامة: تعمل هذه المرحلات متعددة الاستخدامات على الفولتية القياسية (110 فولت، 220 فولت، 380 فولت تيار متردد) وهي مناسبة لمجموعة واسعة من تطبيقات التحكم في مستوى السائل.
- نماذج عالية الحساسية: صُممت هذه المرحلات للاستخدام مع السوائل منخفضة التوصيل، ويمكنها اكتشاف مقاومة تصل إلى 70 كيلو أوم، مما يجعلها مثالية لأنظمة المياه النقية.
- نماذج المسافات الطويلة: يمكن تشغيل هذه المرحلات بأطوال كبلات تصل إلى 4 كم، وهي مثالية للمراقبة والتحكم عن بُعد في البيئات الصناعية الكبيرة.
- أنظمة ثنائية الأسلاك: تقلل هذه النماذج المبسطة من تعقيد التركيب والتكلفة باستخدام سلكين فقط لكل من الطاقة والإشارات.
تختلف الميزات عبر الطرازات ولكنها غالبًا ما تتضمن حساسية قابلة للتعديل، ومؤشرات LED لحالة التشغيل، والتوافق مع أنواع مختلفة من الأقطاب الكهربائية. توفر بعض الموديلات المتقدمة أوضاع تحكم متعددة، مثل التحكم التلقائي في إمدادات المياه والصرف، مما يعزز من تنوعها في التطبيقات الصناعية.
مخطط الأسلاك المرحل العائم غير العائم
تعد أسلاك المرحل العائم جانبًا مهمًا في تنفيذ هذه الأجهزة في أنظمة التحكم في مستوى السائل. يتضمن تكوين الأسلاك عادةً توصيل المرحل بمصدر الطاقة والأقطاب الكهربائية والمعدات التي يتم التحكم فيها مثل المضخات أو الصمامات. بالنسبة للنماذج القياسية، تشتمل الأسلاك على توصيلات لإمداد الطاقة (عادةً 110 فولت أو 220 فولت أو 380 فولت تيار متردد)، وأطراف الأقطاب الكهربائية (E1، E2، E3)، وملامسات الإخراج (مفتوحة عادةً ومغلقة عادةً).
- يتم توصيل أطراف إمداد الطاقة بمصدر الجهد المناسب.
- تتصل أطراف الأقطاب الكهربائية بالمسابير الموصلة في السائل.
- يتم توصيل أطراف الإخراج بالمعدات أو الملامس المتحكم به.
بالنسبة لتطبيقات إمدادات المياه، عادةً ما يتم توصيل ملف المفتاح الكهرومغناطيسي بالطرف المناسب، بينما بالنسبة لتطبيقات الصرف، يتم توصيله بطرف آخر مخصص. من الضروري تأريض طرف E3 بشكل صحيح من أجل السلامة والتشغيل الدقيق. تقدم بعض الطرز المتقدمة تكوينات مبسطة ثنائية الأسلاك تقلل من تعقيد التركيب. عند توصيل الأسلاك بالمرحلات غير العائمة، من الضروري اتباع إرشادات الشركة المصنعة والقوانين الكهربائية المحلية لضمان التشغيل الآمن والموثوق.
استكشف المزيد على Youtube
التطبيقات الصناعية للمرحلات العائمة
تُستخدم المرحلات العائمة على نطاق واسع في مختلف الصناعات نظرًا لموثوقيتها وكفاءتها. ففي الصناعة الكيميائية، تراقب هذه الأجهزة المستويات في صهاريج التخزين لضمان سلامة عمليات الإنتاج. تستخدم مرافق معالجة المياه هذه الأجهزة للتحكم في معدات معالجة مياه الصرف الصحي وإدارة موارد المياه بفعالية. وتستخدم مصانع تجهيز الأغذية مرحلات عائمة للحفاظ على مستويات مناسبة من المواد الخام، مما يضمن مراقبة الجودة. في قطاع المستحضرات الصيدلانية، تلعب هذه المرحلات دورًا حاسمًا في الحفاظ على مستويات آمنة في المفاعلات أثناء الإنتاج.
- مناسبة لأنظمة إمدادات المياه والصرف الصحي.
- تُستخدم في تطبيقات الأغراض العامة واستخدامات الألواح.
- مثالية للتحكم في مستوى أي سائل موصل.
- تعزز السلامة والكفاءة في العمليات الصناعية.
حدود المرحلات العائمة
على الرغم من مزاياها العديدة، فإن المرحلات غير العائمة لها بعض القيود التي يجب على المستخدمين أخذها في الاعتبار. فهذه الأجهزة تتطلب إمدادات طاقة مستمرة لكي تعمل، وهو ما يمكن أن يمثل مشكلة أثناء انقطاع التيار الكهربائي. وبالإضافة إلى ذلك، فهي مناسبة فقط للسوائل الموصلة للكهرباء مما يحد من استخدامها مع المواد غير الموصلة للكهرباء مثل الزيوت أو الماء المقطر.
- تكلفة أولية أعلى مقارنة بمفاتيح التبديل العائمة التقليدية.
- احتمال وجود قراءات خاطئة في السوائل عالية التوصيل أو الملوثة.
- قد يتطلب صيانة دورية للأقطاب الكهربائية لمنع التراكم أو التآكل.
- الحساسية للتداخل الكهرومغناطيسي في بعض البيئات الصناعية.
استكشاف المشكلات الشائعة في المرحلات العائمة وإصلاحها
يمكن أن تواجه المرحلات العائمة، رغم موثوقيتها بشكل عام، مشاكل تؤثر على أدائها. تشمل المشاكل الشائعة الفشل في التنشيط أو إلغاء التنشيط، والتشغيل غير المنتظم، ومقاومة التلامس. لاستكشاف هذه المشكلات وإصلاحها، تحقق مما يلي:
- افحص توصيلات الأقطاب الكهربائية بحثًا عن وجود قصور أو أسلاك مفكوكة.
- نظف الأقطاب الكهربائية لإزالة أي تراكمات قد تتداخل مع التوصيلية.
- تحقق من إعدادات الحساسية المناسبة للسائل المحدد الذي تتم مراقبته.
- تأكد من أن المرحل مقدر للحمل الذي يقوم بتبديله لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
- افحص العوامل البيئية مثل الغبار أو الرطوبة التي يمكن أن تؤثر على الأداء.
في حالة استمرار المشاكل، قم بمحاكاة تغيرات المستوى عن طريق قصر دائرة الأقطاب الكهربائية لعزل ما إذا كانت المشكلة تكمن في المرحل نفسه أو في نظام القطب الكهربائي. يمكن للصيانة المنتظمة والتركيب السليم وفقًا لإرشادات الشركة المصنعة أن يقلل بشكل كبير من حدوث هذه المشكلات.
الاختلافات الرئيسية عن المرحلات الكهروميكانيكية
توفر المرحلات غير العائمة العديد من المزايا الرئيسية مقارنة بالمرحلات الكهروميكانيكية التقليدية في تطبيقات التحكم في مستوى السائل:
- عمر أطول: مع عدم وجود أجزاء متحركة، يمكن للمرحلات غير العائمة أن تتحمل دورات تبديل أكثر بكثير، وغالبًا ما تدوم حتى 100 مرة أطول من المرحلات الكهروميكانيكية.
- استجابة أسرع: توفر المرحلات عديمة العوامة أوقات استجابة أسرع لتغيرات مستوى السائل، وعادةً ما تستجيب في أجزاء من الثانية مقارنةً بالمرحلات الكهروميكانيكية التي تتراوح بين 5 و15 مللي ثانية.
- استهلاك أقل للطاقة: تستخدم المرحلات غير العائمة طاقة أقل بما يصل إلى 75% من نظيراتها الكهروميكانيكية، مما يحسن من كفاءة الطاقة.
- عملية صامتة: ويؤدي غياب المكونات الميكانيكية إلى التخلص من ضوضاء النقر المرتبطة بالمرحلات الكهروميكانيكية.
- مقاومة العوامل البيئية: تكون المرحلات غير العائمة أقل عرضة للاهتزاز والصدمات والتداخل المغناطيسي، مما يجعلها أكثر موثوقية في البيئات الصناعية القاسية.
ومع ذلك، فإن المرحلات غير العائمة عادةً ما تكون تكلفتها الأولية أعلى وتقتصر على الاستخدام مع السوائل الموصلة للتيار، في حين أن المرحلات الكهروميكانيكية يمكنها التعامل مع نطاق أوسع من التطبيقات وأحمال التيار الأعلى. يعتمد الاختيار بين الاثنين على متطلبات التطبيق المحددة والظروف البيئية وقيود الميزانية.
أفضل ممارسات التركيب للمرحلات العائمة غير العائمة
عند تركيب المرحلات غير العائمة، فإن اتباع أفضل الممارسات يضمن الأداء الأمثل وطول العمر الافتراضي:
- قم بتركيب وحدة الترحيل في مكان جاف وخالٍ من الغبار لحمايتها من العوامل البيئية.
- استخدم حامل القطب الكهربائي والأقطاب الكهربائية المناسبة لاستخدامك المحدد، مع مراعاة عوامل مثل توصيل السائل ومواد الخزان.
- تأكد من وجود مسافات مناسبة بين الأقطاب الكهربائية لمنع القراءات الخاطئة. تحدد المسافة بين E1 وE2 نطاق مستوى الماء المتحكم فيه.
- قم بتأريض القطب الكهربائي E3 بشكل صحيح من أجل السلامة والتشغيل الدقيق.
- بالنسبة لتطبيقات المسافات الطويلة، استخدم أسلاكاً محمية أو ضع في اعتبارك الطرز ذات المسافات الطويلة لتقليل التداخل.
- اضبط إعدادات الحساسية وفقًا لموصلية السائل. بالنسبة للسوائل منخفضة التوصيلية، استخدم نماذج عالية الحساسية.
- قم بتنظيف الأقطاب الكهربائية بانتظام لمنع التراكمات التي قد تتداخل مع التوصيلية وتتسبب في حدوث عطل.
من خلال الالتزام بهذه الممارسات، يمكنك زيادة موثوقية وكفاءة نظام الترحيل العائم إلى أقصى حد، مما يقلل من احتياجات الصيانة ويطيل عمره التشغيلي.
