کلید حرارتی
کلید حرارتی
کلید حرارتی چیست؟ آموزش تعمیر انواع برد های الکترونیکی :تعمیر اینورتر و PLC، تعمیر برد لوازم خانگی ، تعمیر برد تجهیزات پزشکی و… آموزشگاه فنی و حرفه ای توسط دکتر میلاد طاهریان.
کلید حرارتی چیست؟
کلید حرارتی صنعتی یک دستگاه الکترونیکی می باشد که برای کنترل و محافظت از سیستم ها و تجهیزات صنعتی در برابر دمای بالا یا پایین استفاده می گردد. این کلیدها به طور عمده برای جلوگیری از خطراتی مانند آتش سوزی، افزایش دمای بیش از حد، صدمات حرارتی و خرابی تجهیزات به کار گرفته می شوند.
کلید حرارتی صنعتی معمولاً شامل یک سنسور حرارتی و یک سوئیچ الکترونیکی می باشد. سنسور حرارتی اندازه گیری دما را انجام می دهد و هنگامی که دما به یک آستانه تعیین شده می رسد، سوئیچ الکترونیکی فعال می گردد و اقدامات مورد نظر را به انجام می رساند. این اقدامات احتمال دارد شامل روشن کردن هشدارها، قطع برق، تغییر وضعیت سیستم یا اعلام خطر باشد.
کلیدهای حرارتی صنعتی معمولاً در صنایعی مثل صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، صنایع فولاد، صنعت خودروسازی و سیستمهای تهویه و تبرید استفاده میشوند که در ادامه به طور مفصل به آنها خواهیم پرداخت. آنها به عنوان یک قطعه کنترل ایمنی مهم برای حفاظت از تجهیزات و صنعت در برابر شرایط نامطلوب دما عمل می نمایند.
آموزش تعمیر انواع برد الکترونیک
انواع کلید حرارتی:
- کلید حرارتی مایع (Liquid Thermal Switch): در این نوع کلید حرارتی، استفاده از خواص گرمایی مایعات، مانند روغن، برای تشخیص دما صورت گرفته می شود. وقتی دما به حد مشخصی برسد، مایع درون کلید گرم می گردد و تغییرات فیزیکی به وجود می آید که باعث قطع یا وصل شدن سیستم می گردد. این کلیدها در صنایع نفت و گاز، خودروسازی و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند.
- کلید حرارتی بیمتالیک (Bimetallic Switch): در این نوع کلید حرارتی، دو لایه فلزی با ضریب گرمایی متفاوت به یکدیگر پیوست خورده اند. زمانی که دما افزایش می یابد و به مقدار تعیین شده ای برسد، تغییر در انحنای لایه های فلزی ایجاد میی گردد و اتصال برق بسته می گردد یا قطع می شود. این کلیدها به طور معمول در کنترل دما و حفاظت از دستگاه ها در برابر افزایش حرارت مورد استفاده قرار می گیرند.
- کلید حرارتی نیمه هادی (Thermal Semiconductor Switch): در این نوع کلید حرارتی، استفاده از خواص نیمه هادی ها برای تشخیص دما انجام می گیرند. وقتی دما به حد تعیین شده ای برسد، خواص الکتریکی نیمه هادی تغییر خواهد کرد و اتصال برق بسته می شود یا قطع می گردد. این کلدیدها در کاربردهایی که نیاز به سرعت و حساسیت بیشتری دارند، مورد استفاده قرار گرفته می شوند.
- کلید حرارتی تنظیم پذیر (Adjustable Thermal Switch): این نوع کلید حرارتی قابلیت تنظیم دمای عملکرد را دارا می باشد. با تغییر تنظیمات، می شود دمای قطع و وصل شدن کلید را تنظیم نمود. این کلیدها در کاربردهای متنوعی از جمله حفاظت از موتورها، تجهیزات الکترونیکی و سیستم های خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرند.
این تنها چند نوع از کلیدهای حرارتی صنعتی می باشند و هنوز انواع دیگری نیز وجود دارند. انتخاب نوع مناسب کلید حرارتی بستگی به نیازهای به خصوص کاربرد و شرایط عملکرد دارد. برای استفاده درست و انتخاب مناسب از کلیدهای حرارتی، بهتر است با تولیدکنندگان و تأمین کنندگان معتبر مشورت نمایید و اطلاعات فنی مربوطه را مورد بررسی قرار دهید.
کاربردهای کلید حرارتی:
- کنترل خنکایش: در برخی سیستم ها مانند یخچالها و سیستم های خنک کننده، کلید حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند تا در صورت کاهش دما زیر یک حد مشخص، سیستم را روشن نماید و فرآیند خنکایش را آغاز نماید.
- کنترل دما: کلیدهای حرارتی صنعتی برای کنترل دما در سیستم ها و تجهیزات مختلف مورد استفاده قرارگرفته می شوند. مثلاً در یک فرایند تولید، ممکن است نیاز باشد که دما در یک محدوده خاصی باقی بماند. با قراردادن یک کلید حرارتی در این محدوده، می شود دما را در محدوده مورد نظر حفظ نمود.
- استفاده در سیستم های گرمایش و سرمایش: کلیدهای حرارتی صنعتی این توانایی را دارند که در سیستم های گرمایش و سرمایش مانند بخاری ها، کولرها و پمپ های گرمایشی مورد استفاده واقع شوند. با تنظیم کردن یک حد دمایی، می شود سیستم را روشن یا خاموش نمود تا دما در محدوده مورد نظر حفظ گردد.
- حفاظت در مقابل گرما: در برخی سیستم ها، احتمال دارد به دلیل افزایش دما، خطر حادثه ای مانند آتش سوزی یا آسیب به تجهیزات وجود داشته باشد. با استفاده از کلید حرارتی صنعتی، می شود در صورت افزایش دما به سرعت، سیستم را خاموش نموده و از وقوع آسیب جلوگیری نمود.
- کنترل دمای مواد: در برخی فرآیندهای صنعتی، احتمال دارد نیاز به حفظ دمای مواد به خصوصی باشد. با استفاده از کلید حرارتی، می شود دمای مواد را کنترل نمود و در صورت نیاز، تغییرات دمایی را اجرا کرد.
این فقط چند نمونه از کاربردهای کلید حرارتی صنعتی می باشند و در واقع در هر صنعتی که نیاز به کنترل دما و استفاده از عملکرد خودکار دما وجود داشته باشد، می شود از کلید حرارتی صنعتی استفاده نمود.
کارکرد کلید حرارتی در صنعت:
- صنعت فولاد: در صنعت فولاد، کلیدهای حرارتی جهت کنترل و محافظت از قالبگیری ها، کوره ها، فرن ها و تجهیزات دیگر در فرآیندهای تولید فولاد مورد استفاده می باشند.
- صنعت پزشکی: در تجهیزات پزشکی همچون دستگاه های اندازه گیری دما، کلید حرارتی استفاده می گردد تا دما را کنترل نماید و از آسیب رسیدن به بیمار جلوگیری نماید.
- صنعت نفت و گاز: در صنعت نفت و گاز، کلیدهای حرارتی برای کنترل کردن دما و پیشگیری از افزایش حرارت در تجهیزاتی مانند دیگ ها، برج های خنک کننده، کورهها و سیستم های خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرند.
- صنایع نفت و گاز: در صنایع استخراج نفت و گاز، کلید حرارتی برای کنترل دما و جلوگیری از بروز حوادث ناگهانی مانند انفجارها و آتش سوزی ها در تجهیزات و فرآیندهای صنعتی استفاده می گردد.
- صنعت خودروسازی: در خودروها، کلید حرارتی صنعتی برای کنترل دمای سیستم های خنک کننده مانند رادیاتور و ونتیلاتور مورد استفاده می باشد.
- صنعت تولید غذا: در صنایع تولید غذا مانند شیرینی پزی، کارخانه های قند، آردسازی و دیگر موارد، کلیدهای حرارتی برای کنترل دما در فرآیندهای پخت و پز، خمیرسازی و تولید محصولات غذایی مورد استفاده می باشند.
- صنعت پتروشیمی: در صنعت پتروشیمی، کلیدهای حرارتی برای کنترل دما و پیشگیری از افزایش حرارت در واحدهای تولید مواد شیمیایی مانند خنککننده ها، راکتورها، دیستیلاسیون ها و سیستم های تبدیل مورد بهره گیری قرار می گیرند.
- صنعت برق: در صنعت برق، کلیدهای حرارتی برای محافظت از ترانسفورماتورها، موتورها، سیم ها و تجهیزات دیگر در مقابل افزایش حرارت و جریان بیش از حد استفاده می گردند.
- صنایع الکترونیک: در صنایع الکترونیکی کلید حرارتی برای حفاظت از قطعات الکترونیکی حساس در مقابل افزایش دما و جلوگیری از آسیب رسیدن به آنها مورد استفاده قرار می گیرد.
احتمال دارد که استفاده کردن از کلید حرارتی صنعتی در صنایع دیگر نیز وابسته به نیازهای خاص هر صنعت باشد.
اجزای کلید حرارتی:
- تنظیمات مکانیکی: برخی از کلیدهای حرارتی صنعتی دارای تنظیمات مکانیکی می باشند یک که به کاربر امکان تنظیم کردن حداکثر و حداقل دما یا سایر پارامترها را خواهد داد.
- حسگر حرارتی: حسگر حرارتی مسئول تشخیص دادن دما در دستگاه می باشد. این حسگر معمولاً از جنس رزیستور پراکندگی، ترموکوپل، ترمیستور یا ترموستات بیمتالی تشکیل گشته اند.
- پوشش محافظ: پوشش محافظ بر روی کلید حرارتی نصب می گردد تا از گرد و غبار، رطوبت و ضربه های مکانیکی محافظت نماید و عمر مفید کلید را بالا ببرد.
- سیستم سوئیچینگ: این سیستم مسئول کنترل و قطع و وصل بار برق می باشد. ممکن است شامل رله یا ترانزیستور شود که با استفاده از سیگنال از مدار قابل تنظیم، بار برق را روشن یا خاموش می نماید.
- مدار قابل تنظیم: این مدار برای تنظیم حداکثر و حداقل دمای مجاز و همینطور حداقل تغییر دما که با آن کلید حرارتی فعال می گردد، مورد استفاده قرار می گیرد.
این عناصر به طور کلی اجزای اصلی یک کلید حرارتی صنعتی می باشند. با این حال، دقت کنید که ترکیب و نحوه استفاده از این اجزا احتمال دارد بسته به محصول و تولید کننده متفاوت باشد و ممکن است برخی اجزا به عنوان قسمتی از یک کلید حرارتی خاص تعریف نگردند.
مزایا و معایب کلید حرارتی:
در ادامه به برخی از مزایای کلید حرارتی صنعتی اشاره میکنم:
- ایمنی: استفاده از کلید حرارتی صنعتی در صنایع موجب افزایش سطح ایمنی می گردد. با رسیدن دما به حد مشخص، این کلیدها سیگنالی را به سیستم کنترلی خواهند داد تا اقدامات لازم برای کاهش دما یا جلوگیری از خطرات بهداشتی انجام گیرد.
- استحکام و دوام: کلیدهای حرارتی صنعتی معمولاً از مواد مقاومی همچون فولاد و آلومینیوم ساخته می گردند. این ویژگی ها باعث می گردد که آنها در برابر شرایط سخت صنعتی مانند رطوبت، فشار، گرد و غبار و ویبراسیون مقاومت بالا داشته باشند و عمر مفید بیشتری را دارا باشند.
- مقرون به صرفه: استفاده از کلیدهای حرارتی صنعتی به صرفه می باشد. زیرا این کلیدها به عنوان یک سنسور حرارتی کار می نمایند و در صورتی که دما به حد مشخصی برسد، سیگنالی را به سیستم کنترلی می فرستند، بدون این که نیاز به حضور یک نیروی انسانی برای کنترل دما وجود داشته باشد. این باعث صرفه جویی در هزینه های نیروی کار می گردد.
- تنوع در انواع و مدل ها: بازار کلیدهای حرارتی صنعتی متنوع می باشد و انواع و مدل های مختلفی از آنها موجود می باشد. این تنوع به کاربران امکان می دهد که کلید حرارتی مناسب برای نیازهای خاص خود را انتخاب نمایند.
- قابلیت تنظیم و کنترل دقیق: کلیدهای حرارتی صنعتی اغلب قابلیت تنظیم دما را دارا هستند. این قابلیت به کاربران این قابلیت را می دهد تا دمای مورد نیاز خود را بر اساس نیازهای خاص کاربرد تنظیم نمایند. همچنین، برخی مدل ها دارای کنترل دقیق ترموستاتیک می باشند که به صورت خودکار دما را در محدوده تنظیم شده حفظ می کنند.
- قابلیت استفاده در شرایط محیطی سخت: کلیدهای حرارتی صنعتی معمولاً به خوبی در شرایط محیطی سخت کار می نمایند. آنها این توانایی را دارند که در فشارهای بالا، دماهای بسیار بالا یا پایین، در محیط های خشن مانند صنایع نفت و گاز، معادن و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند.
- حفاظت از تجهیزات: کلید حرارتی صنعتی به عنوان یک سنسور حرارتی عمل کرده و در صورت رسیدن دما به حد مشخص، به سیستم کنترلی اطلاع می دهند. این اقدام به حفاظت از تجهیزات در مقابل گرمای بیش از حد، جلوگیری از آسیب و خرابی آنها کمک می کند.
- نصب و استفاده آسان: کلیدهای حرارتی صنعتی به طور کلی طراحی گشته اند تا نصب و استفاده آسانی را دارا باشند. آنها به راحتی در سیستم های مختلف قابل نصب می باشند و عملکرد ساده ای دارند. همچنین، برخی از مدلها دارای نشانگرهای LED می باشند که در نمایش وضعیت دما دارای فواید می باشند.
به طور خلاصه، کلید حرارتی صنعتی مزایای متعددی از جمله قابلیت تنظیم و کنترل دقیق، حفاظت از تجهیزات، استحکام و دوام، نصب و استفاده آسان، افزایش سطح ایمنی، مقرون به صرفه بودن و قابلیت استفاده در شرایط محیطی سخت را دارا می باشد.
در ادامه می خواهیم بیان کنیم که در کنار تمامی مزیت هایی که این کلیدها دارند، معایبی هم شامل آنها می باشد:
- عمر محدود: کلیدهای حرارتی صنعتی دارای عمر مفید محدودی می باشند و پس از مدتی نیاز به تعویض و تعمیر دارند. این موجب می شود هزینه های تعمیر و نگهداری بالا برود.
- ابعاد و وزن: برخی از کلیدهای حرارتی صنعتی به دلیل استفاده کردن از قطعات سنگین و پیچیده، حجم و وزن بالایی را دارا می باشند. این ممکن است موجب محدودیت هایی در نصب و استفاده گردد و همچنین هزینه های حمل و نقل را بالا ببرد.
- نویز و انتشار حرارت: برخی از کلیدهای حرارتی صنعتی احتمال دارد در هنگام عملکرد نویز تولید کنند که این قابلیت را دارد که مزاحمتی برای دستگاه های حساس باشد. همچنین، برخی از کلیدها ممکن است حرارت تولید کنند که نیازمند به سیستم خنککننده هست.
- خطر ناپایداری: کلید حرارتی صنعتی احتمال دارد برای مدت طولانی بر اثر عوامل خارجی مانند رطوبت، دما، ضربه و لرزشهای شدید، ناپایدار گردد. این می تواند موجب عملکرد نامناسب سیستم و حتی خرابی دستگاه گردد.
- احتمال خطا: در برخی از موارد، کلیدهای حرارتی صنعتی ممکن است به صورت ناخواسته فعال گردند یا عملکرد نادرستی داشته باشند. این مشکل ممکن است منجر به خطاهای سیستمی گردد و در برخی موارد، صدمات جدی به تجهیزات و کارکنان وارد نماید.
لازم است بدانید که عملکرد و عیب یابی کلید حرارتی صنعتی معمولاً به نوع و برند مورد استفاده مربوط است. لذا در هنگام انتخاب و استفاده از کلید حرارتی صنعتی، معایب و مزایای هر مدل خاص را به دقت مورد بررسی قرار دهید و با نیازهای خود هماهنگ نمایید.
برای دیدن مقالات بیشتر به لینک های زیر مراجعه کنید:
دیدگاهتان را بنویسید