圧力スイッチ

圧力スイッチは、入力側で特定の設定流体圧力に達すると電気接点が作動するスイッチの一種です。スイッチは、圧力上昇時または圧力下降時に接点が作動するように設計できます。圧力スイッチは、加圧流体を使用するシステムを自動的に監視および制御するために業界で広く使用されています。

別の種類の圧力スイッチは機械的な力を検出します。たとえば、圧力感知マットは商業ビルのドアを自動的に開くために使用されます。このようなセンサーは、圧力感知床などのセキュリティアラームアプリケーションにも使用されます。

流体圧力を感知する圧力スイッチには、加えられた圧力に比例して変形または変位するカプセル、ベローズ、ブルドン管、ダイヤフラム、またはピストン要素が含まれます。結果として生じる動きは、直接または増幅レバーを介して、一連のスイッチ接点に適用されます。圧力はゆっくりと変化する可能性があり、接点はすばやく動作する必要があるため、小型スナップアクションスイッチなどのオーバーセンターメカニズムを使用して、接点がすばやく動作するようにしています。感度の高いタイプの圧力スイッチの1つは、ブルドン管に取り付けられた水銀スイッチを使用します。水銀の重量が移動することで、便利なオーバーセンター特性が得られます。

圧力スイッチは、接点を動かしたり、カウンターバランススプリングの張力を調整したりすることで調整できます。工業用圧力スイッチには、スイッチの設定点を示す目盛りと指針が付いている場合があります。圧力スイッチにはヒステリシス、つまり設定点の周りの差動範囲（スイッチのデッドバンドと呼ばれます）があり、その範囲内では圧力の小さな変化は接点の状態に影響を与えません。差動を調整できるタイプもあります。^[1]

圧力スイッチの圧力感知要素は、2 つの圧力の差に反応するように配置できます。このようなスイッチは、差が大きい場合、たとえば給水システムのフィルターの詰まりを検出する場合などに便利です。スイッチは、差にのみ反応し、共通モード圧力の変化に対して誤動作しないように設計する必要があります。

圧力スイッチの接点の定格は、数十分の 1アンペアから 15 アンペア程度ですが、感度の高いスイッチでは定格がさらに低くなります。圧力スイッチはリレーやその他の制御装置を操作することが多いですが、小型の電気モーターやその他の負荷を直接制御できるタイプもあります。

スイッチの内部部品はプロセス流体にさらされるため、強度と寿命とプロセス流体との適合性のバランスを考慮して選択する必要があります。たとえば、ゴム製のダイヤフラムは水と接触する用途でよく使用されますが、鉱油を含むシステムで使用するとすぐに劣化してしまいます。

可燃性ガスのある危険区域で使用するために設計されたスイッチには、接点のアークが周囲のガスに引火するのを防ぐためのエンクロージャが付いています。スイッチのエンクロージャには、耐候性、耐腐食性、または水中での使用が求められる場合もあります。

電子圧力スイッチには、さまざまな圧力トランスデューサー(ひずみゲージ、容量性素子など) と、測定された圧力を設定値と比較する内部回路が組み込まれています。このようなデバイスは、機械式スイッチよりも優れた再現性、正確性、精度を提供します。

空気圧スイッチの用途は次のとおりです。

• 圧力タンクから水が汲み上げられると、家庭用井戸水ポンプが自動的に切り替わります。
• 貯蔵タンク内の設定圧力に達したときに電動ガスコンプレッサーをオフにする
• 吸引段階で供給がないときは常にガスコンプレッサーをオフにします。
• バッテリー内のセル内充電制御
• 航空機の客室気圧（高度に基づく）が極めて低い場合に、操縦室の警報灯を点灯します。
• 空気で満たされたホースで、車両が通過するとスイッチが作動します。交通量のカウントやガソリンスタンドでよく使用されます。

油圧スイッチは自動車において、エンジンの油圧が安全レベルを下回った場合に警告を発したり、オートマチックトランスミッションの トルクコンバータのロックアップを制御したりするなど、さまざまな用途に使用されています。1960 年代以前は、油圧ブレーキ回路でブレーキ ライトへの電力を制御するために圧力スイッチが使用されていましたが、最近の自動車ではブレーキ ペダルによって直接作動するスイッチが使用されています。

ダスト制御システム (バッグ フィルター) では、ヘッダーに圧力スイッチが取り付けられており、ヘッダー内の空気圧が必要値より低い場合にアラームを発します。差圧スイッチをフィルター エレメントに取り付けて圧力降下の増加を感知し、フィルターの清掃または交換の必要性を知らせることもできます。

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  コネクタ一体型機械式圧力スイッチ
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  プラグインコネクタ付き機械式圧力スイッチ
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  LEDディスプレイ付き電気圧力スイッチ

圧力感知マットは、マットの領域内のどこかに力が加わると接触信号を提供します。マットの中には単一の信号を提供するものもあれば、マット内に加えられた力の位置を解決できるものもあります。圧力感知マットは、電動ドアの操作に使用したり、機械操作者がプロセスの危険な領域から離れて動作する前に機械が作動するようにするインターロックシステムの一部として使用したりできます。圧力感知マットは、特定のポイントを歩いている人を検知したり、セキュリティ アラームシステムの一部として使用したり、出席者をカウントしたり、その他の目的で使用したりできます。

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