Wat Is Hysterese In Een Drukschakelaar

Begrijpen hoe de dode band van een drukschakelaar de werking van de schakelaar beïnvloedt, is belangrijk bij het kiezen van het juiste type drukschakelaar. De dode band voorkomt dat de drukschakelaar voortdurend in de stand van de schakelaar schakelt, wat schade kan toebrengen aan de apparatuur die hij regelt. Het kiezen van de juiste deadband is daarom ook een economische keuze. Afhankelijk van het type drukschakelaar kan de dode band vast of instelbaar zijn binnen een bereik, zoals bij mechanische drukschakelaars, of over het hele bereik van de gemeten drukwaarden, zoals bij elektronische drukschakelaars.

Inhoudsopgave

• Deadband van een drukschakelaar
• Werkingsprincipe dode band
• Karakteristieken
• Het dodebandbereik van een drukschakelaar bepalen
• Selectiecriteria

Deadband van een drukschakelaar

De term 'dode band' zoals gebruikt bij drukschakelaars is het verschil in drukwaarde tussen het setpoint (de druk waarbij de schakelaar in werking treedt) en het resetpunt (de druk waarbij de schakelaar in werking treedt). Het wordt soms door elkaar gebruikt met de termen 'differentiaal' of 'hysterese' van een drukschakelaar. Het belangrijkste doel van een dode band in drukschakelaars is om klapperen van de schakelaar te voorkomen door een drempel te introduceren voor wanneer de elektrische verbinding moet sluiten en openen. Daarom moet een drukschakelaar een deadband hebben om goed te kunnen werken.

Werkingsprincipe dode band

Het principe van de dode band van een drukschakelaar is vrij eenvoudig. Zoals geïllustreerd in Figuur 1, veranderen de variaties in de drukwaarden de status van de schakelaar niet totdat het setpoint is bereikt. De schakelaar blijft in de stand ON totdat de druk onder het resetpunt zakt.

Bijvoorbeeld: Stel je een vloeistofvat voor dat zijn inhoud levert aan een processtroom. Het systeem vereist dat de pomp stopt als de druk boven het setpoint komt. Wanneer de druk weer daalt tot onder het resetpunt, wordt deze weer opgevoerd tot hij weer boven het setpoint komt.

Zonder een dode band zal de schakelaar de pomp continu starten en stoppen als de gemeten druk boven en onder het setpoint komt. Dit is een ongewenste toestand die de pomp kan beschadigen. Door een deadband (of resetpunt) in te stellen, wordt een verschil gecreëerd tussen wanneer de pomp wordt gestopt en wanneer de pomp wordt gestart. Deze eenvoudige oplossing voorkomt het continu starten en stoppen van de pomp, waardoor de levensduur wordt verlengd.

Een ander voorbeeld is wanneer je om veiligheidsredenen probeert te voorkomen dat de zuigzijde van een compressor onder atmosferische omstandigheden werkt. Het instelpunt is 1 bar (14,5 psi) en het resetpunt is 1,5 bar (21,7 psi). De dode band is daarom 0,5 bar (7,2 psi). Met deze configuratie stopt de compressor met werken als de druk aan de zuigzijde onder 1 bar (14,5 psi) zakt, maar begint pas te werken als de druk boven 1,5 bar (21,7 psi) stijgt.

Karakteristieken

Er zijn twee hoofdtypen drukschakelaars: De mechanische drukschakelaar (soms elektromechanische drukschakelaar genoemd) en de elektronische drukschakelaar (vaak solid-state drukschakelaar genoemd).

Mechanische drukschakelaar

De mechanische drukschakelaar wordt geactiveerd door verschillende drukopvoerende principes zoals het gelaste metalen membraan, bourdonbuizen, elastomeer membraan op zuiger, directe zuiger, enz. De robuustheid van het drukdetectieprincipe bepaalt het werkbereik en de mogelijke dodebandwaarden van de drukschakelaar. De drukschakelaars met directe zuiger hebben een grote dode band, terwijl de drukschakelaars met membraan en bourdonbuis een beperkte dode band hebben. De dode banden voor mechanische drukschakelaars worden aangepast met knoppen die aan de schakelaar zijn bevestigd, maar zijn vaak vast ingesteld door de fabrikant of lineair instelbaar met het setpoint.

Elektronische drukschakelaar

De elektronische drukschakelaar wordt geactiveerd door een drukopnemend element dat vergelijkbaar is met druktransmitters. Ze zijn vrij stijf met de mogelijkheid om analoge signalen naar een controller te sturen. De dode band van een elektronische drukschakelaar omvat het volledige werkingsbereik van de drukschakelaar en kan worden ingesteld via digitale displays op de schakelaar of een regelaar.

Dode band selectie

Toepassingen met besturingslogica vereisen doorgaans bredere dode banden in vergelijking met drukschakelaars die worden gebruikt om een alarm te activeren of een gevaarlijke bedrijfstoestand te voorkomen. Een bredere dode band kan nuttig zijn om een pomp te regelen, terwijl een smalle dode band voldoende is om te voorkomen dat een compressor onder atmosferische omstandigheden werkt.

Het dodebandbereik van een drukschakelaar bepalen

Het is belangrijk om te onthouden dat de dode band soms een differentiaal of hysterese van een drukschakelaar wordt genoemd. Voor de meeste mechanische drukschakelaars wordt de dodebandwaarde gespecificeerd in een percentagebereik, meestal 10 - 30%. Dit percentagebereik houdt in dat het verschil tussen het setpoint en het resetpunt een waarde tussen 10 - 30% lager dan het setpoint kan zijn. Met andere woorden, als een setpoint 10 is, dan kan het resetpunt tussen 7 en 9 liggen. In de handleiding van de drukschakelaar staat of de dode band instelbaar is en hoe je deze moet instellen.

Selectiecriteria

• Toepassing: Is er een smalle of brede dode band nodig? Voor besturingsdoeleinden is een bredere dode band meestal voldoende, terwijl voor veiligheidsdoeleinden meestal een smalle dode band nodig is.
• Veld aanpasbaarheid: Is het een vaste deadband die is ingesteld door de fabrikant, instelbaar in het veld of via een regelaar?
• Breed instelbare deadband: Is het bereik van de dode band geschikt voor jouw toepassing?
• Onafhankelijke aanpassingen voor instelpunt en resetpunt: Kunnen het setpoint en het resetpunt onafhankelijk van elkaar worden aangepast of zijn ze lineair afhankelijk?
• Minimale en maximale deadband: Is er een minimale deadbandinstelling waarboven of waaronder de drukschakelaarregeling niet meer consistent is?