压力开关工作原理

睿析仪器

一、压力开关的核心结构

• 压力感应元件
  • 波纹管：金属薄壁管，受压后轴向伸缩，适用于低压检测（如0.1-1MPa）。
  • 膜片：弹性金属或橡胶薄膜，受压变形推动连杆，适用于中低压（如0.01-10MPa）。
  • 活塞：金属活塞在缸体内滑动，受压后直接推动触点，适用于高压（如10-600MPa）。
  • 波纹管+膜片复合结构：结合两者优点，提高灵敏度和耐压性。
    
• 传动机构
  • 将压力感应元件的微小位移放大，驱动开关触点动作。
  • 常见形式：杠杆机构、弹簧-连杆机构、齿轮齿条机构。
    
• 开关触点
  • 微动开关：通过弹簧片瞬时动作实现通断，寿命长（可达100万次以上）。
  • 触点类型：
    • 常开（NO）：压力未达设定值时触点断开，达阈值后闭合。
    • 常闭（NC）：压力未达设定值时触点闭合，达阈值后断开。
    • 双触点：同时具备NO和NC功能，用于复杂控制逻辑。
      
    
    
• 调节机构
  • 弹簧预紧力调节：通过旋转调节螺钉改变弹簧压缩量，设定动作压力值。
  • 差动调节：部分型号可独立调节上升压力（动作阈值）和下降压力（复位阈值），实现滞后控制。
    
  
  

二、工作原理分步解析1. 压力检测阶段

• 压力输入：流体（气体或液体）通过压力接口进入开关内部，作用在感应元件（如膜片）上。
• 形变产生：感应元件受压后发生弹性变形（如膜片凸起、活塞移动），形变量与压力成正比。
  

2. 信号转换与放大

• 机械传动：感应元件的形变通过杠杆或连杆机构放大，驱动微动开关的推杆。
• 阈值比较：当形变量达到设定值时，推杆克服弹簧力，触发微动开关动作。
  

3. 开关动作与输出

• 触点状态变化：
  • 上升动作：压力升至设定值时，NO触点闭合，NC触点断开。
  • 下降复位：压力降至复位阈值（通常低于动作阈值）时，触点恢复初始状态。
    
• 输出信号：
  • 电信号：触点闭合/断开控制继电器、PLC或报警装置。
  • 机械信号：部分型号直接驱动气动或液压阀门。
    
  
  

三、关键性能参数

• 动作压力范围
  • 定义：开关能可靠动作的**至最高压力值（如0.1-10bar）。
  • 选型依据：需覆盖系统实际工作压力波动范围。
    
• 重复精度
  • 定义：多次动作时，实际动作压力与设定值的偏差（通常±1%FS）。
  • 影响：高精度需求场景（如**设备）需选择±0.5%FS以上型号。
    
• 滞后误差
  • 定义：上升动作压力与下降复位压力的差值（如0.5bar）。
  • 调节：通过差动调节机构优化，避免频繁抖动。
    
• 耐压能力
  • 定义：开关能承受的最大瞬时压力（如20bar），超过可能导致永久损坏。
  • 注意：需区分工作耐压和爆破耐压（通常为工作耐压的2-3倍）。
    
• 防护等级
  • 定义：外壳防尘防水能力（如IP65表示完全防尘、防喷水）。
  • 应用：潮湿或粉尘环境需选择IP67及以上等级。