Ein Schwimmerschalter ist eine Art Kontaktsensor für Flüssigkeitsstände, der einen Schwimmer zur Betätigung eines Schalters verwendet. Schwimmerschalter werden in der Regel dazu verwendet, andere Geräte wie Alarme und Pumpen zu steuern, wenn ein Flüssigkeitspegel bis zu einem bestimmten Punkt steigt oder fällt. Es gibt zwar auch mechanische Schwimmerschalter, aber dieser Artikel konzentriert sich auf elektrische Schwimmschalter, also Schwimmer, die zum Öffnen und Schließen (d. h. Aus- und Einschalten) von Stromkreisen verwendet werden.
Arten von Schwimmerschaltern
Es gibt zwei Arten von Schwimmerschaltern: Schwimmerschalter mit Stangenmontage und Schwimmerschalter mit Kabelaufhängung.
Stangenmontierte Schwimmerschalter
Stangenmontierte Schwimmerschalter beschränken die Bewegung des Schwimmers auf Auf- und Abwärtsbewegungen entlang einer Stange und arbeiten auf der Basis „ein Schwimmer – ein Niveau“. Sie können als einfache Einpunktschalter mit einem einzelnen Schwimmer an einer Stange oder als komplexe Mehrpunktschalter mit bis zu sieben Schwimmern an einer einzigen Stange ausgeführt sein. Ein-Punkt-Schwimmerschalter gibt es sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Ausrichtung.
Kabelaufgehängte Schwimmerschalter
Kabelgebundene Schwimmerschalter hingegen sind so frei wie die Kabel, an denen sie befestigt sind. Wenn Sie einen kabelgebundenen Schwimmerschalter nicht festbinden, schwimmt er mit der Strömung, soweit es das Kabel zulässt! Während Schwimmerschalter mit Kabelaufhängung mechanisch ziemlich gleichwertig sind (Schwimmer und Kabel), können sie elektrisch sehr viel vielfältiger sein als Schwimmerschalter mit Stangenbefestigung. Kabelschwimmerschalter können einfach sein, mit einem einzigen Punkt, der einen Schalter steuert, oder komplexer, mit bis zu vier Schaltpunkten und eingebauter Hysterese.
Wie funktionieren Schwimmerschalter?
Fast alle elektrischen Schwimmerschalter arbeiten mit einem Magneten, der einen Reed-Schalter öffnet und schließt.
Funktionsweise von stangenmontierten Schwimmerschaltern
Schwimmerschalter mit Stangenbefestigung verwenden einen Magneten in einem Schwimmer, der sich mit der steigenden oder fallenden Bewegung der Flüssigkeit über den Reed-Schalter bewegt und den Schalter entweder öffnet oder schließt. Bei Schwimmerschaltern mit waagerechter Spindel dreht sich der Schwimmer an einem Gelenkarm vom Reedschalter weg, anstatt frei auf einer zentralen Spindel zu schwimmen.
Funktionsweise von kabelaufgehängten Schwimmerschaltern
Bei kabelaufgehängten Schwimmerschaltern befinden sich sowohl der Magnet als auch der Reedschalter im Schwimmer. Wenn der Schwimmer mit dem Flüssigkeitsstand steigt und fällt, bewegt sich der Magnet näher an den Reedschalter heran oder entfernt sich von ihm, so dass er sich öffnet oder schließt.
In beiden Fällen wird der wechselnde Flüssigkeitsstand durch die Bewegung des Magneten in ein elektrisches Ein-Aus-Signal umgewandelt.
offene oder geschlossene Schwimmerschalter
Der schwierigste Teil bei Schwimmerschaltern ist die Entscheidung, ob eine Situation einen normal offenen oder normal geschlossenen Schalter erfordert. „Normalerweise“ bezieht sich auf die niedrigste Position, in der sich der Schwimmer befinden kann und nicht schwimmt. „Offen“ bedeutet einen offenen Stromkreis, der ausgeschaltet ist. Ein „geschlossener“ Schalter schließt einen Stromkreis und schaltet ihn ein. Überlegen Sie also bei jeder Anwendung, ob ein steigender oder fallender Flüssigkeitsstand eine Aktion auslösen soll und ob diese Aktion einen Stromkreis (z. B. eine Pumpe oder einen Alarm) ein- oder ausschalten soll. Ein normalerweise offener Schalter schaltet einen Kreislauf AUS, wenn der Flüssigkeitspegel fällt.
Ein normalerweise geschlossener Schalter schaltet einen Kreislauf AUS, wenn der Flüssigkeitsstand steigt.
Wenn Sie zum Beispiel möchten, dass Ihr Schwimmerschalter einen Alarm bei niedrigem Füllstand auslöst, würden Sie einen normalerweise geschlossenen Schalter verwenden. Wenn Sie jedoch eine Entleerungspumpe ausschalten müssen, wenn der Füllstand in einem Tank oder Reservoir zu niedrig wird, dann würden Sie einen normalerweise offenen Schalter verwenden.
Es ist wichtig zu wissen, ob Sie einen normal offenen oder normal geschlossenen Schwimmerschalter benötigen, da bei den meisten Schwimmerschaltern zum Zeitpunkt des Kaufs der normal offene oder normal geschlossene Betrieb ausgewählt wird. Es gibt einige Einpunkt-Schwimmerschalter mit Spindelmontage, die vom Benutzer umkehrbar sind.
Für welche Anwendungen werden Schwimmerschalter eingesetzt?
Schwimmerschalter werden zur punktuellen Füllstandserkennung eingesetzt, d. h. sie zeigen an, ob sich ein Flüssigkeitspegel auf oder über (normalerweise offen) oder auf oder unter (normalerweise geschlossen) einem bestimmten Niveau befindet. Dies steht im Gegensatz zu Sensoren zur kontinuierlichen Füllstandsmessung, die eine kontinuierliche Füllstandsanzeige liefern. Schwimmerschalter sind eine hervorragende Lösung, wenn Sie einen Alarm auslösen oder eine Pumpe ein- oder ausschalten möchten, der auf einem bestimmten Flüssigkeitsstand basiert. Sie möchten wissen, wann Ihr Heizöltank nur noch 15 % beträgt, dann ist dieser Schalter sehr gut.
Möchten Sie eine Kellerpumpe automatisch einschalten, wenn der Wasserstand einen bestimmten Punkt erreicht, dann ist der Schwimmerschalter eine sehr gute Wahl.
Aufgrund der Vielfalt an Materialien, Anordnungen und Möglichkeiten von Schwimmerschaltern lässt sich für fast jede Situation ein Schwimmerschalter finden. Kleine Räume erfordern kleine, an der Spindel montierte Schalter, während kabelaufgehängte Schwimmerschalter ideal für Räume mit breiteren Hysteresebändern sind. Aggressive Chemikalien erfordern Schwimmerschalter aus stärkeren, widerstandsfähigeren Materialien (wie Kunststoff anstelle von Edelstahl). Explosionsgefährdete Umgebungen oder Hochdruck- und Hochtemperaturprozesse erfordern Schalter mit entsprechenden Zertifizierungen.
bei Automatisierungen
Schwimmerschalter sind auch hilfreich, um komplizierte Automatisierungen zu reduzieren. Bei einigen Prozesssystemen ist eine zentrale SPS, die alles überwacht und steuert, für einen reibungslosen, kostengünstigen Betrieb erforderlich. In diesen Fällen ist ein Schwimmerschalter lediglich ein weiterer Eingang, ein weiterer Datenpunkt in einem zwangsläufig komplexen System. Aber für kleinere Anwendungen – z. B. eine oder zwei Pumpen in jedem der Tanks – können Schwimmerschalter der Schlüssel zum dauerhaften Erfolg sein.
Der Anschluss von Schwimmerschaltern an die Relais, die die Pumpen steuern, zusammen mit einem oder zwei Backup-Alarmen, könnte die einzige notwendige Automatisierung sein: Leeren (oder füllen) Sie die Tanks bei Bedarf, geben Sie „Hey, die Pumpen haben sich nicht ausgeschaltet“ oder „Hey, die Pumpen haben sich nicht eingeschaltet“ Lichter oder Hupen aus, und Sie können loslegen. Wenn Sie keine konstante, kontinuierliche Füllstandsanzeige benötigen, sondern nur wissen wollen, wann bestimmte Höchst- oder Tiefststände erreicht oder überschritten werden, dann ist ein Schwimmerschalter die richtige Lösung für Sie.
je nach Anwendung
Letztendlich hängt die Wahl des Typs, des Materials und der Funktionsweise des Schwimmerschalters davon ab, was für die jeweilige Anwendung am besten geeignet ist. Ob kompliziert oder einfach, ob kleine Behälter oder große Reservoirs, ob gewöhnliche Flüssigkeiten oder wirklich aggressive Chemikalien – es gibt einen Schwimmerschalter, der für die jeweilige Aufgabe geeignet ist.
Sind Sie neugierig, welche Art von Schwimmerschalter für Ihre Situation am besten geeignet ist? Möchten Sie herausfinden, wie Sie Schwimmerschalter in Ihr Steuerungssystem integrieren können? Ihr Fachwissen hilft Ihnen, einen Schwimmerschalter zu finden, mit dem Sie sich um die Messung und Steuerung von Flüssigkeitsständen keine Sorgen mehr machen müssen. Dieser Artikel ist hoffentlich hilfreich und Sie finden die passenden Infos.
Installation von Schwimmerschaltern
Einige Schwimmerschalter sind „Plug and Play“, und die meisten sind recht einfach zu installieren, aber es lohnt sich, einen Moment auf einige bewährte Verfahren für die Einrichtung und Installation von Schwimmerschaltern einzugehen.
Zunächst einmal, und das gilt für alle Schwimmerschalter, sollten Sie sich vergewissern, dass der Schwimmerschalter, den Sie gekauft haben, auch der Schwimmerschalter ist, den Sie erhalten haben, und dass Ihr Schwimmerschalter mit der Flüssigkeit kompatibel ist, in die Sie ihn einbauen wollen. Wenn es sich nicht um den bestellten Schalter handelt oder er nicht kompatibel ist, wird er nicht funktionieren, egal wie gut Sie den Rest dieser Schritte befolgen.
überprüfen
Überprüfen Sie zweitens, ob Ihr Schwimmerschalter auch wirklich korrekt eingebaut wird. Fast alle Schwimmerschalter, die mit einer Spindel montiert werden, durchdringen das Gefäß, in dem sich die Flüssigkeit befindet, in die sie eingetaucht werden sollen, da die meisten Spindeln nicht zum Eintauchen gedacht sind. Unabhängig davon, ob der Schwimmerschalter von außen oder von innen in den Behälter eingebaut wird, müssen Sie sicherstellen, dass der Schwimmerschalter korrekt montiert wird und dass die Befestigung flüssigkeitsdicht ist. Eine undichte Stelle an der Halterung des Schwimmerschalters wirkt sich negativ auf die Leistung aus.