The Basics of Float Switches

O que é uma chave de bóia?

Uma chave de bóia é um tipo de sensor de nível de líquido de contato que usa uma bóia para operar uma chave. As chaves de bóia são normalmente usadas para controlar outros dispositivos como alarmes e bombas quando um nível de líquido sobe ou desce até um ponto específico. Embora existam algumas interruptores de bóia mecânicos (semelhantes à bóia em um tanque sanitário que desliga a água de entrada quando o tanque está “cheio”), este artigo se concentrará nas interruptores de bóia elétricos, bóias que são usadas para abrir e fechar (ou seja circuitos eléctricos.

Tipos de interruptores de bóia

Existem dois tipos de interruptores de bóia: interruptores de bóia montados na haste e interruptores de bóia suspensos por cabo.

Interruptor de bóia montado na haste

Interruptor de bóia montado na haste limita o movimento da bóia para cima e para baixo ao longo de uma haste, e opera numa base de um flutuador. As chaves de bóia montadas na haste podem ser tão simples quanto uma chave de ponto único com uma única haste ou podem ser chaves complexas de múltiplos pontos com até sete flutuadores em uma única haste. As chaves flutuadoras de ponto único podem ser encontradas tanto na orientação vertical como na horizontal.

Chaves flutuadoras com cabo suspenso

Chaves flutuadoras com cabo suspenso, por outro lado, são tão livres quanto os cabos aos quais estão ligados. Se você não amarrar um interruptor de bóia com cabo suspenso, ele irá com o fluxo, tanto quanto o cabo permitir! Embora os interruptores de flutuador com suspensão de cabo sejam todos mecanicamente muito equivalentes (flutuador e cabo), eles podem ser muito mais diversos eletricamente do que os interruptores de flutuador montados na haste. As chaves flutuadoras de cabo podem ser simples, com um único ponto que controla uma chave, ou mais complexas, com até quatro pontos de chave e histerese incorporada.

Como funcionam as chaves flutuadoras?

A maior parte das chaves flutuadoras elétricas funcionam usando um imã para abrir e fechar uma chave reed.

Como funcionam as chaves de bóia montadas na haste

As chaves de bóia montadas na haste utilizam um íman num flutuador que passa por cima da chave reed com a acção ascendente ou descendente do líquido, quer abrindo ou fechando a chave. Nas chaves de bóia montadas na haste horizontal, a bóia gira para longe da chave reed num braço articulado, em vez de flutuar livremente numa haste central.

Como funcionam as chaves de bóia suspensas por cabo

As chaves de bóia suspensas por cabo têm o íman e a chave reed localizada na bóia. À medida que a bóia sobe e desce com o nível do líquido, o íman aproxima-se ou afasta-se mais da chave reed, provocando a sua abertura ou fecho. Em ambos os casos, a mudança do nível do líquido é traduzida para um sinal eléctrico de ligado e desligado pelo movimento do íman.

Chave de flutuação Normalmente Aberta vs. Normalmente Fechada

A parte mais difícil da chave de flutuação é descobrir se uma situação exige uma chave Normalmente Aberta ou Normalmente Fechada. “Normalmente” refere-se à posição mais baixa em que o flutuador pode estar, onde o flutuador não flutua. “Aberto” significa um circuito aberto, que está desligado. Um comutador “Fechado” completa um circuito, ligando-o. Então, para qualquer aplicação, pense se você quer subir ou descer o nível do líquido para acionar uma ação, e se essa ação deve ser ligar ou desligar um circuito (pense em uma bomba ou alarme). Um interruptor normalmente aberto irá desligar um circuito quando o nível do líquido cair. Um interruptor normalmente fechado desligará um circuito à medida que o nível do líquido subir. Por exemplo, se você quiser que seu interruptor de bóia acione um alarme de nível baixo, você usaria um interruptor normalmente fechado. Entretanto, se você precisar desligar uma bomba de esvaziamento quando o nível em um tanque ou reservatório ficar muito baixo, então você usaria um interruptor normalmente aberto.

É importante saber se você precisa de um interruptor de bóia normalmente aberto ou normalmente fechado porque a maioria dos interruptores de bóia vêm com a operação normalmente aberta ou normalmente fechada selecionada no momento da compra. Existem algumas chaves de bóia de um ponto montado na haste que são reversíveis pelo usuário.

Configuração e Melhores Práticas de Instalação das Chaves Flutuantes

algumas chaves de bóia são “plug and play”, e a maioria é bastante fácil de instalar, mas vale a pena rever algumas melhores práticas de configuração e instalação das chaves de bóia.

• Primeiro, e isto é verdade para todas as chaves de bóia, certifique-se de que a chave de bóia que você comprou é a chave de bóia que você recebeu, e que a sua chave de bóia é compatível com o líquido que você vai colocar. Se não é a que você pediu, ou não é compatível, então não vai funcionar, não importa o quão bem você siga o resto destes passos.
• Segundo, verifique se a sua chave de bóia vai se instalar fisicamente corretamente. Quase todas as chaves de bóia montadas na haste penetram no vaso contendo o líquido em que estarão, já que a maioria das hastes não são feitas para serem submersas. Portanto, quer seja montado por fora ou por dentro do vaso, certifique-se de que a chave de bóia está montada corretamente e que a montagem é estanque ao líquido. Uma fuga ao redor da montagem da chave de bóia tenderá a afetar adversamente o desempenho da chave de bóia. Se a sua chave de bóia for uma chave de bóia suspensa por cabo, verificar a sua configuração física pode ser um pouco mais desafiadora, mas não é menos necessária. Você precisará verificar várias coisas:
  1. A caixa de junção à qual a sua chave flutuante suspensa por cabo se conectará acima da marca de água alta (ou qualquer líquido que você esteja monitorando)?
  2. Quando conectada a essa caixa de junção, a sua chave flutuante suspensa por cabo atingirá o ponto de comutação mais baixo desejado?
  3. O seu flutuador com suspensão de cabo precisa de estar ligado para evitar que flutue fora de posição ou no caminho dos tubos de entrada/saída, agitadores, etc.?
  4. É o peso do seu flutuador com suspensão de cabo adequadamente suportado, para que não saia dos terminais da caixa de junção?
• Terceiro, verifique se o seu flutuador se vai integrar correctamente com o seu sistema de controlo. Se só tiver um único interruptor, só precisa de ligar dois fios. Cada interruptor ou ponto de comutação adicional deve adicionar apenas um fio. Você tem o número apropriado de terminais para o número de fios que vêm do(s) seu(s) interruptor(es)? Os seus comutadores estão ligados ao seu sistema de controlo ou circuito de controlo, ou estão directamente em linha com a carga controlada? Se o(s) seu(s) interruptor(es) está(ão) diretamente em linha, você tem proteção adequada para o(s) seu(s) interruptor(es) contra picos de corrente/voltagem?

É possível responder afirmativamente a todas estas perguntas, você está pronto para instalar o seu interruptor de bóia!

Para que aplicações são usados os interruptores de flutuação?

Os interruptores de flutuação são usados para detecção de nível de ponto; ou seja, os interruptores de flutuação fornecem indicação de que um nível de fluido está acima ou abaixo (normalmente aberto), ou abaixo ou abaixo (normalmente fechado) de um nível específico. Isto contrasta com os sensores de medição de nível contínuo, que fornecem uma leitura de nível contínua. As chaves de nível são uma ótima solução se você precisar acionar um alarme, ou ligar ou desligar uma bomba, com base em um nível de líquido específico. Precisa de saber quando o seu tanque de óleo de aquecimento doméstico está reduzido a 15%? Interruptor de bóia! Quer ligar automaticamente uma bomba do poço da cave quando o nível da água chegar a um determinado ponto? Interruptor de bóia! Precisa de controlar as bombas de esvaziamento alternado, com alarmes de nível baixo e baixo? Interruptores de bóia!

Por causa da variedade de materiais, arranjos e capacidades dos interruptores de bóia, um interruptor de bóia pode ser encontrado para quase todas as situações. Espaços pequenos requerem chaves pequenas, montadas em haste, enquanto as chaves de bóia com suspensão de cabo são ideais para espaços com bandas de histerese mais largas. Produtos químicos agressivos requerem interruptores de bóia feitos de materiais mais resistentes e resistentes (como plásticos, ao invés de aço inoxidável). Atmosferas explosivas ou processos de alta pressão e alta temperatura precisam de interruptores com certificações apropriadas.

As interruptores de bóia também são úteis para reduzir a automação complicada. Para alguns sistemas de processo, um CLP central que monitora e executa tudo é necessário para uma operação suave e econômica. Nestas situações, uma chave flutuante é apenas mais uma entrada, mais um ponto de dados em um esquema necessariamente complexo. Mas, para aplicações menores – diga uma bomba ou duas em cada um dos dois interruptores de flutuação de tanques pode ser a chave para o sucesso contínuo. Ligar interruptores de bóia até os relés que controlam as bombas, com um ou dois alarmes de reserva, pode ser toda a automação necessária: esvaziar (ou encher) os tanques quando necessário, fornecer luzes ou buzinas “Ei, as bombas não desligaram!” ou “Ei, as bombas não ligaram!”, e você pode ser ajustado. Se você não precisa de uma leitura de nível constante e contínua, se você só precisa saber quando níveis específicos altos ou baixos são atingidos ou excedidos, então um interruptor de bóia é a resposta que você está procurando.

No final, o tipo, material e operação do interruptor de bóia que você escolher se resumem ao que melhor se adequa à aplicação. Quer seja complicado ou direto para frente, vasos pequenos ou grandes reservatórios, líquidos comuns ou produtos químicos realmente agressivos, há uma chave de bóia que pode se ajustar ao trabalho.

Você está curioso sobre que tipo de chave de bóia funcionará melhor para a sua situação? Você está pronto para descobrir como integrar interruptores de bóia em seu sistema de controle? Deixe os nossos Especialistas em Medição um e-mail, ou ligue para eles agora mesmo! Seu conhecimento especializado ajudará você com uma chave de bóia que fará da medição e controle de nível de líquido uma coisa a menos com que você tem que se preocupar.