레벨스위치(level switch)는 액체의 수위를 감지하여 접점출력을 내는 제품을 말한다. 일반적으로 고수위/저수위 경보에 사용한다.
레벨스위치는 액체면의 높이가 일정한 레벨이 되었을 때에 신호를 출력하는 스위치이다. 레벨 게이지가 레벨의 연속측정에 사용되는 데 대하여, 레벨의 상하한을 관리하는 목적에 사용되며, 정밀도보다도 신뢰성이나 안정성에 중점이 놓여진다. 레벨 게이지와 같은 원리의 센서가 많지만, 레벨 스위치용으로서 널리 사용되고 있는 것으로 진동식 센서가 있다. 음차(소리굽쇠) 또는 진동막에 전왜(電歪) 소자 등으로 그 고유 진동수와 같은 진동을 주어놓고, 측정물이음차 또는 진동막에 접했을 때 진동이 정지하거나 기계 임피던스가 변화하는 것을 검출하여 신호를 출력한다. 가동부가 없고 콤팩트하고 또 신뢰성이나 내구성 등에 있어서 우수하다.
종류 및 특징[편집]
플로트 레벨 스위치[편집]
가장 기본적인 형태의 레벨스위치이다. 액체에 뜨는 Float(부력체)로 레벨을 측정하는 제품이며 탱크의 수위를 측정하는 애플리케이션에 굉장히 무난하고 저렴하게 적용된다. 타입은 Top Mounted, Side Mounted 두가지 타입이 있으며 원리가 서로 다르다. Top Mounted는 Float 내부에 Magnet이 중앙 원통 내부 리드스위치(Reed switch)를 지날 시 리드스위치가 동작하여 접점출력을 내보낸다. Side Mounted는 플로트가 물에 뜨면 부력체 Lever 및 Body 내부에 부착된 영구자석에 의해 리미트 스위치(limit switch)를 누르는 형식으로 되어 있다.
오뚜기 레벨스위치[편집]
오뚜기 레벨스위치(Quick Float Level Switch)는 여러 개의 둥근 부력체가 달린 형태의 레벨스위치이다. 구조적으로 헤드/부력체를 제외하고는 딱딱한 부분이 없어 일반적으로 폴리에틸렌(Polyethylene), ABS, PVC 등 내화학성에 강한 재질로 구성된다. 따라서 오수탱크 등에 많이 적용된다. 그리고 헤드/부력체를 제외한 나머지가 전부 케이블로 구성되어 있기 때문에 사용자가 레벨 스위칭 포인트를 마음대로 조절할 수 있다는 장점도 있다. 부력체 내부의 구슬이 부력체의 상승에 의해 부력체 내에서 이동하여 내부에 부착된 리미트 스위치를 동작시켜 접점출력을 내보는 구조이다.
디스플레이서 레벨스위치[편집]
디스플레이서 레벨스위치(Displacer Level Switch)는 레벨 감지 접점출력을 내보내는 스위치 부분이 탱크와 완벽하게 격리되어 있는 제품이다. 따라서 굉장히 가혹한 환경에서 레벨을 측정하는데 사용된다. 고온, 진동 등 글로만 설명하기엔 한계가 있는 제품이라 아래 분해도를 첨부한다. Displacer(부력체)가 부력에 의해 뜨게 되면 내부에 부착된 Core가 탱크 외부의 하우징(Housing) 내부에서 움직이게 된다. 이 때 자석(Magnet)이 반응/움직여서 구조적으로 리미트스위치를 동작시키게 된다. 디스플레이서를 2개를 둬서 상한/하한 제어를 할 수 있으며 Clamp(고정링)을 조절하여 디스플레이서의 위치를 간편하게 변경할 수도 있다.
전극봉 레벨스위치[편집]
전극봉 레벨스위치(Electrode Level Switch)는 부유물이 없고 전도성이 있는 액체, 일반적으로 물탱크에 많이 사용된다. 전극봉 특성 상 부유물질이 달라붙거나 고체가 부딪혀 충격을 주게 되면 동작에 이상이 발생할 수 있다. 가격이 매우 저렴하며 물탱크의 상/하한 제어에 굉장히 많이 사용된다. 각 전극봉을 원하는 길이만큼 자르고 피복을 벗겨 희망 레벨을 셋팅한다. 이후 차오른 액체에 의해 전극봉 끼리 단락쇼트되면 전기가 흐르게 되고 설정된 레벨에 도달했다는 접점출력이 발생한다. 적절한 전용 컨트롤러와 함께 사용하거나 컨트롤러가 내장된 제품을 사용한다.
패들타입 레벨스위치[편집]
패들타입 레벨스위치(Paddle Level Switch)는 분체 또는 고체의 레벨 측정에 특화된 제품이다. 호퍼 or 사일로에 사용되며 검출대상체가 다소 변경되어도 측정에 무리가 없다. 심플한 기계식 구조로 진동충격에 다소 강하다. 내부 모터에 의해 부착된 패들이 계속 회전하게 된다.(1RPM 정도로 매우 느리게) 이 때 검출체가 패들에 닿게 되면 부하가 높아져 패들이 멈추게 된다. 대신 축에 부착된 Cluch가 내부에서 회전하며 내부 리미트스위치를 눌러 접점출력을 발생시킨다.
정전용량식 레벨스위치[편집]
정전용량식 레벨스위치(Capacitance Level Switch)는 액체 및 고체에 둘 다 적용 가능한 제품이다. 특별한 구동부가 없는 전기적인 제품이므로 수명이 매우 길다. 다만 내부 액체가 변경(변질) 될 경우 감도조절이 필요할 수 있다. 이 제품은 탱크 외벽과 제품의 Probe 사이에 차오른 물질의 정전용량값을 토대로 접점출력을 발생시킨다. 모든 물질은 유전율이 다르기 때문에 정확한 사용을 위해서는 감도조절이 필요하다. 유전율이 서로 다른 두 물체의 경계면을 측정하는 용도로도 사용이 가능하다.
광방식 레벨스위치[편집]
광방식 레벨스위치(Optical Level switch)는 일단 크기가 정말 작다. 손가락 반정도의 크기로 크기가 작은 만큼 단가도 다소 저렴하다. 다른 레벨스위치와는 크기가 확연히 다르기에 장비 내부에 많이 적용된다.(반도체, 의료, 산업용 장비) 빛의 굴절률을 이용한 제품이며 발광부에서 방출된 빛은 건조한 상태에서는 TIP 내부에서
반사를 거쳐 수광부로 들어간다. 만약 TIP 표면에 액체가 닿게 되면 빛의 반사각이 변하여 대부분의 빛이 액체로 빠져나가게 된다.(TIP 표면의 굴절률 변화로 인함)
진동식 레벨스위치[편집]
진동식 레벨스위치(Vibration level switch)는 액체 및 고체에 전부 사용 가능한 제품이다. 튜닝포크 레벨스위치라고도 한다. 가격이 다소 비싸지만 정말 굉장히 견고하다. 사용한지 16년 된 제품이 너무 멀쩡해서 놀랄 정동이다. 제품의 원리는 진동수 변화를 감지하는 것이다. 전원 인가시, 튜닝 포크는 공기 중에서 설정된 고유진동수로 일정하게 진동한다. 이 때 차오른 검출대상체가 튜닝포크에 닿으면 설정된 진동수보다 더 느리게 진동하게 되는데 이를 감지하여 내부 제어부에서 접점 출력을 발생시켜 동작된다. 검출부의 전체를 스테인리스강으로 제작 굉장히 견고하기 때문에 하드한 환경에 사용한다.
레벨스위치 선정[편집]
레벨스위치 선정을 위해서는 아래와 같은 정보가 필요하다. 일반적으로 스위치류는 안전상의 이유로 설치하는 경우가 대부분이므로 안전을 위해 정확한 제품을 선정하는 것이 매우 중요하다
- Application(레벨스위치 종류 결정)
- Level 제어포인트 수(1 2 3 4 Point)
- Length(레벨센서의 필요 길이)
- Material(부식 등 여부)
- Operating Temperature
- Operating Pressure
- Contact Rating
동영상[편집]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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