Công tắc dòng chảy: Cấu tạo & nguyên lý hoạt động (2025)

Nếu anh em đã từng có dịp vào các hệ thống nhà máy, các hệ thống PCCC trong các tòa nhà thì sẽ bắt gặp một thiết bị khá quen thuộc, đó là công tắc dòng chảy. Vậy đó là gì và có nguyên lý hoạt động thế nào? Bài viết này sẽ giúp anh em có được câu trả lời chi tiết, cùng kéo xuống đến hết bài nhé.

1. Công tắc dòng chảy là gì?

Anh em có thể hiểu một cách đơn giản: công tắc dòng chảy (hay còn gọi là flow switch) là một thiết bị dùng để xác định xem có dòng chảy của chất lỏng (hoặc đôi khi là khí) bên trong đường ống hay không. Nó hoạt động như một công tắc điện, thường có hai trạng thái ON và OFF. Khi có dòng chảy đạt đến một mức nhất định trong đường ống, công tắc sẽ kích hoạt (đóng/mở) các tiếp điểm điện (thường là NO - Thường Mở / NC - Thường Đóng). Tín hiệu này được sử dụng để điều khiển các thiết bị khác như bật/tắt máy bơm, bật đèn báo, gửi tín hiệu về hệ thống điều khiển...

2. Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động

→ Cấu tạo công tắc dòng chảy

Cấu tạo của flow switch khá đơn giản, thường gồm hai loại chính:

Cấu tạo công tắc dạng cơ (Paddle Flow Switch)

Flow Switch dạng cơ (loại cánh quạt/lá lật) gồm các bộ phận chính sau:

1. Flow direction slice (Paddle/Vane): Là cánh quạt hay lá lật được đặt trong đường ống. Khi có dòng chảy, lực của chất lỏng sẽ đẩy vào lá này.
2. Microswitch: Là bộ phận chứa các tiếp điểm điện NO/NC. Chuyển động của lá lật sẽ kích hoạt công tắc này.
3. Balance spring (Lò xo): Giúp đưa lá lật về vị trí ban đầu khi không có dòng chảy và tạo ra một lực cản nhất định để công tắc chỉ kích hoạt khi dòng chảy đạt ngưỡng.
4. Vỏ bảo vệ (Housing): Bao bọc các bộ phận bên trong.
5. Kết nối cơ khí: Thường là ren để lắp công tắc vào đường ống.

Cấu tạo dạng điện tử (Electronic Flow Switch - Ví dụ: Dinel TFS-35)

Công tắc dòng chảy dạng điện tử, ví dụ như Dinel TFS-35 từ Cộng hòa Séc, được nhiều nhà máy sử dụng vì có độ chính xác cao, độ bền tốt (không có bộ phận chuyển động) và giá thành hợp lý. Loại này thường hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt (thermal dispersion hay calorimetric), có thể phát hiện dòng chảy có lưu lượng rất nhỏ (ví dụ: từ 1cm/s đến 150cm/s).

Công tắc điện tử thường có cấu tạo: 1 đầu cảm biến (probe) đặt trong đường ống và 1 bộ phận xử lý tín hiệu điện tử. Tín hiệu output thường là dạng PNP, NPN hoặc relay, dùng để điều khiển thiết bị khác.

Lưu ý khi lắp đặt: Anh em cần đảm bảo đầu cảm biến ngập hoàn toàn trong lưu chất nhưng không chạm vào thành ống.

→ Nguyên lý công tắc dòng chảy

Về nguyên lý chung, cả hai loại flow switch cơ và điện tử đều hoạt động dựa trên việc phát hiện sự hiện diện hoặc tốc độ của dòng chảy trong đường ống.

• Đối với công tắc dạng cơ: Khi có chất lỏng chảy qua, lực của dòng chảy sẽ đẩy vào lá lật (paddle). Nếu lực này đủ lớn (vượt qua lực cản của lò xo), lá lật sẽ di chuyển và kích hoạt microswitch, làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm NO/NC. Khi dòng chảy dừng lại hoặc yếu đi, lò xo sẽ kéo lá lật về vị trí ban đầu, đưa tiếp điểm về trạng thái cũ.
• Đối với công tắc dạng điện tử (loại nhiệt): Đầu dò thường có hai cảm biến nhiệt độ. Một cảm biến được đốt nóng liên tục, cảm biến còn lại đo nhiệt độ của lưu chất. Khi có dòng chảy, lưu chất sẽ làm mát cảm biến được đốt nóng, tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai cảm biến. Mạch điện tử sẽ phát hiện sự chênh lệch này (tỷ lệ với tốc độ dòng chảy) và kích hoạt ngõ ra khi tốc độ dòng chảy đạt ngưỡng cài đặt.

3. Phân loại công tắc dòng chảy

Trên thị trường có rất nhiều loại flow switch, tuy nhiên có hai loại chính được phân loại dựa theo cấu tạo và nguyên lý hoạt động như đã nêu ở trên:

• Công tắc dòng chảy dạng cơ (Mechanical Flow Switch): Sử dụng lá lật (paddle), piston, hoặc các bộ phận cơ khí khác để phát hiện dòng chảy. Ưu điểm là đơn giản, giá rẻ, không cần nguồn điện cấp (đối với loại chỉ có tiếp điểm cơ). Nhược điểm là có thể bị kẹt do cặn bẩn, độ chính xác không cao bằng loại điện tử, tạo tổn thất áp suất nhỏ.
• Công tắc dòng chảy dạng điện tử (Electronic Flow Switch): Sử dụng các nguyên lý như nhiệt (thermal), siêu âm (ultrasonic), điện từ (electromagnetic)... để phát hiện dòng chảy. Ưu điểm là độ chính xác cao, độ nhạy cao (phát hiện được dòng chảy rất nhỏ), không có bộ phận chuyển động nên bền hơn, ít bị ảnh hưởng bởi cặn bẩn. Nhược điểm là cần nguồn điện cấp và thường có giá thành cao hơn.

4. Tác dụng của công tắc dòng chảy

Ngoài chức năng chính là kiểm tra xem có dòng chảy trong đường ống hay không, công tắc dòng chảy còn có nhiều ứng dụng quan trọng khác:

→ Flow Switch dùng trong bảo vệ máy bơm

Đây là một ứng dụng rất quan trọng giúp bảo vệ máy bơm, đảm bảo tuổi thọ và độ bền. Công tắc dòng chảy giúp tránh tình trạng bơm chạy không tải (chạy khô) khi không có nước hoặc chất lỏng trong đường ống, vì chạy khô sẽ dẫn đến quá nhiệt và cháy máy bơm.

Khi máy bơm khởi động, nếu có nước chảy trong đường ống, dòng chảy sẽ tác động vào công tắc dòng chảy (lắp sau bơm), làm thay đổi trạng thái tiếp điểm (ví dụ từ NO sang đóng). Tín hiệu này được đưa về bộ điều khiển để xác nhận là bơm đang hoạt động có tải. Nếu sau một khoảng thời gian nhất định (được đặt bằng timer) mà công tắc dòng chảy không được kích hoạt (nghĩa là không có dòng chảy), timer sẽ ngắt nguồn điện của máy bơm để bảo vệ.

→ Công tắc dòng chảy trong hệ thống PCCC (Phòng Cháy Chữa Cháy)

Công tắc dòng chảy được sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống chữa cháy tự động bằng nước (sprinkler) của hệ thống PCCC. Chức năng chính là phát hiện và báo hiệu cho trung tâm biết hệ thống sprinkler đang hoạt động (có nước chảy trong đường ống).

Tại mỗi tầng hoặc mỗi khu vực (zone) của hệ thống sprinkler, người ta thường lắp đặt một công tắc dòng chảy. Khi có sự cố cháy, đầu phun sprinkler bị kích hoạt bởi nhiệt độ sẽ bung ra và phun nước. Dòng nước chảy trong đường ống đi đến đầu phun sẽ đi qua công tắc dòng chảy, tác động vào lá lật làm thay đổi trạng thái tiếp điểm.

Tín hiệu từ tiếp điểm này được kết nối về tủ trung tâm báo cháy (thường thông qua module giám sát). Nhờ đó, trung tâm có thể biết được khu vực nào đang có cháy (nơi hệ thống sprinkler đang hoạt động) và kích hoạt các biện pháp khác như chuông báo động, gọi cứu hỏa...

Ngoài ra, nó còn dùng để đóng/mở công tắc điện, bảo vệ cho hệ thống điện của máy nước nóng (trong một số ứng dụng khác). Khi áp lực nước quá yếu, công tắc sẽ lập tức ngắt nguồn điện để đảm bảo an toàn.

5. Hướng dẫn lắp đặt công tắc dòng chảy (dạng cơ)

Cách lắp đặt flow switch dạng cơ vô cùng đơn giản chỉ trong vài thao tác cơ bản như sau:

1. Xác định vị trí lắp đặt trên đường ống (thường là trên đoạn ống thẳng, cách các co, van một khoảng nhất định theo khuyến cáo của nhà sản xuất).
2. Cắt ống và lắp một co chữ T (Tee fitting) vào vị trí đó.
3. Vặn công tắc dòng chảy vào phần lỗ ren trên cùng của co chữ T. Chú ý chiều mũi tên trên thân công tắc phải trùng với chiều dòng chảy trong ống. Đảm bảo lá lật (paddle) có kích thước phù hợp với đường kính ống và không bị vướng vào thành ống.
4. Quấn băng tan (cao su non) vào phần ren để đảm bảo kín nước.
5. Kết nối dây điện từ các tiếp điểm NO/NC đến thiết bị cần điều khiển.

Như vậy là anh em đã hoàn tất xong bước lắp đặt công tắc.

6. TOP 04 thương hiệu Flow Switch nên dùng

Sau đây là top 4 thương hiệu công tắc dòng chảy đáng đồng tiền bát gạo, anh em có thể yên tâm tham khảo:

#1 Potter (Mỹ)

Thương hiệu đầu tiên được gọi tên là Potter - một thương hiệu rất nổi tiếng của Mỹ, đặc biệt trong lĩnh vực thiết bị PCCC. Các sản phẩm công tắc dòng chảy của Potter được sử dụng rất nhiều trong các hệ thống cứu hỏa, PCCC vì độ tin cậy cao, đạt các chứng chỉ quốc tế (UL/FM) và có độ bền bỉ thách thức với thời gian.

#2 Honeywell (Mỹ)

Công tắc dòng chảy Honeywell cũng là một thương hiệu lớn và uy tín của Mỹ. Honeywell cung cấp đa dạng các loại cảm biến và thiết bị điều khiển công nghiệp, bao gồm cả công tắc dòng chảy chất lượng cao, có độ bền và tuổi thọ tốt, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.

#3 Autosigma (Hàn Quốc)

Với thương hiệu Autosigma đến từ Hàn Quốc, ưu điểm lớn của các sản phẩm này là giá thành cạnh tranh hơn so với các hãng Mỹ/Châu Âu, trong khi vẫn đảm bảo chất lượng tốt và đáp ứng đầy đủ công dụng cần có của một công tắc dòng chảy, đặc biệt phổ biến trong các hệ thống HVAC và PCCC tại Châu Á.

#4 Dinel (Cộng hòa Séc - Loại điện tử TFS-35)

Công tắc dòng chảy Dinel TFS-35 là một ví dụ điển hình cho dòng công tắc điện tử (dạng nhiệt) đến từ Cộng hòa Séc. Loại này cho độ chính xác và độ nhạy rất cao, phù hợp cho các ứng dụng cần phát hiện dòng chảy nhỏ hoặc yêu cầu độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp.

7. Cần lưu ý gì khi dùng và bảo trì công tắc dòng chảy?

Khi dùng công tắc cảm biến dòng chảy, anh em cần lưu ý một số điều sau đây để đảm bảo công tắc được sử dụng và bảo trì đúng cách, hoạt động hiệu quả và an toàn.

→ Trước khi bảo dưỡng

• Ngắt nguồn điện: Luôn luôn rút phích cắm hoặc ngắt cầu dao cấp điện cho hệ thống liên quan trước khi thực hiện bất kỳ thao tác bảo dưỡng nào trên công tắc dòng chảy.
• Cô lập hệ thống: Đóng các van chặn ở hai đầu đoạn ống chứa công tắc và xả áp suất (nếu có) trước khi tháo công tắc hoặc mở nắp kiểm tra. Tắt máy bơm liên quan.
• Kiểm tra nguy cơ: Nếu đường ống bị ăn mòn hoặc có nhiều cặn rắn bám vào lá lật, công tắc có thể bị kẹt hoặc hoạt động sai. Cần kiểm tra và xử lý các vấn đề này.

→ Trong quá trình bảo dưỡng

Đối với công tắc dạng cơ:

• Dùng tô vít mở các ốc trên nắp vỏ (housing).
• Kiểm tra và vệ sinh nhẹ nhàng bên trong khoang chứa microswitch, loại bỏ bụi bẩn, ẩm ướt.
• Kiểm tra lá lật, đảm bảo nó di chuyển tự do, không bị kẹt, cong vênh. Vệ sinh lá lật nếu có cặn bẩn bám vào.
• Kiểm tra các điểm nối dây điện, đảm bảo chắc chắn, không bị oxy hóa.
• Sau khi kiểm tra, lắp lại nắp vỏ, siết ốc vừa đủ lực.

Đối với công tắc dạng điện tử:

• Thường ít yêu cầu bảo dưỡng cơ khí hơn. Chủ yếu là kiểm tra kết nối điện, nguồn cấp.
• Nếu đầu dò bị bám bẩn nhiều, có thể cần tháo ra vệ sinh theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Cuối cùng lắp lại công tắc (nếu đã tháo), mở van, cấp điện và kiểm tra hoạt động.

→ Một số việc cần tránh

Cần tránh một số điều sau đây để đảm bảo an toàn và tuổi thọ thiết bị:

• Tuyệt đối không mở nắp công tắc flow switch khi đang có điện.
• Không để nước bắn vào khu vực microswitch hoặc mạch điện tử.
• Không kết nối dây điện khi chưa tắt nguồn.
• Đảm bảo công tắc được nối đất đúng cách (nếu có yêu cầu). Không nối đất vào đường ống gas.
• Không đập mạnh hoặc tác động lực mạnh vào công tắc.
• Không tự ý vặn các vít điều chỉnh khác ngoài vít cài đặt ngưỡng hoạt động (nếu có).
• Không kết nối tải có công suất vượt quá định mức cho phép của tiếp điểm công tắc, vì có thể gây cháy tiếp điểm. Nên dùng qua rơ-le trung gian nếu tải lớn.
• Luôn lắp đặt công tắc theo đúng chiều mũi tên chỉ thị dòng chảy. Lắp ngược sẽ khiến công tắc không hoạt động hoặc hoạt động sai.
• Tránh sử dụng công tắc trong môi trường có nhiều bọt khí hoặc chất lỏng lẫn khí, vì có thể gây hoạt động không ổn định.
• Sử dụng chất lỏng tương thích với vật liệu của công tắc (đặc biệt là lá lật và gioăng kín), tránh bị ăn mòn.
• Tránh lắp đặt ở nơi có rung động mạnh hoặc va đập thường xuyên.
• Hạn chế tốc độ dòng chảy quá cao (ví dụ: trên 2m/s với một số loại cơ bản), có thể làm hỏng lá lật.

Tham khảo thêm từ Mecsu

>>> 100+ Mã Sản Phẩm Dây Rút: https://mecsu.vn/san-pham/day-rut-nhua.5op

>>> 1000+ Mã Sản Phẩm Đầu Cosse: https://mecsu.vn/san-pham/dau-cosse.Q1j

Mời anh em xem thêm nhé:

•  [Tiêu Chuẩn] Bảng kích thước tắc kê sắt đúng nhất
•  Cách Đấu Công Tắc Điện 1 Chiều Vào Bóng Đèn
•  [Tiêu Chuẩn] Bảng kích thước tắc kê nhựa chính xác

Như vậy là bài viết vừa đề cập đến khái niệm cũng như các thông tin liên quan đến công tắc dòng chảy. Hy vọng anh em sẽ có thêm nhiều kiến thức và kinh nghiệm bổ ích để lựa chọn cho mình một công tắc tốt. Theo dõi các bài viết tiếp theo để biết thêm nhiều điều bổ ích khác nhé.