压力开关是一种将流体（气体或液体）压力的变化转换为电气开关信号的自动化控制元件。它的核心功能是：当被测介质的压力达到预设阈值时，自动接通或断开电气控制电路。

工作过程详解：

压力开关的工作原理主要基于物理形变 → 机械位移 → 电气触点切换的过程。以下是详细步骤：

1. 压力感知（物理形变）：

   • 流体（气体或液体）通过接口（如G螺纹接口）进入压力开关内部。
   • 流体压力作用在感应元件上。常见的感应元件有：
     • 隔膜/膜片： 薄而柔韧的金属（不锈钢等）或弹性体（橡胶等）材料制成。压力使膜片向上弯曲变形。
     • 波纹管： 褶皱状金属管。压力使其轴向伸长。
     • 活塞： 在缸体内滑动。压力推动活塞移动。
     • 波登管： 呈“C”形弯曲的金属扁管（常用于机械压力表）。压力使其趋于伸直。

2. 形变传递（机械位移）：

   • 感应元件的形变（膜片鼓起、波纹管伸长、活塞移动、波登管伸直）会产生微小但可测量的位移。
   • 这个位移通过机械结构（如连接杆、推杆、齿轮或杠杆机构）传递到开关的执行机构。

3. 预设阈值（设定点调整）：

   • 在安装或调试时，用户需要设定一个目标压力值（称为设定点或切换值）。
   • 这是通过设定机构（通常是一个螺杆、旋钮或刻度盘）来实现的。调整设定机构会改变内部弹簧的预紧力（复位弹簧），或者改变触发机构（如微动开关）相对于感应元件位移的临界位置。
   • 复位弹簧的作用是提供一个反向力，只有当被测压力产生的力足以克服这个弹簧力时，开关才会动作。

4. 触发开关动作（电气触点切换）：

   • 被传递的位移到达预设的临界点时，会作用在一个精密开关机构上。最常用的是微动开关。
   • 微动开关内部包含一个灵敏的簧片和一对或多对电气触点（常开NO、常闭NC）。
   • 感应元件传递的位移推动微动开关内部的推杆/凸轮，导致簧片瞬间动作（“快动”或“跳跃”），使触点状态改变：
     • 常开触点闭合： 当压力升高到设定点时，NO触点闭合，电路导通（用于启动设备，如启动泵）。
     • 常闭触点断开： 当压力升高到设定点时，NC触点断开，电路断开（用于停止设备，如停止压缩机）。
     • （许多开关提供一组常开和一组常闭触点供选择使用）

5. 复位（压力降低）：

   • 当被测介质的压力降低到一定程度（称为复位点或回复点）时，感应元件上的压力减弱。
   • 复位弹簧的弹力变得大于介质压力产生的力，推动感应元件和机械机构回位。
   • 随着位移回退，微动开关的簧片又被释放回原始状态，触点恢复到未触发前的状态（NO断开，NC闭合）。
   • 死区/切换差： 动作点（设定点）和复位点之间的压力差值。这是压力开关固有的特性，由机械摩擦、弹簧特性和开关设计决定。死区越小，控制精度越高，但也可能导致开关过于频繁地动作（颤振）。有时死区是可调的。

6. 输出控制信号：

   • 触点状态的改变（闭合或断开）会改变与之连接的电气控制电路的状态。
   • 这个开关信号通常被送入：
     • PLC（可编程逻辑控制器）的输入模块
     • 继电器/接触器线圈
     • 报警指示灯
     • 控制器输入
   • 最终控制连接到该回路的设备执行操作：
     • 启动/停止电机： 控制泵、压缩机、风机等。
     • 接通/断开电加热器： 控制温度（与压力间接相关）。
     • 发出报警： 指示压力过高或过低。
     • 连锁保护： 确保系统在安全压力范围内运行。

总结关键点：

• 输入： 流体压力作用于感应元件（膜片/波纹管/活塞/波登管）。
• 转换： 压力 → 感应元件形变 → 机械位移。
• 比较： 位移产生的力 与 预设的弹簧力（设定点）进行比较。
• 触发： 当位移力 > 弹簧力，触发微动开关动作。
• 输出： 微动开关触点状态改变（开→关 或 关→开）。
• 控制： 触点变化控制外部电路设备（启动泵、停止压缩机、报警）。
• 复位： 当压力降到复位点（< 设定点 + 死区）时，弹簧力推动机构复位，触点恢复。
• 死区： 开关动作点与复位点之间的压力差。

功能类比：

你可以把它想象成一个由压力驱动的“电灯开关”。当压力足够高（或足够低）时，它就“啪嗒”一下按下去（或弹回来），从而“开灯”或“关灯”（在这里是接通或断开某个控制回路）。

应用场合：

压力开关广泛应用于所有需要对系统压力进行监控、报警或自动控制的领域：工业过程控制（石化、制药、食品饮料）、HVAC、液压和气动系统、水处理、压缩机、泵站、锅炉安全保护、汽车（制动压力、油压）、家用电器（洗衣机、咖啡机）等。它们是保障设备安全和实现自动化运行的关键基础元件之一。