ทำความรู้จักกับเครื่องวัดอัตราการไหล
เครื่องวัดอัตราการไหล หรือ ที่เราเรียกว่า flow meter คืออุปกรณ์ที่ใช้วัดปริมาณหรืออัตราการไหลของของไหล (ทั้งของเหลวและก๊าซ) ที่ผ่านตัวเครื่องในหน่วยเวลาหรือปริมาตรหรือมวล เช่น ลิตรต่อวินาที (L/s), ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง (m³/h) หรือกิโลกรัมต่อชั่วโมง (kg/h) เป็นต้น ซึ่ง หลักการทำงาน flow meter จะแตกต่างกันไปตามชนิด และลักษณะการใช้งาน เช่น
- วัดจากความดันที่เปลี่ยนแปลง (Differential Pressure) : ใช้การติดตั้งอุปกรณ์กีดขวางความดัน แล้วคำนวณอัตราการไหลจากความต่างของความดันทั้งสองฝั่ง
- วัดจากปริมาตรคงที่ (Positive Displacement) : เก็บและปล่อยของไหลทีละหน่วยปริมาตรที่ทราบขนาดชัดเจน จึงได้ค่าที่แม่นยำ
- วัดจากความเร็ว (Velocity) : เช่น Turbine, Ultrasonic, Electromagnrtic วัดความเร็วของของไหลแล้วเปลี่ยนเป็นอัตราการไหล (Flow rate)
โดยทั่วไปจะเลือกใช้ชนิดที่เหมาะสมกับลักษณะของไหล (สะอาด มีตะกอน นำไฟฟ้าฯลฯ) ความแม่นยำที่ต้องการ และสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง เช่น งานอุตสาหกรรมเคมี ระบบประปา งานบำบัดน้ำเสีย หรือกระบวนการผลิตก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น
เครื่องวัดการไหล (Flow Meter) มีกี่ประเภท
หากนับตาม หลักการทำงาน flow meter มี 7 กลุ่มหลัก แต่ละกลุ่มมีชนิดย่อยอีกหลายแบบ ให้เลือกตามลักษณะของไหล ความแม่นยำที่ต้องการ ต้นทุน และสภาวะแวดล้อมที่ติดตั้งครับ ในบทความนี้จะพูดสรุปถึง flow meter ทั้ง 7 กลุ่มโดยสรุป รวมทั้งข้อดีและข้อเสีย เพื่อที่คุณจะได้นำไปใช้งานได้อย่างถูกต้อง
1. Differential Pressure
เครื่องวัดการไหลชนิดนี้ทำงานด้วยหลักการ Bernouli โดยความดันของของไหลจะลดลงเมื่อความเร็วของไหลเพิ่มขึ้น การติดตั้ง orifice plate หรือ venturi tube ไว้ในเส้นทางการไหลของของเหลว ทำให้เกิดความแตกต่างของความดันระหว่างด้านหน้าและหลังอุปกรณ์ เมื่ความดันต่างกัน อัตราการไหลจะคำนวณจากการวัดค่าความดันทั้งสองฝั่ง
ข้อดี
- ใช้งานได้ดีกับของเหลว ก๊าซ และไอน้ำ
- มีความเชื่อถือสูงและใช้ได้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย
ข้อเสีย
- การวัดอาจมีความคลาดเคลื่อนในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดัน
- ต้องการการบำรุงรักษาเพื่อป้องกันการสะสมของสิ่งสกปรกในอุปกรณ์
Series ISB/1
Series ISB/1 EP
Series ISB/2
Series ISB/2
ดู Differential Pressure Flow Meter ทั้งหมดที่มีจำหน่าย คลิกที่นี่
2. Positive Displacement
เครื่องวัดการไหลชนิดนี้จะจับปริมาตรของของเหลวที่ไหลผ่านอุปกรณ์ในช่วงเวลาหนึ่ง โดยใช้กลไกลเชิงบวก เช่น ลูกสูบ หมุนรอบ หรือ เฟือง (Rotary Piston, Gear Meter) แต่ละรอบของการหมุนหรือการเคลื่อนที่ของส่วนประกอบภายในจะเท่ากับปริมาตรที่แน่นอน ดังนั้น จำนวนรอบจะบ่งบอกถึงปริมาตรของของเหลวที่ไหลผ่าน
ข้อดี
- ความแม่นยำสูงโดยเฉพาะกับของเหลวที่มีความหนืด ไม่ได้รับผลกระทบจากความผันผวนของการไหล
ข้อเสีย
- มีส่วนเคลื่อนไหวที่อาจสึกหรอ ทำให้ต้องมีการบำรุงรักษาเป็นประจำ
- ไม่เหมาะกับของเหลวที่มีสิ่งสกปรกหรือนุภาคปนเปื้อนภายใน
ดูเครื่องวัดการไหลแบบ Positive Displacement ทั้งหมดที่มีจำหน่าย คลิกที่นี่
3. Turbine
หลักการทำงาน flow meter ประเภทนี้ คือ ใช้ใบพัดหมุนที่ถูกติดตั้งภายในท่อ ใบพัดนี้จะหมุนตามอัตราการไหลของของเหลว ซึ่งทุกการหมุนจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าผ่านเซ็นเซอร์ ความเร็วในการหมุนจะสัมพันธ์กับอัตราการไหล โดยเซ็นเซอรืจะนับจำนวนรอบที่ใบพัดหมุนและคำนวณออกมาเป็นอัตราการไหล
ข้อดี
- เหมาะสำหรับของเหลวที่สะอาดและปราศจากของแข็ง มีการตอบสนองรวดเร็วและแม่นยำ
ข้อเสีย
- ความแม่นยำลดลงเมื่อมีสิ่งสกปรกเจือปนในของเหลว
- ใบพัดอาจมีความสึกหรอหากใช้งานในของเหลลวที่มีความหนืดต่ำหรือสิ่งสปรกปนเปื้อน
ดูเครื่องวัดการไหล Turbine ทั้งหมดที่มีจำหน่าย คลิกที่นี่
4. Ultrasonic
หลักการคือใช้คลื่นเสียงอัลตร้าโซนิกที่ส่งผ่านของเหลวหรือก๊าซ เพื่อวัดอัตราการไหล มีสองเทคโนโลยีหลักที่ใช้ คือ Transit-time โดยวัดเวลาที่คลื่นเสียงใช้ในการเดินทางจากตัวส่งไปยังตัวรับ การเปลี่ยนแปลงของเววลานี้จะบ่งบอกถงอัตราการไหล ส่วนอีกหลักการคือ Doppler Effect ซึ่งวัดการเปลี่ยนของความถี่คลื่นเสียงสะท้อนจากอานุภาคหรือฟองอากาศในของเหลว การเปลี่ยนแปลงนี้จะสัมพันธ์
ข้อดี
- ไม่มีส่วนเคลื่อนไหว ลดความเสี่ยงต่อการสึกหรอ
- สามารถวัดอัตราการไหลได้ของเหลวที่เป็นสื่อนำไฟฟ้าและไม่นำไฟฟ้า
ข้อเสีย
- ความแม่นยำขึ้นอยู่กับสภาพของเหลว หากของเหลวมีอนุภาคมากอาจทำให้ค่าที่วัดได้มีความคลาดเคลื่อน
- ราคาค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับประเภทอื่นๆ
ดูเครื่องวัดการไหลแบบ Ultrasonic ทั้งหมดที่มีจำหน่าย คลิกที่นี่
5. Electromagnetic
ใช้หลักการของฟาราเดย์ (Faraday’s Law) ซึ่งกล่าวว่าการไหลของของเหลวที่เป็นสื่อนำไฟฟ้าผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้า(Voltage) ซึ่งสามารถวัดได้ที่อิเล็กโทรดที่ติดตั้งอยู่ทั้งสองข้างของเซ็นเซอร์ ซึ่งจะสัมพันธ์กับอัตราไหลของของเหลว อ่านบทความเกี่ยวกับ Electromagnetic Flow meter
ข้อดี
- ไม่มีส่วนเคลื่อนไหวภายในท่อ ลดความเสี่ยงต่อการสึกหรอ
- เหมาะสำหรับของเหลวที่เป็นกรดหรือด่าง และสามารถวัดการไหลของของเหลวที่มีสภาวะการไหลไม่สมบูรณ์
ข้อเสีย
- ใช้ได้กับของเหลวที่เป็นสื่อนำไฟฟ้าเท่านั้น
- การติดตั้งและระบบบำรุงรักษาอาจซับซ้อนกว่าชนิดอื่น
ดูเครื่องวัดการไหลแบบ Electromagnetic ทั้งหมดที่มีจำหน่าย คลิกที่นี่
6. Coriolis
อาศัยหลักการของแรง Coriolis ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อของเหลวหรือก๊าซเคลื่อนที่ผ่านท่อที่มีแรงสั่นสะเทือน แรง coriolis จะทำให้การบิดเบือนในท่อสั่นนั้น การบิดเบือนนี้จะถูกวัดและคำนวณเป็นอัตราการไหล
ข้อดี
- มีความแม่นยำสูงมาก สามารถวัดได้ทั้งอัตราการไหลและความหนาแน่นของของเหลว
- ใช้งานได้กับของเหลวหลากหลายชนิด ทั้งหนืดและไม่หนืด
ข้อเสีย
- ราคาแพงเมื่อเทียบกับ flow meter ชนิดอื่น
- การติดตั้งต้องการความแม่นยำและการจัดการที่ดี เพื่อป้องการเสียหายของอุปกรณ์
ดูเครื่องวัดการไหล Coriolis ทั้งหมดที่มีจำหน่าย คลิกที่นี่
7. Vortex
อาศัยหลักการกระแสน้ำวน (Vortex) เมื่อของเหลวหรือก๊าซไหลผ่านสิ่งกีดขวาง เช่น bluff body ในท่อ การเกิดกระแสน้ำวนนี้จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนโดยสัมพันธ์กับอัตราการไหลโดยจะมีเซ็นเซอร์ที่ใช้ความถี่ของการสั่นสะเทือน
ข้อดี
- ไม่มีส่วนเคลื่อนไหว ทำให้การบำรุงรักษาน้อย
- สามารถใช้ได้กับ ของเหลว ก๊าซ และ ไอน้ำ ในอุณหภูมิที่สูง
ข้อเสีย
- ความแม่นยำอาจลดลงในกรณีที่มีการไหลมีความไม่เสถียรหรือมีอัตราการไหลต่ำ
- การติดตั้งมีความเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนในกรณีที่การไหลมีความไม่เสถียร
ดูเครื่องวัดการไหล Vortex ทั้งหมดที่มีจำหน่าย คลิกที่นี่
สรุป
สำหรับการเลือกใช้งาน flow meter ให้เหมาะสมกับประเภทของไหล ที่เหมาะกับโรงงานอุตสาหกรรม แยกตามการใช้งานได้ดังนี้
1.ของไหลประเภทน้ำ / น้ำเสีย (เช่น น้ำหล่อเย็น, น้ำประปา, น้ำเสีย)
- แนะนำ: Electromagnetic flow meter (Magmeter)
- เหตุผล: ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว, ทนต่อสารเคมีในน้ำเสีย, วัดแม่นยำ
- ข้อควรระวัง: ต้องใช้กับของเหลวที่มีคุณสมบัตินำไฟฟ้าเท่านั้น
2. ของเหลวหนืด / น้ำมัน / สารเคมีเข้มข้น
- แนะนำ: Positive displacement (PD) Meter หรือ Coriolis flow meter
- เหตุผล:PD วัดจากปริมาตรจริงได้แม่นยำ แม้ของเหลวมีความหนืดสูง, Colioris วัดได้ทั้งมวล, ความหนาแน่น และอุณหภูมิในตัวเดียว
3. แก๊ส / ไอน้ำ (Steam, อากาศอัด, ไนโตรเจน, ก๊าซธรรมชาติ)
- แนะนำ: Termal Mass Flow meter สำหรับแก๊สสะอาด, ปริมาณต่ำถึงปานกลาง
- แนะนำ: Vortex flow meter สำหรับไอน้ำ หรือแก๊สที่มีความปั่นปวนสูง
- ข้อควรรระวัง: Thermal mass อาจไม่เหมาะกับแก๊สผสมหรือมีสิ่งเจือปน
4. การวัดท่อขนาดใหญ่ หรือติดตั้งภายนอก
- แนะนำ: Ultrasonic Flow meter (แบบ clamp – on)
- เหตุผล: ไม่ต้องตัดท่อ, ติดตั้งง่าย
- ข้อควรระวัง: ต้องสอบเทียบให้แม่นยำและขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของท่อและของไหล
การรู้และเข้าใจถึง หลักการทำงาน flow meter ข้อดีและข้อเสีย แต่ละประเภทเป็นสิ่งสำคัญและจำเป็นในการตัดสินใจเลือกใช้อุปกรณ์ที่เหมาะสมกับการใช้งาน ความเข้าใจนี้จะช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดปัญหาในอนาคตและเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินงานได้สูงสุด สามารถดูสินค้าทั้งหมดที่มีจำหน่ายนอกเหนือจากเครื่องวัดอัตราการไหลได้ที่นี่ INTECH2000
