การเลือก flowmeter ควรคำนึงถึงอะไรบ้าง

1. คุณจำเป็นต้องใช้ flowmeter หรือไม่?

ผู้ใช้จะต้องแยกให้ออกว่า เราจำเป็นต้องวัดอัตราการไหลหรือไม่? เราวัดไปเพื่ออะไร? ดังนั้นเพื่อตอบคำถามนี้ ขอให้ท่านผู้อ่าน เขาใจคำว่า “We measure to Control” นั้นคือ เราวัดได้ตัวเลขไปเพื่อ ปรับอัตราการไหลให้เป็นไปตามที่ต้องการนั่นเอง

แต่อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้บางราย ก็อาจแค่ต้องการทราบว่า มีสารไหล อยู่จริงหรือไม่ อย่างนี้ก็ใช้เพียง “ตาแมว” Sight glass หรือ ถ้าต้องการดูระดับน้ำในบ่อ ถัง แท้ง ก็ใช้ “การวัดระดับ” Level measurement ก็พอ

โดยทั่วไปเรามักจะเพียงต้องการทราบอัตราการไหลของของเหลวหรือก๊าซที่มีการเคลื่อนไหวผ่านท่ออย่างคร่าวๆ ซึ่งในกรณีดังกล่าว เครื่องมือวัดการไหลอย่างง่ายๆ ก็จะเหมาะสม เพราะในส่วนของค่าใช้จ่ายของโฟลมิเตอร์อย่างง่ายก็มักจะมีราคาไม่แพง อีกทั้งยังสะดวกต่อการติดตั้งและไม่ต้องจ่ายกระแสไฟฟ้าภายนอกเข้าเครื่องมือเหล่า ก็สามารถบรรลุวัตถุประสงค์ได้แม้ในบางครั้งที่มีความต้องการบางสิ่งบางอย่างที่มีความซับซ้อนมากขึ้น เช่น มีข้อบ่งชี้ว่าต้องวัดอัตราการไหลโดยผิดพลาดได้ไม่เกิน 10% ก็ยังอาจจะยังไม่จำเป็นต้องซื้อโฟลมิเตอร์ก็เป็นได้

2. อย่าเลือกค่าใช้จ่ายเพียงอย่างเดียว

เมื่อเราต้องมาถึงการเลือกมิเตอร์ที่ราคาถูกที่สุดโดยไม่มีวิธีที่ดีที่สุดในธรรชาติแล้ว แม้ว่ามันอาจจะดูเหมือนวิธีที่ดีที่สุดที่จะประหยัดเงินได้ในระยะสั้น แต่สำหรับการเลือกวิธีการแก้ปัญหานี้ โดยเน้นที่ค่าใช้จ่ายที่ต่ำที่สุด อาจส่งผลให้เกิดปัญหาในภายหลังได้ ต่อกระบวนการผลิตได้

โปรดใช้ความระมัดระวังในการเลือกซื้อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่การลดลงของราคาขายอุปกรณ์ที่ท่านได้รับ สามารถทำได้โดยการปรับลดบริการ การสนับสนุนต่างๆ เพื่อให้ราคาจากการซื้อโฟลว์มิเตอร์นั้น เข้าเป้าหมาย แต่ท่านอาจได้ซัพพลายเออร์ที่ขาดประสบการณ์และความเชี่ยวชาญ ในท้ายที่สุดการติดตั้งที่ดีและได้ค่าใช้จ่ายที่มีความคุ้มมากที่สุด ท่านจะต้องเลือกผู้ขายที่สามารถ แก้ไขปัญหาทางเทคนิคได้ดี, อำนวยความสะดวก, มีความอิสระ, มีประวัติที่ดีและมีชื่อเสียงที่ดี

3. รู้ว่าการไหลของคุณคืออะไร

รายละเอียดของการไหลของของเหลวจะแตกต่างกันไปตามชนิดของสาร ไม่ว่าจะเป็นแรงยึดเหนี่ยวของโมเลกุลแบบนิวตันหรือไม่มีก็ตาม (อย่างเช่น ของเหลวที่มีแรงนิวตัน ได้แก่ นม, น้ำ, เป็นต้น) การแก้ปัญหาน้ำตาลและน้ำมัน หรือแร่อื่นๆ และมีแนวโน้มที่จะ “ติด” กับผนังท่อส่งผลให้ในของเหลวเคลื่อนที่ช้ากว่าที่ด้านข้างของท่อกว่าบริเวนที่อยู่ตรงกลาง ล้วนส่งผลต่ออัตราการไหลของเหลวนิวตันมีสัดส่วนความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความดันของของเหลวที่ไหลผ่านและความต้านทานหรือแรงเฉือนที่เกิดจากการติดของเหลวกับผนังท่อด้วยนะคะ

พฤติกรรม ของของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตันเช่นสี, แชมพูและโยเกิร์ต เป็นเรื่องยากที่จะคาดการณ์ มันไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างความดันและความต้านทานเชิงเส้นให้คำนวณ แต่การไหลของของเหลวเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะแตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงความหนืดและเวลา การติดที่ผนังท่อ หรือเนื่องจากการเพิ่มความต้านทานที่เกิดจากการปะทะกันของสองความเร็วที่แตกต่างกันภายในท่อ

เพื่อเลือกโฟลว์มิเตอร์ประเภทที่ดี เหมาะสมที่สุด จำเป็นที่จะต้องทำการคำนวณจำนวนตัวเลข Reynolds ของแอพลิเคชันการใช้งานนั้นๆ หลักการนี้เป็นหลักพื้นฐานจากอัตราส่วนของโมเมนตัมกับความหนืด และสามารถคำนวณได้โดยใช้อัตราการไหลต่ำสุดและอัตราการไหลสูงสุดที่ของของเหลวในท่อ ประกอบกับแผนภาพแรงเสียดทานในท่อ ก็จะสามารถคำนวณได้ เมื่อได้ค่า Reynolds แล้ว เราก็จะสามารถจับคู่กับช่วง Reynolds กับโฟลมิเตอร์เพื่อช่วยเลือกหนึ่งที่ดีที่สุดได้ เพราะโฟลมิเตอร์นั้นจะสามารถตอบสนองความต้องการของการใช้งานได้

4. เลือกช่วงการวัดที่กว้างที่สุด

ไม่ใช่เพียงท่านเลือกช่วงการวัดที่กว้างๆ ไว้ก่อน เพื่อให้ครอบคลุมทั้งหมด การเลือกช่วงการวัดที่กว้าง โดยธรรมชาติแล้วย่อมดีกว่า เพราะสามารถใช้ได้ทุกงาน วัดได้ทุกค่า ตราบใดที่ค่าความคาดเคลื่อนยังอยู่ในช่วงที่ท่านยอมรับได้ แต่ทว่า เครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำนั้นมักจะทำให้เก่งเพียงช่วงการวัดเดียวเท่านั้น การที่จะทำให้เครื่องวัดเก่งได้ในทุกย่านการวัด ก็จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากยิ่งขึ้น ต้องมีการสอบเทียบ ที่มากยิ่งขึ้น ผลที่ตามมาคือ ต้นทุนที่แพงขึ้นนั่นเอง

ดังนั้น ถ้าท่านทราบอัตราส่วนของอัตราการไหลสูงสุดและต่ำสุด ท่านก็จะสามารถเลือกโฟลมิเตอร์ที่สามารถวัดอยู่ในช่วงความถูกต้องที่ระบุได้ โดยไม่จำเป็นต้องซื้อเครื่องมือวัดที่เก่งมากๆ แต่ไม่ได้ใช้ (เสมือนซื้อรถสปอตวิ่งได้ 300 km/H แต่ต้องจอดติดไฟแดง กับถนนที่ขุรขระในเมืองไทย) ก็จะช่วยลดต้นทุนได้อย่างมาก

5. ให้ความสนใจกับการติดตั้ง

80% ของการวัด ผิดพลาดเพราะ เมื่อเลือกโฟลว์มิเตอร์ที่ดีแล้ว มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาว่าที่อุปกรณ์และ วิธีการที่จะได้รับการติดตั้ง มีผลต่อทั้งความถูกต้องและมีประสิทธิภาพดีหรือไม่ด้วย

โฟลว์มิเตอร์ถูกสอบเทียบ ในสถานการณ์ที่ว่า ระยะท่อนั้นเป็นเส้นตรง ไม่มีการเลี้ยว การลดขนาด ก่อนถึง โฟลว์มิเตอร์ ดังนั้น ความแม่นยำ 5% ก็คือจะต้องเกิดที่ ท่อไม่มีข้อโค้ง ดังนั้น การติดต้้งโฟลว์มิเตอร์ จะต้องมีเว้นระยะให้ของไหลนั้นกลับสภาพ เหมือนไหลอยู่บนเส้นตรงก่อน

และจากความรู้ทางวิศวกรรม สารแต่ละชนิด มีระยะการกลับสภาพที่ไม่เท่ากัน (0 ถึง 4.75 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ,d ) ดังนั้นแอดมินบอกโดยรวมคือระยะที่น้อยสุด คือ 5d ก่อนเข้า Flowmeter และ 3d หลัง flowmeter เพื่อไม่ให้ของไหลที่ผ่านไปแล้ว กลับมารบกวนกระแสการไหลในเครื่องวัดนั้นเอง

สิ่ง กีดขวางในท่อ เช่น ข้อต่อโค้ง หรือ วาล์วในบริเวณใกล้เคียงกับโฟลว์มิเตอร์ทุกตัว สามารถบิดเบือนค่าที่ได้จากการวัด นี้เป็นสาเหตุที่มีผลต่อความถูกต้องโฟลว์มิเตอร์ จึงต้องนำไปพิจารณาด้วย

ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะหาคำแนะนำการติดตั้งจากผู้ขายก่อนซื้อโฟลว์มิเตอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีพื้นที่ติดตั้งจำกัด

6. เลือกโฟลว์มิเตอร์ที่จะนำเสนอความถูกต้อง เหมาะที่สุดสำหรับการประยุกต์ใช้งานแต่ละชนิด


เมื่อการเลือกโฟลว์มิเตอร์มันเป็นสิ่งสำคัญ ดังนั้น แม้ว่าราคาจะแตกต่างกันไป ถ้าท่านสามารถยอมรับกับความแม่นยำที่เครื่องวัดสามารถทำได้ ท่านก็จะสามารถได้ข้อมูลที่เพียงพอต่อการควบคุมการไหล ในราคาที่คุ้มค่า ซึ่ง หัวข้อต่อไปคือตารางที่แอดมินนำมาจากหนังสือ เพื่อให้ท่านเลือกใช้งานโฟลว์มิเตอร์ได้ตรงกับหน้างานคะ

 

ตารางการเลือกใช้ Flowmeter แต่ละชนิด

X- ใช้งานได้ดี เหมาะสม

?- ใช้ได้ แต่อาจไม่เหมาะสม

0- ไม่เหมาะสม

flowmeter01

flowmeter02

flowmeter03

flowmeter04_page_1

เอ้  แล้ว flowmeter มีชนิดไหนบ้างล่ะ?

  1. โรตามิเตอร์ (rotameter) เป็นอุปกรณ์ใช้วัดการไหล (flow measurement) ที่สามารถใช้วัดการไหลได้ทั้งของเหลวและก๊าซ โครงสร้างโดยทั่วไปของโรตามิเตอร์ประกอบด้วยท่อแก้วใสลักษณะเป็นรูปทรงกรวยวางตัวอยู่ในแนวตั้ง ภายในมีลูกลอย (float) ที่สามารถเลื่อนขึ้นเลื่อนลงได้อย่างอิสระตามค่าอัตราการไหลของของไหล โดยทั่วไปลูกลอยทำจากทองเหลือง สแตนเลส หรือพลาสติกชนิดพิเศษ ลูกลอยที่อยู่ภายในโรตามิเตอร์มีหลายรูปทรง  มีจุดอ่านค่าแสดงไว้บนลูกลอย ออกแบบตามคุณสมบัติของไหลที่ต้องการวัดการไหลและย่านการวัด (range) อัตราการไหล เช่น ลูกลอยแบบทรงกลมเหมาะสำหรับการวัดอัตราการไหลในย่านความเร็วต่ำ สำหรับรูปทรงอื่น ๆ มีความเหมาะสมกับการใช้งานแต่ละงานที่แตกต่างกันไป โดยส่วนใหญ่ใช้ลูกลอยที่มีขอบเพื่อสร้างลักษณะการไหลแบบปั่นป่วน (turbulent flow)

มีข้อดีคือสามารถรักษาค่าแรงดันตกคร่อมในตัวเครื่องมือวัดที่คงที่ ลดการสูญเสียแรงดันในระบบ และยังมีความเที่ยงตรงสูงในกรณีที่วัดค่า Flow Rate ต่ำๆ โดยตัว โรตามิเตอร์ Rotameter จะอาศัยการอ่านค่าการไหลผ่านสเกลบนตัวท่อใส่ ซึ่งมีลักษณะเรียว (Tapper Pipe) โดยจะมีของไหล หลเข้าจากด้านล่างของโรตามิเตอร์ และไหลออกที่ด้านบนของโรตามิเตอร์ ในขณะที่ของไหลไหลผ่านโรตามิเตอร์นั้น ความเร็วของของไหล Velocity Head จะทำให้ลูกลอย ลอยขึ้นและอยู่กับที่เมื่อเกิดความสมดุลระหว่างน้ำหนักของลูกลอยกับความเร็วของของไหล ซึ่งเราสามารถอ่านค่าการไหลนะจุดที่ลูกลอยหยุดอยู่ได้ ซึ่งเครื่องมือวัดอัตราการไหลแบบ Rotameter จะเหมาะสำหรับการใช้งานวัดอัตราการไหลตั้งแต่ 0.0002 – 4000 l/min

โดยทั่วไปท่อทรงกรวยทำจากแก้วใสเพื่อให้สามารถสังเกตเห็นการเคลื่อนที่ของลูกลอยได้อย่างชัดเจน ซึ่งความทนทานของโรตามิเตอร์ชนิดท่อแก้วขึ้นอยู่กับสภาวะการใช้งาน โดยความทนทานของท่อแก้วจะลดลงหรือเกิดการแตกได้ง่ายภายใต้สภาวะการใช้งานความดัน (pressure) สูง หรืออุณหภูมิ (temperature) สูง ดังนั้น ในการใช้งานบางกรณีที่ไม่สามารถใช้ท่อแก้วได้อาจออกแบบพิเศษใช้ท่อโลหะ หรือในจุดใช้งานที่ไม่สามารถอ่านค่าโดยตรงจากลูกลอยได้อาจใช้โรตามิเตอร์ร่วมกับเครื่องมือวัดระดับ (level measurement) หรือระยะการเคลื่อนที่ (displacement measurement) ของลูกลอย โดยทำการสอบเทียบ (calibration) ค่าระยะการเคลื่อนที่ที่วัดได้กับค่าอัตราการไหลที่เกิดขึ้น

แล้วโฟลมิเตอร์ชนิดอื่นๆ ที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมล่ะ มีหลักการทำงานอย่างไร?

Coriolis Mass Flow Meter

Coriolis Mass Flow Meter คือ สุดยอดของเซนเซอร์วัดอัตราไหลและปริมาณการไหลยี่ห้อ SIEMENS ที่มีความแม่นยำสูงที่สุดในปัจจุบัน คือ 0.1% มากกว่าเซนเซอร์การไหลทุกชนิด ทั้งยังสามารถวัดค่าความหนาแน่นของของเหลวหรือของไหลที่วัดได้ (Density Meter) สามารถใช้กับของไหลได้เกือบทุกชนิด และ เหมาะสมที่สุดที่จะใช้เป็นเครื่องมาสเตอร์ในการสอบเทียบเซนเซอร์ชนิดอื่นๆ นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอาหารที่ต้องการความแม่นยำสูงในการผสมของเหลว เช่น อุตสาหกรรมนม, น้ำหวาน, เครื่องดื่มชาเขียว เป็นต้น

.

Variable Area Flow meter

Metallic Tube Variable-area Flowmeter รุ่น LZ สนใจติดต่อ Line ID : pakoeng

Variable Area Flow meter เป็นอุปกรณ์ที่อาศัยการต้านของน้ำ ฝืนแรงสปริง คล้าย ๆ กับตาชั่งสปริง เรียกอีกอย่างว่า Inline Flow meter การติดตั้งมีแค่ทิศทางการไหลของน้ำเท่านั้น ไม่จำกัดว่าจะติดแนวตั้ง หรือ แนวนอน และสามารถอ่านได้ง่ายกว่า เพราะมีขีดให้อ่านได้ชัดเจน แต่ก็ยังมีช่วง หรือ ย่านของการวัด เหมือน Rotameter

Metallic Tube Variable-area Flowmeter รุ่น LZ สนใจติดต่อ Line ID : pakoeng

.

เครื่องวัดการไหลแบบทุ่น (Piston type flow switch)

สวิทช์การไหลแบบทุ่น หรือ Piston Type Flow Switch ภายในข้อต่อของตัวสวิทช์การไหลจะบรรจุทุ่นที่เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระเมื่อ เกิดการไหล ทุ่นจะถูกดันให้มาอยู่ในตำแหน่งที่ของเหลวสามารถไหลผ่านออกไปได้ซึ่งที่ตัว ทุ่นนั้นจะมีแม่เหล็กติดไว้ทำให้ทุ่นไปกระตุ้น Reed Switch ให้เปลี่ยนสภาวะการทำงาน เมื่อไม่มีการไหลทุ่นจะกลับไปอยู่ในตำแหน่งเดิมด้วยแรงผลักของแม่เหล็ก สวิทช์การไหลแบบทุ่น เหมาะสำหรับอัตราการไหลต่ำๆ เหมาะกับทุกประเภทอุตสาหกรรมที่ต้องการควบคุมการเปิด-ปิดปั๊มน้ำแบบ อัตโนมัติ

.

Turbine Flowmeter

Turbine Flow Meter รุ่น TU500 จาก Pako Engineering สนใจติดต่อ Line ID : pakoeng

เป็นเครื่องวัดการไหลแบบกังหัน ซึ่งประกอบด้วยใบพัดที่วางขวางอยู่ในท่อ ใบพัดนี้จะติดตั้งอยู่บนเพลาหรือแบริ่งที่เป็นศูนย์กลางของทิศทางการไหล โดยขนานกับเส้นทางการไหล ในขณะที่มีของไหล ไหลผ่าน จะทำให้ใบพัดหมุนด้วยแรงจากของไหล ความเร็วในการหมุนของใบพัดนั้น จะเป็นสัดส่วนกับความเร็วของไหล ที่ไหลผ่าน จากนั้นจะใช้วิธีการวัดความเร็วของการหมุนของใบพัดเพื่อความเร็วของของเหลว โดยอาศัยตัวเซ็นเซอร์ที่ต่ออยู่กับตัวโครงสร้างของเซ็นเซอร์ในการตรวจจับ เช่น ตัวเซ็นเซอร์แม่เหล็ก

โดยวิธีนี้เป็นวิธีที่ถูกต้องมาก ซึ่งใช้หลักการหาค่าเฉลี่ยความเร็วในเส้นจุดศูนย์กลางของท่อ ตัว Turbine Flow Meter จะเหมาะสำหรับการวัดของไหลที่มีความสะอาดและในช่วงของความเร็วในการไหลที่มีย่านกว้างมากได้

.

Vortex Flowmeter

เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่ใช้หลักการแกว่งของตัวของชิ้นส่วนภายใน ซึ่งเกิดจากการไหลของของไหล และเอาสัญญาณที่เกิดจากการแกว่งเหล่านี้ไปใช้งาน สามารถใช้วัดของไหลได้เกือบทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นของเหลวชนิดใด เช่น น้ำ หรือ น้ำมันพืช น้ำมันไวไฟ หรือ แก๊ส LPG หรือ ไอน้ำ (Steam)จากบอยเลอร์ (Boiler) ก็สามารถใช้ได้ทั้งหมด วอเท็คโฟลว์มิเตอร์ เป็นชื่อทับศัพท์ บางครั้งเขียนว่า Vortex Flow Transmitter ด้วยราคาที่สูงกว่า Electromagnetic Flow Meter จึงแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้วัดไอน้ำ(Steam Flow Meter) และ น้ำมันพืช น้ำมัน (Oil Flow Meter) และ แก๊ส LPG (LPG Flow Meter)

.

Oval Gear Flowmeter

Oval Gear Flowmeter รุ่น OG900 พร้อมหน้าจอดิจิตอล จาก Pako Engineering สนใจติดต่อ Line ID : pakoeng

เป็น Flow Meter ที่ภายในประกอบไปด้วยเฟืองรูปวงรี 2 ชิ้น ขบกันอยู่ โดยเฟืองทั้ง 2 จะทำหน้าที่ในการรับและคายของไหล สลับกันไป

.

Magnetic Flowmeter  (Electromagnetic Flowmeter หรือ Magflow / Magmeter)

Magnetic Flowmeter รุ่น DH1000 จาก Pako Engineering สนใจติดต่อ Line ID : pakoeng

เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่มีใช้กันมานานมากกว่า 40 ปี โดยเริ่มต้นใช้งานมาตั้งแต่ Modern meters ตามมาด้วย Exhibit no moving parts จนกระทั้งเป็นแบบ Zero pressure drop โดย Magflows หรือ EM Flow meter จะอาศัยหลักการทำงานตามกฎของฟาราเดย์ Faraday’s law ซึ่งเมื่อมีตัวนำวิ่งผ่านหรือตัดผ่านสนามแม่เหล็ก จะทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมซึ่งแปรเปลี่ยนตามความเร็วของตัวนำนั้นๆ ซึ่งในที่นี้ตัวนำก็คือของไหลนั่นเอง

 

สามารถดูสินค้าและสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่  www.pakoengineering.com

โทร : 09-4690-4630, 02-041-5092
อีเมล : Sales@blog.pako.co.th

facebook : PAKO ENGINEERING

Line : pakoeng

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *