Flowmeter คืออะไร ประเภทและหลักการทำงานของแต่ละชนิด

Flowmeter คืออุปกรณ์เครื่องมือวัดอัตราการไหล ใช้สำหรับวัดปริมาณหรืออัตราการไหลของเหลว ก๊าซ หรือไอน้ำที่กำลังเคลื่อนผ่านจุดที่ทำการวัด เช่น ในท่อหรือรางเปิด ซึ่งจะแสดงค่าเป็นอัตราการไหลเชิงปริมาตร (Volumetric Flow Rate) เช่น ลูกบาศก์เมตรต่อ/ชั่วโมง, ลิตร/นาที หรืออัตราการไหลเชิงมวล (Mass Flow Rate) เช่นกิโลกรัม/วินาที เพื่อให้สามารถควบคุมกระบวนการผลิตให้มีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น ช่วยประหยัดพลังงานและรักษาคุณภาพของการผลิต

และ Flowmeter จะมีหลายประเภท แต่ละประเภทมีหลักการทำงานอย่างไรบ้าง ใช้ในอุตสาหกรรมอะไรบ้าง เรา ACTCOM2000 ผู้จัดจำหน่ายเครื่องมือวัดจากแบรนด์ชั้นนำ จะพาไปทำความรู้จักกันให้มากขึ้น

Flowmeter ประเภทและหลักการทำงานแต่ละชนิด

Flowmeter มีหลายประเภท ซึ่งแต่ละประเภทก็จะมีหลักการทำงานและความเหมาะสมด้านการใช้งานที่แตกต่างกัน ดังนี้

1. Electromagnetic Flowmeter (เครื่องวัดแบบแม่เหล็กไฟฟ้า)

ใช้กฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ (Faraday's Law) โดยอุปกรณ์จะสร้างสนามแม่เหล็ก เมื่อของไหลที่นำไฟฟ้าได้ (เช่น น้ำ, น้ำเสีย, สารเคมี) ไหลผ่านสนามแม่เหล็ก จะเกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำซึ่งแปรผันตรงกับความเร็วของของไหล

เหมาะสำหรับ: ของเหลวที่นำไฟฟ้าได้เท่านั้น (ไม่สามารถวัดน้ำกลั่น, น้ำมัน, หรือก๊าซได้) ไม่กีดขวางการไหล

2. Ultrasonic Flowmeter (เครื่องวัดแบบอัลตราโซนิก)

ใช้คลื่นเสียงความถี่สูง (อัลตราโซนิก) ส่งผ่านของไหล โดยมี 2 รูปแบบหลัก Transit-Time: วัดความแตกต่างของเวลาที่คลื่นเสียงเดินทาง ตามกระแส และ ทวนกระแส ของไหล ความแตกต่างของเวลานี้ใช้คำนวณความเร็วการไหล และแบบ Doppler วัดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับจากฟองอากาศหรืออนุภาคในของไหล (Doppler Effect)

มีข้อดีคือสามารถติดตั้งแบบ Clamp-on (รัดท่อจากภายนอก) ได้โดยไม่ต้องตัดท่อ จึงสะดวกในการติดตั้งและบำรุงรักษา

3. Coriolis Mass Flowmeter (เครื่องวัดแบบมวล)

หลักการทำงาน ใช้หลักการ แรงโคริออลิส (Coriolis Effect) โดยจะทำให้ท่อวัดสั่นสะเทือน เมื่อของไหลมวลไหลผ่าน ท่อที่สั่นนี้จะเกิดการบิดตัวเล็กน้อย ซึ่งเซ็นเซอร์จะวัดค่าการบิดตัวนี้เพื่อคำนวณ

เป็น Flowmeter ที่มีความแม่นยำสูงที่สุดชนิดหนึ่ง สามารถวัดอัตราการไหลเชิงมวล (Mass Flow) ได้โดยตรง รวมถึงวัดความหนาแน่นและอุณหภูมิได้ในตัว มักใช้ในงานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น การผสมสารเคมี, อาหารและยา

4. Turbine Flowmeter (เครื่องวัดแบบกังหัน)

ภายในท่อจะมีใบพัดหรือกังหัน (Turbine Rotor) ติดตั้งอยู่ เมื่อของไหลไหลผ่าน ใบพัดจะหมุน ความเร็วในการหมุนของใบพัดจะแปรผันตรงกับอัตราการไหล

เหมาะสำหรับของไหลที่สะอาดและมีความหนืดต่ำ (เนื่องจากมีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ อาจอุดตันหรือสึกหรอได้) เช่น น้ำมันเชื้อเพลิง, น้ำสะอาด

5. Variable Area Flowmeter (Rotameter)

เป็น Flowmeter แบบดั้งเดิมที่เห็นภาพชัดเจนที่สุด ภายในเป็นท่อแก้วใสทรงกรวย (Tapered Tube) ที่มี ลูกลอยอยู่ เมื่อของไหลไหลจากล่างขึ้นบน จะดันลูกลอยให้ลอยสูงขึ้น จนกระทั่งแรงดันของของไหลสมดุลกับน้ำหนักของลูกลอย

เหมาะสำหรับงานที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูงมาก ใช้วัดเพื่อดูแนวโน้มการไหลได้ด้วยตาเปล่า

6. Vortex Flowmeter (เครื่องวัดแบบกระแสวน)

ใช้หลักการ Vortex Shedding โดยติดตั้งแท่งกีดขวาง (Bluff Body) ไว้ในท่อ เมื่อของไหลไหลผ่านแท่งนี้ จะเกิดกระแสวน (Vortices) สลับกันที่ด้านหลัง ความถี่ของการเกิดกระแสวนนี้จะแปรผันตรงกับอัตราการไหล

เหมาะสำหรับใช้วัดได้ทั้งของเหลว, ก๊าซ และโดยเฉพาะไอน้ำ

7. Differential Pressure (DP) Flowmeter

ใช้หลักการวัดความดันแตกต่างที่เกิดจากการไหลผ่านสิ่งกีดขวางในท่อ เช่น Orifice Plate (แผ่นที่มีรูตรงกลาง) หรือ Venturi Tube (ท่อที่คอด) เมื่อของไหลไหลผ่านจุดที่คอด ความเร็วจะเพิ่มขึ้นและความดันจะลดลง (ตามหลักการของเบอร์นูลลี)

เป็นวิธีมาตรฐานที่ใช้กันมานานและประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย

Flowmeter ใช้งานในอุตสาหกรรมอะไรบ้าง

เพราะ Flowmeter คือหัวใจสำคัญในระบบควบคุมอัตโนมัติและการวัดผล สำคัญกับกระบวนการผลิต การตรวจสอบและการควบคุมต้นทุน อุตสาหกรรมต่างๆ เหล่านี้มักจะมีติดตั้งไว้เสมอ เช่น

·  อุตสาหกรรมน้ำและบำบัดน้ำเสีย: วัดปริมาณน้ำดิบ, น้ำประปา, น้ำเสียที่ผ่านการบำบัด

·  อุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเคมี: วัดอัตราการไหลของสารเคมี, ตัวทำละลาย, น้ำมันเชื้อเพลิง เพื่อควบคุมส่วนผสมในกระบวนการผลิต

·  อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม: วัดปริมาณนม, น้ำผลไม้, เบียร์, ไซรัป ในกระบวนการผสมและบรรจุ (ต้องการมาตรฐาน Food Grade)

·  อุตสาหกรรมยา: ควบคุมการผสมตัวยาที่ต้องการความแม่นยำสูงมาก (มักใช้ Coriolis)

·  อุตสาหกรรมพลังงานและโรงไฟฟ้า: วัดอัตราการไหลของไอน้ำ, ก๊าซธรรมชาติ, หรือน้ำหล่อเย็น

·  ระบบ HVAC (ระบบปรับอากาศ): วัดอัตราการไหลของน้ำเย็น (Chilled Water) ในอาคารขนาดใหญ่

Parker Flowmeter และ Flow Controllers

การเลือกใช้ Flowmeter ในอุตสาหกรรมต่างๆ เป็นสิ่งสำคัญและควรเลือกแบรนด์ที่มีมาตรฐาน มีชื่อเสียง เพื่อคุณภาพการทำงานที่ดีที่สุด แบรนด์ Parker ได้ออกแบบอุปกรณ์เครื่องมือควบคุมการไหล ไม่ว่าจะเป็น ท่อวัดการไหล (Flow Tubes), วาล์วควบคุม (Metering Valves) และ Flowmeter

Gas Mass Flow Controllers (ตัวควบคุมการไหลของก๊าซแบบมวล):

• มีย่านการวัดตั้งแต่ 0-5 sccm ถึง 0-1000 slpm

• ตอบสนองรวดเร็ว (น้อยกว่า 1 วินาที)

• มีความแม่นยำสูง (ถึง 1% of rate)

• มีทั้งสัญญาณ Analog และ Digital (รองรับ ModBus, ProfiBus, DeviceNet)

Variable Area Purgemeter (มิเตอร์วัดการไหลแบบพื้นที่หน้าตัดแปรผัน):

• มีขนาดสเกล 65 มม. และ 150 มม.

• สามารถเปลี่ยนท่อวัด (flow tube) และวาล์วได้โดยไม่ต้องถอดออกจากระบบ

LC223S (ตัวควบคุมการไหลสำหรับแรงดันสูง):

• ใช้สำหรับก๊าซหรือของเหลวแรงดันสูง

• เหมาะสำหรับงาน Liquid Chromatography, การฉีดสารเคมี (Chemical Injection)

• ให้การไหลคงที่แม้แรงดันปลายทางจะเปลี่ยนแปลง

SC423XL (ตัวควบคุมการไหลสำหรับระบบดูดอากาศ/ตัวอย่าง):

• ใช้สำหรับระบบเก็บตัวอย่างอากาศ (Air and analyzing sampling systems)

• ควบคุมการไหลต่ำๆ ได้อย่างแม่นยำ (ต่ำถึง 1 scc/m)

• ทำงานได้คงที่ในช่วงอุณหภูมิและแรงดันสุญญากาศที่กว้าง

VCD-1000:

• มีความสัมพันธ์ระหว่างการหมุนปรับกับอัตราการไหลแบบเชิงเส้น (Linear) แม้แรงดันจะผันผวน

• ย่านการไหล 5 sccm ถึง 1,500 sccm

Severe Duty Gas Mass Flow Controllers (ตัวควบคุมการไหลแบบมวลสำหรับงานหนัก):

• ได้มาตรฐาน NEMA 4X / IP66 และมาตรฐานสำหรับพื้นที่อันตราย (Class1, Div. 2, ATEX Zone 2)

• ย่านการไหล 100 sccm ถึง 100 SLPM

Acrylic Flowmeters (โฟลว์มิเตอร์แบบอะคริลิก):

• หลอดวัดทำจากอะคริลิก

• ข้อต่อมีทั้งแบบทองเหลือง, PVC หรือสแตนเลส

Glass Tube Flowmeters (โฟลว์มิเตอร์แบบหลอดแก้ว):

• มีให้เลือก 35 ย่านการไหล ใน 6 ขนาดหลอด

• มี Option สัญญาณเตือน (Alarm)

Metal Tube Variable Area Flowmeters (โฟลว์มิเตอร์แบบหลอดโลหะ):

• โครงสร้างเป็น 316SS, Monel® หรือ Hastelloy®

• มี Option สัญญาณเตือน และสัญญาณ 4-20 mA

เรา ACTCOM2000 เป็นผู้จัดจำหน่าย Flowmeter ของ Parker พร้อมจัดจำหน่ายและให้บริการ หากสนใจ

สามารถติดต่อเราได้ที่

Line: @Actcom2000

โทร: 02 944 4748