หลักการทำงานของ Differential Pressure Flow Meters

หลักการทำงานและการประยุกต์ใช้ของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบความดันต่าง (Differential Pressure Flow Meters)

มาตรวัดอัตราการไหลแบบแรงดันต่างเป็นอุปกรณ์สำคัญในการวัดอัตราการไหลในอุตสาหกรรม เนื่องจากมีความอเนกประสงค์ แม่นยำ และราคาที่เอื้อมถึง บทความนี้จัดทำขึ้นเพื่อให้ วิศวกรโรงงาน ช่างเทคนิค และผู้เชี่ยวชาญด้านเครื่องมือวัดมีแหล่งข้อมูลที่มีประโยชน์สำหรับการเลือก ติดตั้ง บำรุงรักษา และนำมาตรวัดอัตราการไหลแบบแรงดันต่างไปใช้งานเพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

Differential Pressure Flow Meters ทำงานอย่างไร

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบความดันต่าง ทำงานโดยวัดการลดลงของความดันข้ามจุดจำกัดการไหลที่วางไว้โดยตั้งใจซึ่งเรียกว่าองค์ประกอบหลัก เมื่อของไหลผ่านจุดจำกัด ความเร็วจะเพิ่มขึ้นและความดันจะลดลง ความแตกต่างของความดันนี้ซึ่งวัดระหว่างด้านสูงและด้านต่ำจะสัมพันธ์กับอัตราการไหลผ่านสมการการไหลของ Bernoulli

องค์ประกอบหลักทั่วไป ได้แก่ แผ่นรูพรุน ท่อเวนทูรี ท่อพิโตต์ องค์ประกอบลิ่ม กรวย และหัวฉีด แต่ละองค์ประกอบจะสร้างรูปแบบการสูญเสียแรงดันเฉพาะตัวโดยอิงตามพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ คุณสมบัติของของไหล ช่วงการวัดที่ต้องการ และการสูญเสียแรงดันถาวรที่อนุญาต เครื่องวัดได้รับการปรับเทียบล่วงหน้าจากผู้ผลิตสำหรับเรขาคณิตขององค์ประกอบหลักเฉพาะ

เซ็นเซอร์วัดแรงดันแบบต้านทานเพียโซจะวัดแรงดันสถิตอย่างต่อเนื่องก่อนและหลังการจำกัด เซ็นเซอร์จะต้องปราศจากการสั่นสะเทือน เศษขยะ และความชื้น ท่อแรงดันจะส่งสัญญาณระดับต่ำไปยังเครื่องส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องส่งสัญญาณจะขยายอินพุต จัดการการชดเชยอุณหภูมิ ใช้ปัจจัยการสอบเทียบ และแปลงแรงดันต่าง ๆ เป็นสัญญาณอัตราการไหลแบบแอนะล็อกหรือดิจิทัล

ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญเมื่อเลือกมิเตอร์

การเลือกมาตรวัดอัตราการไหลแบบแรงดันต่างกันนั้นต้องเลือกให้ตรงกับความสามารถของมาตรวัดตามข้อกำหนดการใช้งาน โดยข้อกำหนดสำคัญที่ต้องพิจารณามีดังนี้:

• ขนาดเส้น (Line size) กำหนดอัตราการไหลแบบเต็มสเกลและการออกแบบองค์ประกอบหลัก
• ประเภทของไหล (Fluid type) ความเข้ากันได้ของของเหลว ก๊าซ, ไอน้ำ
• แรงดันใช้งานสูงสุด (Maximum operating pressure) ระดับแรงดันของตัวเครื่อง/หน้าแปลน
• ขีดจำกัดอุณหภูมิ (Temperature limits) ขององค์ประกอบหลัก เซ็นเซอร์ และเครื่องส่งสัญญาณ
• ช่วงความหนืด (Viscosity range) ของเหลวที่มีความหนืดสูงอาจต้องพิจารณาเป็นพิเศษ
• ต้องมีความแม่นยำและอัตราส่วนการลด
• การสูญเสียแรงดันถาวรสูงสุดที่อนุญาต
• เอาต์พุตที่ต้องการ - 4-20mA, HART, Profibus, Modbus
• การรับรองป้องกันการระเบิด - ATEX, IECEx, FM เป็นต้น

ปัจจัยเพิ่มเติม ได้แก่ ผังท่อ ข้อกำหนดการเดินท่อตรง โปรไฟล์การไหล และสภาพแวดล้อม ขอแนะนำให้ศึกษาเอกสารทางเทคนิคของผู้ผลิตเมื่อเลือกมาตรวัด

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้ง

การติดตั้งอย่างพิถีพิถันเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ได้ค่าความแม่นยำและประสิทธิภาพของเครื่องวัดตามที่กำหนด โดยปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดดังต่อไปนี้:

1. ปฏิบัติตามขั้นตอนท่อตรงด้านบนและด้านล่างตามที่กำหนด - องค์ประกอบหลักบางประเภท เช่น แผ่นรูเปิด ต้องใช้ท่อตรงยาวเพื่อลดการปั่นป่วนและให้ค่าการอ่านที่เสถียร
2. ให้การเชื่อมต่อกระบวนการเข้ากันได้กับประเภทท่อและค่าแรงดัน
3. วางตำแหน่งก๊อกแรงดันตามคำแนะนำของผู้ผลิต ซึ่งจะช่วยลดการรบกวนการไหล
   
4. ติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณใกล้กับเซ็นเซอร์หรือใช้ท่อแรงดันที่มีความยาวเท่ากัน
   
5. ติดตั้งวาล์วบล็อกและวาล์วระบายแรงดันเพื่อตรวจสอบและปรับเทียบค่าศูนย์ในสถานที่
6. ใช้ปะเก็นแยกที่เหมาะสม หลีกเลี่ยงการขันน็อตหน้าแปลนแน่นเกินไป
   
7. ตรวจสอบว่าค่าแรงดันเกินแรงดันท่อสูงสุด
   
8. ต่อสายดินตามกฎหมายไฟฟ้าในท้องถิ่นและคำแนะนำของผู้ผลิต

การรักษาประสิทธิภาพสูงสุด

การบำรุงรักษาตามปกติจะช่วยเพิ่มเวลาการทำงานและยืดอายุการใช้งาน งานที่แนะนำ ได้แก่:

• ตรวจสอบเครื่องส่งสัญญาณ เซ็นเซอร์ และการเชื่อมต่อว่ามีความเสียหายหรือรั่วไหลหรือไม่ ซ่อมแซมการอุดตันของท่อแรงดัน
• ตรวจสอบการทำงานที่ถูกต้องของวาล์วแยกและวาล์วปรับสมดุล รักษาชิ้นส่วนภายในให้สะอาด
• ตรวจสอบความชื้นหรือสิ่งปนเปื้อนในท่อแรงดัน ทำความสะอาดหรือเปลี่ยนใหม่หากจำเป็น
• ตรวจสอบระดับความดันที่แตกต่างกัน
• ทำความสะอาด/เปลี่ยนองค์ประกอบเมื่อสูญเสียอย่างถาวรมากเกินไป
• ปรับเทียบเป็นระยะโดยใช้ข้อมูลอ้างอิงภายนอกหรือปรับเทียบอินพุตที่ผู้ใช้กำหนด
• วิเคราะห์การวินิจฉัยสำหรับการแจ้งเตือนการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน
• ออกกำลังวาล์วเพื่อหลีกเลี่ยงการติดขัด หล่อลื่นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว
• จัดทำรายการชิ้นส่วนอะไหล่ที่สำคัญ เช่น ปะเก็น สลักเกลียว ท่อแรงดัน

การใช้งานทั่วไป

ความยืดหยุ่นของเครื่องวัดความดันแตกต่างทําให้เหมาะสําหรับการใช้งานการไหลในอุตสาหกรรมที่หลากหลายมาก การใช้งานทั่วไป ได้แก่:

• น้ำมันและก๊าซ (Oil & Gas) – การติดตามหัวบ่อน้ำมัน การวัดก๊าซจากแฟลร์ ท่อส่ง
  
• น้ำ/น้ำเสีย (Water/Wastewater) – การติดตามการไหลสำหรับโรงบำบัด สถานีสูบน้ำ ระบบจ่าย
  
• พลังงาน (Power) – น้ำคอนเดนเซอร์ น้ำหล่อเย็น การไหลของไอน้ำ การปล่อยไอเสียจากปล่อง
  
• สารเคมีและปิโตรเคมี (Chemical & Petrochemical) – การติดตามการผลิต การผสม/การแบ่งชุด การวัดชั้นวาง
  
• เยื่อและกระดาษ (Pulp & Paper) – การไหลของเครื่องย่อย น้ำเสีย การไหลของไอน้ำ การโอนย้ายการดูแล
  
• อาหารและเครื่องดื่ม (Food & Beverage) – การแบ่งชุดส่วนผสม สายกระบวนการสุขาภิบาล การจัดการพลังงานของโรงงาน
  
• เภสัชกรรม (Pharmaceutical) – ของเหลวในกระบวนการสะอาด การถ่ายโอน การแบ่งชุด
  
• โลหะและการทำเหมือง (Metals & Mining) – การไหลของสารละลาย สายการลำเลียงแบบลม
  
• HVAC – น้ำเย็น น้ำร้อน ไอ น้ำอัด การปรับสมดุลการระบายอากาศ

สรุป

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแรงดันต่างช่วยให้เกิดความคล่องตัว คุ้มค่า และประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้สำหรับการตรวจสอบอัตราการไหลที่สำคัญยิ่งต่อภารกิจในทุกอุตสาหกรรม ด้วยการทำความเข้าใจหลักการทำงาน ปัจจัยการเลือก แนวทางการติดตั้ง ความต้องการในการบำรุงรักษา และการใช้งานที่หลากหลาย ผู้เชี่ยวชาญด้านเครื่องมือวัดอัตราการไหลสามารถปลดล็อกศักยภาพทั้งหมดของการวัดอัตราการไหลแบบแรงดันต่างได้ ใช้ประโยชน์จากคู่มือฉบับสมบูรณ์นี้เพื่อใช้เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแรงดันต่างอย่างมั่นใจเพื่อความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และผลผลิตที่เหมาะสมที่สุด

อ้างอิง SMARTMEASUREMENT, FLUTECH, FACTOCOMPONENTS

กรุณาติดต่อเราสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:
โทร: 02-384-6060  | ไลน์: @flutech.co.th  | อีเมล: sales@flutech.co.th  | เฟสบุ๊ค: @flutech.co.th