Basic level measurement – การวัดระดับของเหลวเบื้องต้นในโรงงาน

ในส่วนนี้ครับ แอดขอเข้าเรื่องที่เกี่ยวข้องกับ การวัดระดับของเหลว เพื่อเป็นพื้นฐานให้น้องๆนักศึกษาที่จะเข้ามาฝึกงาน หรือเตรียมตัวที่จะทำงานในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆครับ ซึ่งแอดจะสรุปสิ่งที่ควรรู้คร่าวๆ โดยจะเน้นไปที่เหตุและผลเป็นหลัก สำหรับในส่วนของทางด้านเทคนิคนั้นจะมีรายละเอียดค่อนข้างเยอะ (หลักการวัดแต่ละแบบคิดว่าสามารถเป็น paper ใหญ่ๆได้เลย) และเทคโนโลยีบางอย่างมีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะต้องคอยติดตามอยู่เสมอๆครับ

การวัดระดับของของเหลวในโรงงานอุตสาหกรรม ถือว่ามีความสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อให้กระบวนการผลิตดำเนินอย่างราบรื่น และสามารถวางแผนในการจัดการสินค้าได้ทั้ง Feed stock (วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตสินค้า) และ product (ผลิตภัณฑ์) ซึ่งแอดขอแบ่งความสำคัญใหญ่เป็นข้อๆ ดังนี้ครับ

เหตุผลหลักที่เราต้องวัดระดับ

1.วัดระดับของเหลวเพื่อจัดการกับวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์

ลองนึกภาพตามแอดดูครับว่าถ้าหากเราอาศัยของเหลวอย่างนึงในการเป็นวัตถุดิบในการผลิตสินค้า แล้วเราไม่ทราบว่าเหลือวัตถุดิบเท่าไร มันก็คงจะวุ่นวายน่าดูเลยครับ เพราะเราไม่สามารถวางแผนจัดการว่าเราควรจะสั่งซื้อวัตถุดิบเมื่อไร อย่างไร และมีการสูญเสียวัตถุดิบไปอย่างน่าสงสัยหรือไม่ (ขโมย หรือ กระบวนการผลิตมีความผิดปกติ , ท่อนำส่งรั่ว) โรงงานที่แอดทำงานอยู่ในส่วนถังเก็บวัตถุดิบนอกจากอ่านค่าจากตัววัดแล้ว เราต้องทำการตรวจสอบด้วยคนอีกครั้งหนึ่งด้วย

2.ความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม

เรื่องนี้เป็นเรื่องที่สำคัญมากๆ ถ้าหากวัตถุดิบหรือผลิตภัณฑ์ของโรงงานเราส่งผลกระทบกับสิ่งแวดล้อม เช่น มีความเป็นพิษสูง แล้วบังเอิญเติมจนล้นถังออกสู่ภายนอกโดยไม่มีการวัดระดับ อาจถึงขั้นโดนร้องเรียนให้ปิดโรงงานได้เลยครับ หรือไม่ก็มีผลต่อบุคคลากรที่โดนสารที่เป็นพิษได้

3.วัดเพื่อทราบถึงความผิดปกติทางด้านการผลิต

นอกจากอาจจะมีการขโมยหรือรั่วไหลจากท่อนำส่งแล้ว ทางด้านการผลิตสามารถวิเคราะห์ความผิดปกติที่เกิดขึ้นได้อีกด้วย เช่น ระดับของเหลวยังเท่าเดิมถึงแม้ว่าเปิดวาล์วมากขึ้นก็ตาม ให้สันนิษฐานได้เลยครับว่าท่อตัน หรือไม่ก็มีความผิดปกติอย่างใดอย่างหนึ่ง

4.วัดเพื่อควบคุมคุณภาพของสินค้า

หลายๆคนสงสัยว่า เอ๊ะ การวัดระดับมันน่าจะไม่เกี่ยวกับคุณภาพของสินค้านะแอด เดี๋ยวลองอ่านสิ่งที่แอดนำเสนอก่อนนะครับ ผู้อ่านทุกท่านเคยสังเกตไหมครับเวลาเราเดินไปซื้อน้ำอัดลม ของเหลวในขวดแต่ละขวดเท่ากันทุกขวด เพื่อไม่ให้ปริมาณในการส่งมอบสินค้าผิดไปจากค่าที่ทางผู้ผลิตได้กำหนดไว้ในแง่คุณภาพและปริมาณ

เทคโนโลยีที่นิยมใช้ในการวัดระดับ

สำหรับเทคโนโลยีที่ใช้ในการวัดระดับของเหลว แอดขอแบ่งตามเทคโนโลยี ดังนี้ครับ

1.Hydrostatic Pressure

เป็นที่นิยมมากๆสำหรับการวัดระดับของเหลว เนื่องจาก เราสามารถเก็บอะไหล่แบบเดียวกันกับตัววัดความดัน (pressure) ได้ หลักการทำงานง่ายครับ เมื่อของเหลวมีระดับที่สูงขึ้น ความดันก็จะเพิ่มมากขึ้นตาม ซึ่งข้อจำกัดเองก็มีครับ เราไม่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำถ้าบังเอิญว่าของเหลวแยกชั้นและไม่ผสมกัน เช่น น้ำ/น้ำมัน

2.Capacitance

หลักการชนิดนี้อาศัยหลักการในการเปลี่ยนค่าความจุทางไฟฟ้ามาโดยอาศัยของเหลวเป็นสื่อกลางซึ่งเมื่อของเหลวมีระดับสูงขึ้นหรือลดลง ค่าความจุทางไฟฟ้าก็จะเปลี่ยนแปลง ข้อจำกัด ของเหลวที่เาจะวัดต้องมีค่า di-electric ที่เพียงพอและต้องอยู่ใน spec ของผู้ผลิตด้วย นอกเหนือจากนี้ถ้าหากของเหลวมีลักษณะเคลือบแน่น มาพอกตัววัด อาจส่ผลต่อการวัดได้

3.Radar

อาศัยการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปตกกระทบกับพื้นผิวของของเหลว แล้วสะท้อนกลับมา ส่วนต่างของเวลาคลื่นตกกระทบและคลื่นสะท้อนจะสามารถบ่งบอกได้ครับว่าของเหลวอยู่ห่างไกลจากตัวส่งเท่าไร ซึ่งมีชนิดที่มีแท่งนำ (guide) หรือไม่มีแท่งนำก็ได้ ซึ่งข้อดีของตัววัดชนิดนี้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเสถียรกว่าคลื่นเหนือเสียง(Ultrasonic) และสามารถวัดของเหลวแบบแยกชั้นได้ครับ สำหรับชนิดแบบไม่อาศัยแท่งนำ ก็มีข้อดีคือ เป็นการวัดแบบไม่สัมผัส แต่ก็ตามมากับข้อเสียคือต้องดูลักษณะสิ่งกีดขวางภายในถังด้วยครับ

4.Ultrasonic

อาศัยหลักการคลื่นเหนือเสียงในส่วนนี้จะคล้ายๆกับ radar ครับ แต่คลื่นเหนือเสียงจะมีข้อด้อยกว่าคือหน้าคลื่นตัวกลางจะกว้างกว่า Radar ซึ่งอาจเกิดการสะท้อนได้ง่ายกว่า และถ้าหากมีของเหลวไปควบแน่นที่ตัวส่งคลื่นจะเกิดการวัดที่ผิดพลาดได้ครับ

5.Float

อาศัยลูกลอยและหลักการของแรงลอยตัวเป็นหลัก ซึ่งถ้าของเหลวมีระดับสูงขึ้น ตัว Float ก็จะลอยตามแรงลอยตัวหรือน้ำหนักของ float จะเบาลง เพราะมีแรงลอยตัวมาพยุงไว้ ข้อจำกัดคือไม่เหมาะกับของเหลวที่กัดกร่อนสูง เพราะถ้า float รั่ว อาจส่งผลต่อการวัดได้ และถ้าวัดกับของเหลวสกปรกอาจทำให้ float ติดขัดได้

6.Gamma-rays

อาศัยหลักการบดบังรังสีของของเหลว เมื่อของเหลวมีระดับต่ำ รังสีก็จะไม่ผ่านของเหลวจึงทำให้มีค่าความเข้มที่สูง ณ ขณะเดียวกันถ้าของเหลวมีระดับที่สูงขึ้น ก็จะบดบังรังสีบางส่วนไป โดยตัวแผ่รังสีจะนิยมใช้วัสดุกัมมันภาพรังสี ฉายด้านตรงข้ามกับตัวรับ ซึ่งตัวรับเองก็มีหลายเทคโนโลยีครับ แต่ที่นิยมมากสุดมี 2 ชนิด คือ Geiger Muller และ Scintillation เหมาะสำหรับการวัดของที่สกปรกมากๆ , ความดันสูงมากๆ ซึ่งถ้ามีรอยต่อเยอะอาจส่งผลให้รั่วไหล , ผลิตภัณฑ์มีความร้อนสูง ข้อจำกัดส่วนใหญ่จะอยู่ที่กระบวนการขออนุญาต จะวุ่นวายมากเพราะต้องขึ้นทะเบียนเจ้าหน้าที่ความปลอดภัยกับปรมาณูเพื่อสันติ (ใกล้กับมหาลัยเกษตรศาสตร์ บางเขน) และต้องมีกระบวนการส่งกำจัดถ้าหากหยุดการผลิตของโรงงาน และต้องการเปลี่ยนวัสดุกัมมันตภาพใหม่ ซึ่งข้อกำหนดมีรายละเอียดปลีกย่อย ข้อจำกัดอีกข้อเลยครับ คือปริมาณรังสีของวัสดุกัมมตภาพจะลดลงตามกาลเวลา ซึ่งหลังๆ จะนิยมใช้ Cs-137 ซึ่งจะมีครึ่งชีวิตที่ประมาณ 30 ปี แต่เราก็ต้องมีการสอบเทียบนะครับเพราะการสลายตัวจะส่งผลต่อการวัดด้วย

สิ่งที่สำคัญที่แอดอยากจะสรุป แอดคิดว่าสิ่งนี้สำคัญมากๆ

ทุกๆการวัดระดับของเหลว สิ่งที่เราอยากทราบคือระดับของเหลวในถัง ทุกๆการวัดย่อมมีลักษณะเฉพาะตัว ข้อดี/ข้อจำกัดที่ต่างกัน แต่ที่ควรตระหนักคือ

1. “ออกแบบตัววัดที่เรียบง่ายและใช้งานได้ดีเอาไว้ก่อนครับ” (Simple is the best) ถ้าข้อจำกัดนั้นเราจำเป็นต้องยาก ค่อยพิจารณาเลือกใช้เป็นกรณีๆไป เพราะมันจะมีผลต่อการซ่อมบำรุง เช่น ถ้าเราเลือกตัววัดที่ช่างบำรุงไม่คุ้นเคยอาจส่งผลให้การซ่อมนั้นใช้ระยะเวลาที่นานขึ้น
2. “ถ้าทางทีมช่างซ่อมบำรุงใช้ตัววัดระดับแบบใดอยู่ และแบบนั้นใช้ได้ดีตอบโจทย์การใช้งาน ให้พิจารณาแบบเดิมไว้ก่อน” มันจะมีผลเรื่องการเก็บอะไหล่ครับ เราคงไม่อยากเก็บอะไหล่ต่างชนิดกันเยอะๆใช่ไหมครับ

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g

#นายช่างมาแชร์