เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับ (Level Transmitter) คืออะไร ?

0
VEGA Level Transmitter
VEGA Level Transmitter

เครื่องส่งสัญญาณระดับ (Level transmitter) เป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับ “การวัดระดับอย่างต่อเนื่อง” โดยจะวัดระดับของตัวกลางในถังอุตสาหกรรม เช่น ของเหลว (Liquid) ต่างๆ หรือ ของแข็ง (Bulk Solid) เป็นต้น ซึ่งในทุกอุตสาหกรรมกระบวนการผลิต เครื่องส่งสัญญาณระดับมีความสำคัญอย่างยิ่งในการวัดระดับ และป้องกันการล้นของสารด้านใน ดังนั้นจึงมีการใช้เครื่องส่งสัญญาณระดับประเภทต่างๆ แทบทุกที่สำหรับการวัดระดับในถังนั้นเองครับ ซึ่งการออกแบบ และการเลือกใช้ Level Transmitter ก็จะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของกระบวนการและสารด้านในนะครับ

Level Transmitter สำหรับควบคุมกระบวนการผลิต?

การวัดระดับของเหลว (Level Measurement) หมายถึง “การวัดระยะห่างเชิงเส้นระหว่างพื้นผิวด้านบนของของเหลวหรือของแข็ง กับจุดอ้างอิงที่กำหนดไว้” ในถังจัดเก็บ โดยส่วนประกอบประเภทของอุปกรณ์วัด มีดังนี้คือ

1. เซ็นเซอร์ระดับ หรือ Level Sensor เป็นตัวรับค่าและบ่งชี้ระดับของเหลวที่ใช้วัดระดับในกระบวนการ (liquid level indicators) จากนั้นค่าที่วัดได้เหล่านี้สามารถส่งไปยังหน่วยคอมพิวเตอร์ส่วนกลางเพื่อการติดตาม ประมวลผล เพื่อใช้สำหรับกระบวนการอัตโนมัติและการควบคุม (Instrumentation & Control)

2. สวิตช์ระดับ หรือ Level Switch เป็นตัวคอย Action หลังจากได้รับการกระตุ้นโดยสัญญาณไฟฟ้า (Electrical signal) จากการวัดระดับของเหลว หรือของแข็ง โดยการวัดของเหลวจะเป็นแบบลำดับขั้น

3. เครื่องส่งสัญญาณระดับ หรือ Level transmitter เป็น “เครื่องมือวัดคุม (instrument)” ในการแปลงค่าและส่งสัญญาน จากสัญญาณไฟฟ้าที่มาจาก Sensor/Transducer ที่มาจากการวัดระดับ ซึ่งสามารถส่งสัญญาณไปยังตำแหน่งบันทึก หรือหน่วยควบคุมต่อไปนั่นเองครับ โดยการวัดของเหลวจะเป็นแบบต่อเนื่อง

หลักการทำงานและการวัดค่า (Level Transmitter Measurement)

หลักการทํางานของ Level Transmiter แตกต่างกันไปตามลักษณะของการวัด แต่สำหรับเครื่องส่งสัญญาณทุกระดับจะวัดระดับด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจาก 3 วิธี

  • น้ําหนักของของเหลว (Fluid weight)
  • ความดันของของเหลว (Fluid pressure head)
  • ตําแหน่งของของเหลวในภาชนะ (The position of the fluid in the vessel)

การวัดระดับมี 2 ประเภท – “การวัดระดับทางตรง” และ “ทางอ้อม” หรือการวัดโดยเครื่องส่งสัญญาณจะเป็นแบบสัมผัส หรือไม่สัมผัส นั่นเองครับ การวัดระดับโดยตรงถือว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงระดับเล็กน้อย แต่อย่างไรก็ตาม Level Transmitter ส่วนใหญ่จะมีการออกแบบมาสำหรับการวัดระดับแบบทางอ้อม เนื่องจากมีความไว และออกแบบสำหรับการวัดระดับที่สูงหรือต่ำเกินไป ซึ่งการวัดโดยตรงจึงเป็นการวัดที่ยาก

ประเภทของของเซ็นเซอร์วัดระดับ (Type of level transmitter)

Level Transmiter สามารถแบ่งได้เป็น 8 ประเภท เครื่องส่งสัญญาณแต่ละประเภททำงานในลักษณะที่แตกต่างกันและทำให้เหมาะสมกับกระบวนการประเภทต่างๆ

1. เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบลอย (Float Level Transmitter)

เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับแบบลูกลอย หรือ Float Level Transmitters ประกอบด้วยลูกลอยแม่เหล็ก, ท่อวัด, หน่วยสัญญาณ, หน่วยอิเล็กทรอนิกส์ กล่องรวมสัญญาณ และชิ้นส่วนติดตั้ง ลูกลอยแม่เหล็กทั่วไปมีความถ่วงจำเพาะน้อยกว่า 0.5 และสามารถลอยเหนือพื้นผิวของเหลวและเลื่อนขึ้นลงตามท่อวัดซึ่งติดตั้งองค์ประกอบการวัด ตามระดับของของเหลวที่จะแปลง สัญญาณวัดระดับของเหลวที่วัดได้เป็นสัญญาณความต้านทาน (Resistance Signal) ตามสัดส่วนของการเปลี่ยนแปลงระดับของเหลวภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กภายนอก และแปลงหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ให้เป็น 4-20mA หรือเอาต์พุตสัญญาณมาตรฐานอื่นๆ

2. เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบทุ่น (Buoy Level Transmitter)

โครงสร้างของ “เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับแบบทุ่น (Buoy Level Transmitter)” จะคล้ายๆ กับ “เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบลูกลอย (Float Level Transmitters)” ในแบบแรก ยกเว้นแต่วิธีการวัดระดับจะเปลี่ยนเป็นแบบทุ่นลอยตัว เซ็นเซอร์วัดระดับแบบทุ่นมาพร้อมกับ strain sensing  ในทุ่นซึ่งเป็นเทคโนโลยีตรวจจับพร้อมเมมเบรนโลหะเพื่อวัดระดับของเหลว ซึ่งยึดตามหลักการลอยตัวของอาร์คิมิดีส (Archimedes’ buoyancy principle) การทำงานของเซ็นเซอร์วัดระดับแบบทุ่นนั้นง่ายดายและสามารถตั้งค่าได้ด้วยปุ่มเดียว

3. เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับเรดาร์ (Radar Level Transmitter)

Radar Level Transmitters จะใช้สัญญาณ เรดาร์ (Radar) ซึ่งหลักการคือจะใช้คลื่นวิทยุ (Radio waves) ในการส่งสัญญาณ โดยปกติแล้วอุปกรณ์เหล่านี้จะติดตั้งไว้ด้านบน หรือใกล้ถังที่เต็มไปด้วยของเหลว หลักการทำงานคือตัวเซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณเรดาร์ไปยังของเหลวในถัง และรับสัญญาณสะท้อนนั้นและประมวลค่าออกมา จากนั้นเครื่องส่งจะคำนวณระดับปัจจุบันของถังอย่างแม่นยำ “ตามระยะเวลาที่ใช้ในการส่งสัญญาณกลับมา” นั่นเองครับ

4. เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับอัลตราโซนิก (Ultrasonic Level Transmitter)

เครื่องส่งสัญญาณระดับอัลตราโซนิก (Ultrasonic Level Transmitter) ทำงานคล้ายๆกันกับ เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับเรดาร์ (Radar Level Transmitters) ซึ่งเป็นแบบไม่สัมผัส ด้วยเครื่องส่งสัญญาณนี้ ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกที่ติดตั้งอยู่ด้านบนของถังจะปล่อยคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic pulse) ออกมา เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกกระทบพื้นผิวของของเหลว จะสะท้อนกลับ และทรานสดิวเซอร์จะคำนวณระดับตามเวลาระหว่างพัลส์กับสัญญาณที่ส่งคืน

5. เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับแบบคาปาซิแตนซ์ (Capacitance Level Transmitter)

เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับแบบคาปาซิแตนซ์ ได้ชื่อมาจาก “ตัวเก็บประจุ หรือ Capacitor” นั่นเองครับ โดยหลักการทำงาน คือ ใช้หลักการของ “การสร้างสนามไฟฟ้า โดยที่วัตถุแต่ละชนิดเมื่อเข้ามาในบริเวณสนามไฟฟ้า” ก็จะ “ทำให้ค่าสนามไฟฟ้าเกิดการเปลี่ยนแปลง จากนั้นการเปลี่ยนแปลงนั้นจะทำให้เซนเซอร์รับรู้ได้ถึงระดับของวัตถุที่เพิ่มขึ้นมาหรือลดลงไป” นั่นเองครับ ซึ่งวัตถุทุกชนิดมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้าได้ จึงทำให้ Capacitance Level Sensor สามารถตรวจจับระดับวัตถุได้เกือบทุกประเภท โดยสามารถสัดระดับของแข็ง ผง เมล็ด หรือของเหลวใส,หนียวข้นได้

6. เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับแบบแรงดัน (Hydrostatic Level Transmitter)

Hydrostatic level transmitters รู้จักดีในอีกชื่อคือ Pressure level transmitter หรือ Diff Pressure นะครับ โดยยิ่งมีปริมาณ (Volume) ของของเหลวในถังมากขึ้นเท่าไหร่ แรงดัน (Pressure) ที่กระทำต่อก้นถังก็ยิ่งมากตามเท่านั้น และนี่คือหนึ่งในอุปกรณ์ตรวจจับระดับของเหลวที่พบบ่อยที่สุดในอุตสาหกรรมอีกด้วยนะครับ แต่มีหนึ่งสิ่งที่สำคัญมากสำหรับ transmitter ชนิดนี้คือ ความหนาแน่น (Density) ของของเหลวจะต้องคงที่เสมอ เพราะว่าเมื่อน้ำหนักของของเหลวเพิ่มขึ้น ความดันต่อปริมาตรที่ใช้กับ transmitter ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน

7. เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับแบบแม่เหล็ก (Magnetic Level Transmitter)

เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับแม่เหล็ก (Magnetic Level Transmitter) จะมีการออกแบบโดยใช้ แม่เหล็กเล็กๆ ติดอยู่กับชุด buoyant float ด้านในคอลัมน์ ที่มีพื้นที่แคบเพื่อจำกัดการเคลื่อนที่ในของการลอยของ buoyant float และเมื่อลูกลอย buoyant float มีการเคลื่อนตัวระยะตรงนั้นก็จะถูกส่งผ่านแม่เหล็ก และส่งสัญญาณไปที่ Trasnsmitter ซึ่งหลักการตรงนี้ช่วยให้สามารถส่งระดับที่แม่นยำและสม่ำเสมอ เนื่องจากการลอยตัวของ buoyant float ในแนวขึ้นหรือลงใน column ตามระดับของของเหลว วิธีการนี้จึงมีประโยชน์สำหรับการวัดอย่างต่อเนื่องนั่นเองครับ

8. เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับแบบไมโครเวฟแบบไกด์ (Guided Microwave Level Transmitter)

เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับแบบไมโครเวฟแบบไกด์ (Guided Microwave Level Transmitter) เครื่องส่งสัญญาณประเภทนี้ทำงานโดยการ “ส่งคลื่นไมโครเวฟ (Microwave)” หรือ “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic)” ผ่านแกนเซ็นเซอร์/สายเคเบิล เมื่อสัญญาณส่งไปถึงพื้นผิวของเหลว มันจะเคลื่อนที่ขึ้นกลับไปบนแกนเซ็นเซอร์และถูกส่งไปยังตัวเรือนเครื่องส่งสัญญาณ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ถูกรวมเข้ากับตัวเรือน Transmitter และกำหนดระดับการเติมตามเวลาที่ใช้เพื่อให้สัญญาณเคลื่อนที่ลงไปตามก้านเซ็นเซอร์และย้อนกลับอีกครั้ง ค่านี้จะปรากฏบนจอแสดงผลของเครื่องส่งสัญญาณ เครื่อง Transmitter ประเภทนี้เหมาะสำหรับของเหลวและใช้สำหรับงานอุตสาหกรรมในทุกด้านของเทคโนโลยีกระบวนการ

================================================================

พบกับข้อมูลเพิ่มเติมของเทคโนโลยีเซนเซอร์วัดระดับใหม่ล่าสุด VEGAPULS 6X

https://www.vega.com/en-th/radar

================================================================

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 #VEGA #VEGAPULS6X #6X #HomeOfValue #Sensor #Instrument #Control

ทิ้งคำตอบไว้

กรุณาใส่ความคิดเห็นของคุณ!
กรุณาใส่ชื่อของคุณที่นี่