การวัดอัตราการไหล คือ อะไร? เรามีคำตอบ

การวัดอัตราการไหลเป็นกระบวนการประเมินปริมาณของความหลากหลายในสารเหลวหรือก๊าซที่ไหลผ่านระบบหรือช่องทางที่กำหนดไว้ การวัดอัตราการไหลมีความสำคัญมากในหลายๆ อุตุนิยม เช่น ในการวัดปริมาณน้ำในการเลี้ยงพืช การวัดความต้านทานในระบบไฟฟ้า หรือการวัดอัตราการไหลของก๊าซในอุตสาหกรรม ในกระบวนการวิทยาศาสตร์และอุตุนิยมที่ต้องการเครื่องมือที่แม่นยำในการวัดไหล เครื่องมือวัดไหลแบบต่างๆ มีความหลากหลายให้เลือกใช้ ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารที่ต้องการวัด

สิ่งที่ควรจำ:

• การวัดอัตราการไหลเป็นกระบวนการประเมินปริมาณของความหลากหลายในสารเหลวหรือก๊าซที่ไหลผ่านระบบหรือช่องทางที่กำหนดไว้
• การวัดอัตราการไหลมีความสำคัญในหลายๆ อุตุนิยม เช่น ในการวัดปริมาณน้ำในการเลี้ยงพืช การวัดความต้านทานในระบบไฟฟ้า หรือการวัดอัตราการไหลของก๊าซในอุตสาหกรรม
• เครื่องมือวัดไหลแบบต่างๆ มีความหลากหลายให้เลือกใช้ ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารที่ต้องการวัด

หลักการทำงานของ Flow Meter

Flow Meter มีหลักการทำงานโดยใช้หน่วยของการวัดอัตราการไหลของปริมาตรหรือการวัดอัตราการไหลของมวล การวัดอัตราการไหลของปริมาตรใช้สมการ Q = vA โดยที่ Q คือ อัตราการไหลของปริมาตรในหน่วย m3/s, v คือ ความเร็วของการไหล และ A คือ พื้นที่หน้าตัด ส่วนการวัดอัตราการไหลของมวลใช้สมการ ṁ = ρQ โดยที่ ṁ คือ อัตราการไหลของมวลในหน่วย kg/s, ρ คือ ความหนาแน่นของสาร และ Q คือ อัตราการไหลของปริมาตรในหน่วย m3/s การวัดอัตราการไหลเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมและปรับปรุงกระบวนการทางเทคนิคต่างๆ ในอุตสาหกรรม

ประเภทของ Flow Meter

Flow Meter มีหลายประเภทที่ใช้งานในการวัดอัตราการไหล ซึ่งแต่ละประเภทจะมีลักษณะและรูปแบบการทำงานที่แตกต่างกัน

1. Positive Displacement Meters

Positive Displacement Meters เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้หลักการแทนที่เมื่อของไหลไหลผ่านจะทำให้ชิ้นส่วนภายในของเครื่องวัดเคลื่อนที่และวัดปริมาณไหลได้อย่างแม่นยำ

2. Inferential Meters

Inferential Meters เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลแบบทางอ้อมโดยใช้การคำนวณปริมาตรจากภาชนะที่ถูกลำเรียงผ่านกังหัน

3. Oscillatory Flow Meters

Oscillatory Flow Meters เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่ใช้หลักการแกว่งของตัวของชิ้นส่วนภายในเมื่อมีการไหล

4. Differential Pressure Meters

Differential Pressure Meters เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่ใช้หลักการของการวัดความแรงดันตกคร่อม

5. Electromagnetic Flow Meters (Magflows / Magmeters)

Electromagnetic Flow Meters หรือ Magflows / Magmeters เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่อาศัยหลักการวัดการเกิดแรงดันตกคร่อมที่เกิดจากการไหลของของไหลผ่านหน้าท่อแม่เหล็ก

6. Ultrasonic Flow Meters

Ultrasonic Flow Meters หรือ อัลตร้าโซนิคโฟลมิเตอร์ เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่ใช้หลักการวัดความเร็วในการเดินทางของคลื่นผ่านการไหลของของไหล

7. Mass Flow Measurement

Mass Flow Measurement เป็นเครื่องมือวัดอัตราการไหลของมวล โดยใช้ในการวัดปริมาณของของไหลโดยใช้หลักการวัดค่าแรงดันตกคร่อม

ในส่วนนี้เราได้ศึกษาถึงประเภทต่างๆ ของ Flow Meter ที่ใช้ในการวัดอัตราการไหล โดยแต่ละประเภทจะมีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกัน การเลือกใช้ประเภทของ Flow Meter ที่เหมาะสมเกิดขึ้นจากลักษณะของสารที่ต้องการวัดและการใช้งานในแต่ละระบบ

Positive Displacement Meters

ในส่วนนี้ของบทความเราจะพูดถึงเครื่องวัดอัตราการไหลประเภท Positive Displacement Meters ที่เป็นเครื่องวัดที่ใช้หลักการแทนที่และมีของไหลไหลผ่านขนาดและความละเอียดของชิ้นส่วนภายใน เครื่องวัดแบบนี้มีความสามารถในการวัดปริมาณไหลได้อย่างแม่นยำ

ประเภทของ Positive Displacement Meters ที่พบบ่อยได้แก่:

• Sliding vane
• Oval gear meters
• Lobed impeller
• Oscillating piston
• Nutating disc
• Fluted rotor meters
• Wet-type gas meters

เครื่องวัดอัตราการไหล Positive Displacement Meters เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมที่ต้องการความแม่นยำในการวัดปริมาณไหล เช่น การวัดปริมาณน้ำในระบบปรับอากาศ และสระว่ายน้ำ การวัดปริมาณน้ำมันในความจุที่แน่นอน หรือการวัดปริมาณก๊าซในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี

ตารางที่ 4.1: ประเภทของ Positive Displacement Meters

ในส่วนถัดไปของบทความจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับ Inferential Meters ที่เป็นประเภทของเครื่องวัดอัตราการไหลที่ใช้การคำนวณปริมาตรจากภาชนะที่ถูกลำเรียงผ่านกังหัน

Inferential Meters

Inferential Meters เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลแบบทางอ้อมโดยใช้การคำนวณปริมาตรจากภาชนะที่ถูกลำเรียงผ่านกังหัน ประเภทของ Inferential Meters ได้แก่ Turbine meters, Woltman meters, Propeller-type flow meters, Impeller meters

ผู้เชี่ยวชาญในวงการอุตสาหกรรมใช้ Inferential Meters เพื่อวัดปริมาณไหลที่ไม่สามารถทำได้โดยตรง โดยเครื่องมือเหล่านี้จะใช้หลักการคำนวณปริมาตรจากการลำเรียงภาชนะผ่านกังหัน เมื่อของไหลผ่านผ่านภาชนะแล้วจะส่งผลให้เกิดการหมุนของชิ้นส่วนภายในเครื่องวัด หลังจากนั้นเครื่องมือจะใช้การวัดค่าการหมุนนั้นเพื่อคำนวณปริมาตรของของไหลที่ผ่านไป

Turbine meters

Turbine meters เป็นประเภทของ Inferential Meters ที่ใช้หลักการหมุนของตัวของกลไฟฟ้าในการวัดปริมาณไหล โดยเมื่อของไหลผ่านไปจะทำให้ทราบถึงความเร็วของการไหลและจากนั้นใช้ข้อมูลนี้ในการคำนวนปริมาตรของของไหล

Woltman meters

Woltman meters เป็น Inferential Meters ที่ใช้หลักการกระแสของเหลวในการหมุนตำแหน่งที่ติดตั้งไว้ภายในเพื่อวัดปริมาณไหล เมื่อของไหลผ่านไปจะทำให้ชิ้นส่วนภายในหมุนและเครื่องมือจะวัดค่าการหมุนนั้นเพื่อคำนวณปริมาตรของของไหล

Propeller-type flow meters

Propeller-type flow meters เป็นประเภทของ Inferential Meters ที่ใช้หลักการหมุนของจักรวาลเพื่อวัดปริมาณไหล โดยเมื่อของไหลผ่านไปจะทำให้ทราบถึงความเร็วของการไหลและจากนั้นใช้ข้อมูลนี้ในการคำนวณปริมาตรของของไหล

Impeller meters

Impeller meters เป็น Inferential Meters ที่ใช้หลักการหมุนของชิ้นส่วนภายในเครื่องวัดเพื่อวัดปริมาณไหล โดยเมื่อของไหลผ่านไปจะทำให้ชิ้นส่วนภายในหมุนและเครื่องมือจะวัดค่าการหมุนนั้นเพื่อคำนวณปริมาตรของของไหล

Oscillatory Flow Meters

Oscillatory Flow Meters เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่ใช้หลักการแกว่งของตัวของชิ้นส่วนภายในเมื่อมีการไหล ประเภทของ Oscillatory Flow Meters ได้แก่ Vortex flow meter, Vortex precession, Fluidic flow meters

เครื่องวัดอัตราการไหลประเภท Oscillatory Flow Meters เป็นเครื่องมือที่ใช้หลักการอัตราการแกว่งของตัวภายในเมื่อมีการไหล ซึ่งเกิดจากคลื่นในสารที่ไหลผ่าน อาร์ติเวอร์ซที่ไหลผ่านจะสร้างคลื่นหรือเสียง และเครื่องวัดจะนับจำนวนคลื่นหรือเสียงที่เกิดขึ้นเพื่อหาค่าอัตราการไหล ประเภท Vortex flow meter ใช้หลักการวัดจำนวนสปีดคลื่นวอร์เท็กซ์ที่เกิดขึ้นในการไหล ประเภท Vortex precession ใช้หลักการสัญญาณลวงคลื่นวอร์เท็กซ์ที่เกิดภายใน ประเภท Fluidic flow meters ใช้หลักการวัดภายในสารไหลด้วยเวคเตอร์ความเร็วของไหล

เครื่องวัดอัตราการไหลประเภท Oscillatory Flow Meters เป็นเครื่องมือที่มีแนวโน้มใช้งานในอุตสาหกรรมที่ต้องการวัดอัตราการไหลของสารที่สร้างคลื่นหรือเสียงเมื่อไหล และสามารถวัดได้อย่างแม่นยำเมื่อต้องการปริมาณการไหลที่แตกต่างกันในหลายๆ แบบ โดยอาจใช้เพื่อการวัดอัตราการไหลในอุตสาหกรรมและแวดวงอื่นๆ เช่น อุตสาหกรรมน้ำ ก๊าซ อุตสาหกรรมชีวภาพ หรือปิโตรเคมี ซึ่งมีความต้องการในการวัดอัตราการไหลที่แม่นยำและเชื่อถือได้สูง

Differential Pressure Meters

Differential Pressure Meters เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่ใช้หลักการของการวัดความแรงดันตกคร่อม โดยใช้สมการของ Bernoulli’s equation เพื่อคำนวณหาค่าอัตราการไหล

ประเภทของ Differential Pressure Meters:

• Conditioning orifice plate
• Segmental wedge meter
• Venturi tube meter
• Venturi nozzle meters
• Flow nozzle meters
• The Dall tube
• Target meter
• Pitot tube
• Point averaging meter
• Elbow meter
• Variable area meters
• Rotameter

Electromagnetic Flow Meters (Magflows / Magmeters)

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Electromagnetic Flow Meters หรือ Magflows / Magmeters เป็นเครื่องวัดที่อาศัยหลักการวัดแรงดันตกคร่อมที่เกิดจากการไหลของสารเหลวหรือก๊าซผ่านท่อแม่เหล็ก เครื่องวัดนี้ถูกออกแบบมาเพื่อวัดอัตราการไหลที่เป็นทั้งสารเหลวและก๊าซ

เครื่องวัดแรงดันตกคร่อมแบบ Electromagnetic Flow Meters มีความเป็นมาตรฐานสูง และมีความแม่นยำในการวัดที่สูง สามารถใช้งานได้สำหรับหลายๆ สภาพสารเหลวเช่น น้ำ, น้ำเสีย, น้ำมัน, น้ำกรด, น้ำล้าง, และอื่นๆ นอกจากนี้ยังสามารถใช้วัดการไหลของก๊าซได้อีกด้วย เครื่องวัดประสิทธิภาพสูงนี้มีการออกแบบที่เป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรมและใช้กันอย่างกว้างขวาง

คุณสมบัติของ Electromagnetic Flow Meters

Ultrasonic Flow Meters

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคโฟลมิเตอร์หรือ Ultrasonic Flow Meters เป็นเครื่องวัดที่ใช้หลักการวัดความเร็วในการเดินทางของคลื่นผ่านการไหลของของไหล สามารถวัดของไหลทั้งในรูปแบบของน้ำและก๊าซได้

Ultrasonic Flow Meters เป็นเครื่องมือที่ได้รับความนิยมและใช้งานมากกว่า 20 ปี เนื่องจากมีความแม่นยำในการวัดที่สูง และมีความสามารถในการวัดในสภาวะที่สารเหลวมีความเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

ตัว Ultrasonic Flow Meters ประกอบด้วยเซ็นเซอร์อัลตราโซนิคที่ติดตั้งบนท่อ ซึ่งจะส่งคลื่นเสียงในรูปแบบสองเสียงที่แตกต่างกัน ซึ่งคลื่นเสียงจะถูกส่งกลับไปยังเซ็นเซอร์หลังจากที่วาดวงกลมเป็นรูปแบบในท่อ โดยครอบคลุมพื้นที่ในท่อ สามารถวัดความเร็วของคลื่นได้ จากนั้นนำค่าความเร็วที่ได้ไปใช้ในการคำนวณอัตราการไหลของน้ำหรือก๊าซที่ผ่านท่อ

คุณสมบัติของ Ultrasonic Flow Meters

• วัดอัตราการไหลที่แม่นยำในเทคนิคที่เฉียบและมีความแม่นยำสูง
• สามารถวัดอัตราการไหลของน้ำและก๊าซได้
• ไม่กระทบต่อการไหลและไม่ทำลายสารที่ไหลผ่าน
• ไม่ต้องมีส่วนที่ติดตั้งในท่อที่ต้องซ่อนหรือติดตั้งเพิ่มเติม
• สามารถใช้งานในสภาวะที่มีการคลื่นยักษ์ สูงหรือต่ำได้

การใช้งาน Ultrasonic Flow Meters

Ultrasonic Flow Meters สามารถนำไปใช้ในหลายงานที่ต้องการวัดอัตราการไหล เช่น ในอุตสาหกรรมการผลิต งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และงานอื่นๆ ที่ต้องการความแม่นยำในการวัดอัตราการไหลและเร่งด่วนในกระบวนการอื่นๆ

เครื่อง Ultrasonic Flow Meters เช่นไหนที่ดี?

เครื่อง Ultrasonic Flow Meters ที่ดีคือเครื่องที่มีความแม่นยำในการวัดและความนับถือได้สูง และมีความสะดวกในการใช้งาน เช่น มีการติดตั้งและใช้งานที่ง่าย สามารถจำเป็นต้องการการบำรุงรักษาและการสำรองกันการเสียหายที่ขาดความระมัดระวัง ซึ่งควรเลือกซื้อจากแบรนด์ที่มีความเชี่ยวชาญที่สูงในตลาด เช่น Siemens, Endress+Hauser, Yokogawa ฯลฯ

Mass Flow Measurement

การวัดอัตราการไหลเป็นกระบวนการที่สำคัญและมีประโยชน์ในหลายๆ อุตสาหกรรม เครื่องมือวัดอัตราการไหลของมวลเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดปริมาณของของไหลโดยใช้หลักการวัดค่าแรงดันตกคร่อม ประเภทของ Mass Flow Measurement ได้แก่ Conditioning orifice plate, Segmental wedge meter, Venturi tube meter, Venturi nozzle meters, Flow nozzle meters, The Dall tube, Target meter, Pitot tube, Point averaging meter, Elbow meter, Variable area meters, และ Rotameter

การวัดอัตราการไหลด้วย Mass Flow Measurement เป็นวิธีการที่มีความแม่นยำและเป็นกลางในการวัดปริมาณของของไหลโดยพิจารณาค่าแรงดันตกคร่อมของไหล โดยใช้เครื่องมือต่างๆ ที่มีลักษณะและการทำงานที่แตกต่างกันไป การเลือกใช้เครื่องมือวัด Mass Flow Measurement เหมาะสมกับลักษณะของสารที่ต้องการวัดและการใช้งานในแต่ละสถานการณ์

Advantages of Mass Flow Measurement

• Accurate measurement of mass flow rate.
• Ability to measure both liquids and gases.
• Wide range of flow measurement options.
• Minimal pressure drop.
• Low maintenance requirements.

Mass Flow Measurement provides precise and reliable data on the mass flow rate of liquids and gases. This information is vital for various industries, including chemical processing, oil and gas, food and beverage, and pharmaceuticals. By accurately measuring the mass flow, companies can optimize their processes, improve efficiency, and minimize waste.

สรุป

การวัดอัตราการไหลเป็นกระบวนการที่สำคัญและมีประโยชน์ในหลายๆ อุตสาหกรรม การวัดอัตราการไหลช่วยให้เราสามารถประเมินปริมาณของสารที่ไหลผ่านระบบหรือช่องทางที่กำหนดได้อย่างแม่นยำ เครื่องมือวัดอัตราการไหลที่ใช้ก็มีหลากหลายประเภท เช่น Positive Displacement Meters, Inferential Meters, Oscillatory Flow Meters, Differential Pressure Meters, Electromagnetic Flow Meters, Ultrasonic Flow Meters, Mass Flow Measurement และอื่นๆ แต่ละประเภทนั้นมีลักษณะและวิธีการใช้งานที่แตกต่างกัน

การเลือกใช้เครื่องมือวัดอัตราการไหลเหมาะสมขึ้นอยู่กับลักษณะของสารที่ต้องการวัดและสถานการณ์ที่ใช้งาน เครื่องมือวัดอัตราการไหลที่ถูกเลือกใช้ให้เหมาะสมจะช่วยให้การควบคุมและปรับปรุงกระบวนการทางเทคนิคนั้นมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

ด้วยความหลากหลายของเครื่องมือวัดอัตราการไหล พวกเราสามารถเลือกใช้เครื่องมือที่เหมาะสมกับการวัดอัตราการไหลของเราได้ตามความต้องการ การเลือกใช้เครื่องมือที่ถูกต้องจะช่วยให้การวัดอัตราการไหลเป็นไปอย่างแม่นยำและเชื่อถือได้