บทความ

เครื่องวัดอัตราการไหลชนิดอัลตร้าโซนิค (Ultrasonic Flowmeter)

หลักการทำงานของเครื่องวัดอัตราการไหลชนิดอัลตร้าโซนิค (Ultrasonic Flowmeter Principle)

เครื่องมือวัดอัตราการไหลชนิดอัลตร้าโซนิคใช้หลักการเปลี่ยนแปลงของเวลา หรือผลต่างของเวลาในการแผ่สัญญาณคลื่นความถี่เหนือเสียงระหว่างทรานสดิวเซอร์สองตัวที่ตรวจจับการเดินทางของน้ำขาเข้าและขาออก โดยปกติจะให้ค่าความแม่นยำสูงสุดที่ 1% เครื่องมือวัดนี้จะสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อใช้งานกับของเหลวบริสุทธิ์หรือมีอนุภาคเล็กมากๆ อาทิเช่น น้ำประปา น้ำทะเล น้ำเสีย ของเหลวในกระบวนการผลิต น้ำมัน สารเคมี หรือของเหลวเนื้อเดียวอื่นๆ ที่คลื่นอัลตร้าโซนิคสามารถส่งผ่านได้ ระบบการทำงานของเครื่องวัดอัตราการไหลชนิดอัลตร้าโซนิคจะใช้งานควบคู่กับเซ็นเซอร์ที่มีหน้าที่รับและส่งสัญญาณที่มาจากการตรวจจับการเดินทางของน้ำขาเข้าและขาออก (Upstream and Downstream Transducers) เครื่องมือวัดจะทำการแปลงสัญญาณที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ทั้งสอง โดยคำนวณจากผลต่างของเวลาในการรับและส่งสัญญาณระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองตัว ผลต่างของเวลาในการส่งและรับระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองตัวมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเร็วของของเหลวภายในท่อ ดังแสดงในภาพด้านล่าง

โดยที่ θ คือ มุมระหว่างการเดินทางของคลื่นเสียงและทิศทางการไหลของของเหลว M คือ จำนวนครั้งของคลื่นเสียงที่ตัดผ่านการไหลของของเหลว D คือ เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ Tup คือ เวลาที่คลื่นเสียงเดินทางจากเซ็นเซอร์ตัวที่ตรวจจับการเดินทางของน้ำขาเข้าไปยังเซ็นเซอร์ตัวที่ตรวจจับการเดินทางของน้ำขาออก Tdown คือ เวลาที่คลื่นเสียงเดินทางจากเซ็นเซอร์ตัวที่ตรวจจับการเดินทางของน้ำขาออกไปยังเซ็นเซอร์ตัวที่ตรวจจับการเดินทางของน้ำขาเข้า deltaT (ΔT) คือ ผลต่างของเวลาในการเดินทางของคลื่นเสียงระหว่างเซ็นเซอร์สองตัว Tup – Tdown ในการคำนวณค่าอัตราการไหลของของเหลวนั้นมาจากการป้อนค่าพารามิเตอร์ อาทิเช่น เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ความหนาของท่อ ชนิดของท่อ ชนิดของของเหลว ชนิดของเซ็นเซอร์ เป็นต้น โดยเครื่องจะนำค่าพารามิเตอร์ที่ป้อนไปทั้งหมดมาทำการคำนวณกับค่าสัมประสิทธิ์ (K-Factor) ซึ่งปกติแล้วค่าสัมประสิทธิ์จะมาจากการสอบเทียบจากโรงงานผู้ผลิตหรือจากห้องปฏิบัติการ เครื่องวัดอัตราการไหลของของเหลวชนิดอัลตร้าโซนิคจึงสามารถติดตั้งได้อย่างง่ายดาย โดยที่ไม่ต้องหยุดระบบการไหล ลดแรงดัน หรือตัดต่อท่อ เพราะเซ็นเซอร์สามารถยึดติดกับท่อได้โดยตรงด้วยหลักการติดตั้งมาตรฐาน คือ V-method, Z-method, W-method หรือ N-method ซึ่งในการเลือกใช้หลักการติดตั้งนั้นต้องพิจารณาจากหน้างานเป็นหลัก.

เครื่องวัดอัตราการไหลของของเหลวแบบอัตร้าโซนิค (ULTRASONIC FLOW METER

เครื่องวัดอัตราการไหล Ultrasonic Flow Meter ใช้งานได้ง่าย สะดวก สามารถเคลื่อนย้ายไปวัดได้หลายจุดเพราะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เพียงนำเซนเซอร์ไปรัดกับท่อและตั้งค่าพารามิเตอร์พื้นฐานจาก Transmitter โดยไม่จำเป็นต้องตัดต่อท่อ หรือหยุดการผลิตในการติดตั้งเซ็นเซอร์และตรวจวัดค่าอัตราการไหล หัววัดสามารถใช้งานได้กับท่อหลายขนาด อีกทั้งยังสามารถใช้งานร่วมกับท่อหลากหลายชนิด (ยกเว้นท่อซีเมนต์) และของเหลวในท่อเกือบทุกชนิด ที่เป็นของเหลวเนื้อเดียว ที่มีลักษณะการไหลเต็มท่อ ทำให้คุ้มค่ากับการลงทุนและใช้งานได้หลากหลายแอพพลิเคชั่นในงานตรวจวัดของเหลว กลุ่มอุตสาหกรรม พลังงาน สิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย.

คุณสมบัติรุ่นพกพา (Portable Meter)

>> ใช้งานได้สะดวกและง่ายต่อการพกพา สามารถเคลื่อนย้ายไปวัดได้หลายจุดเพราะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เพียงนำเซ็นเซอร์ไปติดตั้งกับท่อเท่านั้น โดยไม่จำเป็นต้องตัดต่อท่อ หรือหยุดการผลิต
>> สามารถใช้กับของเหลวได้เกือบทุกชนิด (ห้ามใช้กับท่อที่มีของเหลว 2 ชนิด เช่น น้ำกับน้ำมันผสมกัน)
>> สามารถบันทึกค่าจากการวัดได้ (มี Data Logger ในตัว)
>> ตัวเครื่องสามารถวัดอัตราการไหลของท่อได้ตั้งแต่ 0.5 ถึง 240 นิ้ว
>> รุ่นกันน้ำสามารถใช้งานกลางแจ้ง หรือบริเวณที่อาจโดนฝนได้ เพราะได้มาตรฐาน IP67
>> ไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา ไม่ต้องทำความสะอาดทรานสดิวเซอร์ภายนอก
>> ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว จึงไม่มีการสึกหรอหรือแตกหัก
>> ใช้กับท่อโลหะและอโลหะได้ทุกชนิด ยกเว้นท่อซีเมนต์
>> วัดการไหลได้ทั้งสองทาง
>> สามารถนำมาโหลดเข้าคอมพิวเตอร์ผ่าน RS-232 ได้