เซนเซอร์ความดันแก๊ส

เซ็นเซอร์วัดแรงดันแก๊สคืออะไร?

เซ็นเซอร์วัดความดันแก๊สเป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณความดันแก๊สให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้ โดยจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความดันแก๊สผ่านส่วนประกอบที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน เช่น แรงดัน กระแส หรือความถี่ เพื่อส่งออก ซึ่งสามารถอ่าน บันทึก และตรวจสอบจากระยะไกลได้โดย PLC, DCS, เครื่องมือแสดงผลดิจิทัล หรือระบบ SCADA

แตกต่างจากเกจวัดความดันแบบเข็มชี้เชิงกลแบบดั้งเดิมที่อ่านค่าได้เฉพาะในพื้นที่เท่านั้น ข้อได้เปรียบหลักของเซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซคือสามารถส่ง บันทึก และบูรณาการสัญญาณเข้ากับระบบอัตโนมัติได้ สายสัญญาณเพียงเส้นเดียวสามารถให้ข้อมูลความดันแบบเรียลไทม์ ณ สถานที่ปฏิบัติงานแก่ห้องควบคุมได้ ทำให้ การวัดความดัน เป็นส่วนสำคัญพื้นฐานของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่และการผลิตอัจฉริยะ

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) เซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซสมัยใหม่จึงพัฒนาไปอย่างรวดเร็วสู่การย่อขนาด ความแม่นยำสูง การใช้พลังงานต่ำ และการผลิตในปริมาณมาก

หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ความดันแก๊ส

หลักการทำงานหลักของ เซ็นเซอร์วัดความดันแก๊ส คือการแปลงสัญญาณความดันก๊าซให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้ หัวใจสำคัญคือการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางกายภาพของชิ้นส่วนที่ไวต่อความดันซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามความดัน จากนั้นแปลงการเปลี่ยนแปลงนี้ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐานผ่านวงจรต่างๆ เพื่อส่งออกไปยังปลายทาง

หลักการตรวจจับกระแสหลักในปัจจุบันประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:

• ปรากฏการณ์เพียโซเรซิสทีฟ: การใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์เพียโซเรซิสทีฟของวัสดุซิลิคอนเซมิคอนดักเตอร์ – เมื่อชิปซิลิคอนเสียรูปภายใต้แรงดัน ค่าความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงไปตามนั้น และการเปลี่ยนแปลงความต้านทานจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าขาออกผ่านวงจรบริดจ์วีทสโตน ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในภาคอุตสาหกรรม มีข้อดีคือมีความไวสูง ตอบสนองเร็ว และต้นทุนค่อนข้างต่ำ เหมาะสำหรับสภาวะการทำงานทั่วไปของก๊าซและของเหลวในช่วง 0-1000 บาร์

• ความจุ : ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงค่าความจุโดยการทำให้ระยะห่างระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุเปลี่ยนแปลงไปผ่านแรงดัน มีความสามารถในการต้านทานแรงดันเกินสูงและมีเสถียรภาพในระยะยาวที่ดี เหมาะสำหรับการวัดแรงดันต่ำและแรงดันไมโคร หรือสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

  

• วัสดุเพียโซอิเล็กทริก: วัสดุบางชนิด (เช่น ผลึกควอตซ์) สามารถสร้างประจุภายใต้แรงกดและส่งสัญญาณไฟฟ้าออกมา ซึ่งเหมาะสมสำหรับการวัดแรงดันแบบไดนามิก
• วิธีการทางแสง: ใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแสงของเส้นใยนำแสงหรือตะแกรงภายใต้แรงดันเพื่อให้ได้การวัด เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าสูง

ประเภทของเซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซ

ตามมาตรฐานการวัดที่แตกต่างกัน เซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซสามารถแบ่งออกเป็นประเภทหลัก ๆ ดังต่อไปนี้:

• เซ็นเซอร์วัดความดันสัมบูรณ์: วัดความดันเทียบกับสุญญากาศสัมบูรณ์ นิยมใช้ในการตรวจสอบความดันบรรยากาศและการวัดระดับความสูง
• เซ็นเซอร์วัดแรงดันเกจ : วัดความดันเทียบกับความดันบรรยากาศโดยรอบ เช่น ระบบตรวจสอบความดันลมยาง (TPMS)
• เซ็นเซอร์วัดความดันแตกต่าง: วัดความแตกต่างระหว่างจุดความดันสองจุด และใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมการไหลในท่อส่ง และการตรวจสอบการลดลงของความดันในตัวกรอง
• เซ็นเซอร์วัดแรงดันแบบปิดผนึก: ใช้แรงดันอ้างอิงแบบปิดผนึกคงที่ เหมาะสำหรับสถานการณ์ทางอุตสาหกรรมเฉพาะบางประเภท

ตัวอย่างการใช้งานทั่วไปของเซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซ

1. อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซเป็นหนึ่งในพื้นที่ใช้งานที่ท้าทายที่สุดสำหรับเซ็นเซอร์วัดแรงดันก๊าซ แรงดันใช้งานของท่อส่งก๊าซธรรมชาติระยะไกลอาจสูงถึง 35-100 บาร์ และข้อกำหนดด้านการรับแรงดัน การรับรองการป้องกันการระเบิด และการเลือกวัสดุสำหรับเครื่องส่งสัญญาณแรงดันนั้นเข้มงวดอย่างยิ่ง กระบวนการขนส่งก๊าซธรรมชาติครอบคลุมช่วงแรงดันห้าช่วง ได้แก่ ท่อส่งก๊าซหลักแรงดันสูงระยะไกล (35-100 บาร์) ท่อส่งก๊าซระดับจังหวัด (16-35 บาร์) ท่อส่งก๊าซแรงดันสูงในเมือง (1.6-4 บาร์) ท่อส่งก๊าซแรงดันปานกลาง (0.1-1.6 บาร์) และผู้ใช้ปลายทางแรงดันต่ำ (ต่ำกว่า 0.1 บาร์) ซึ่งแต่ละช่วงมีข้อกำหนดของอุปกรณ์ที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง

ในการใช้งานด้านน้ำมันและก๊าซ การรับรองมาตรฐานป้องกันการระเบิดเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญที่สุดสำหรับการเลือกใช้ ก๊าซธรรมชาติจัดอยู่ในกลุ่มก๊าซ IIC และต้องเลือกใช้อุปกรณ์ป้องกันการระเบิดที่มีระดับ Ex db IIC T6 สำหรับพื้นที่อันตราย (โซน 1/โซน 2) นอกจากนี้ ก๊าซธรรมชาติมักมีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งเป็นสารกัดกร่อนต่อแผ่นเมมเบรนสแตนเลสทั่วไป ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้วัสดุสแตนเลส 316L สำหรับส่วนประกอบที่รับของเหลว

2. ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการควบคุมกระบวนการ

ในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม เซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบความดันในท่อส่ง การควบคุมระบบนิวแมติก การตรวจสอบการทำงานของคอมเพรสเซอร์ และสถานการณ์อื่นๆ ไม่ว่าจะเป็นการตรวจสอบความดันของถังปฏิกิริยาในโรงงานเคมี หรือการควบคุมความดันในท่อส่งของระบบคอมเพรสเซอร์อากาศ เซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซที่มีความน่าเชื่อถือสูงนั้นเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

3. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับยานยนต์เป็นตลาดการใช้งานที่สำคัญสำหรับเซ็นเซอร์วัดแรงดันก๊าซ โดยส่วนใหญ่ได้แก่ เซ็นเซอร์วัดแรงดันในท่อร่วมไอดีของเครื่องยนต์ (MAP sensor) และระบบตรวจสอบแรงดันลมยาง (TPMS)

4. อุปกรณ์ทางการแพทย์

ในด้านการดูแลสุขภาพ อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องช่วยหายใจ เครื่องดมยาสลบ และเครื่องวัดความดันโลหิต อาศัยเซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซที่มีความแม่นยำสูง เพื่อให้สามารถควบคุมการไหลและความดันของก๊าซได้อย่างแม่นยำ

5. การตรวจสอบสภาพแวดล้อมและระบบปรับอากาศ

การวัดความดันของสถานีตรวจวัดสภาพอากาศ การตรวจจับความดันของระบบตรวจสอบคุณภาพอากาศ และการตรวจสอบความดันและความดันแตกต่างของระบบปรับอากาศ ล้วนอาศัยเซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซ

คำแนะนำทั่วไปสำหรับการเลือกใช้เซ็นเซอร์วัดแรงดันแก๊ส

การเลือกที่ถูกต้องเป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันความแม่นยำ ความเสถียร และความปลอดภัยในการวัด ต่อไปนี้คือองค์ประกอบทั่วไป 6 ประการที่ต้องพิจารณาเมื่อทำการเลือก:

1. ช่วงแรงดัน

ช่วงการวัดเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานที่สุดของเซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซ ในการเลือกซื้อ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าช่วงการวัดของเซ็นเซอร์ครอบคลุมค่าสูงสุดของความดันเป้าหมาย โดยมีระยะปลอดภัยที่เหมาะสม ช่วงการวัดทั่วไปมีตั้งแต่ระดับกิโลปาสคาล (kPa) ถึงเมกะปาสคาล (MPa)

2. ประเภทสัญญาณเอาต์พุต

เลือกสัญญาณเอาต์พุตที่เหมาะสมตามข้อกำหนดของอินเทอร์เฟซของระบบควบคุม (PLC/DCS):

• สัญญาณกระแสไฟฟ้าแบบสองสาย 4-20 mA: สัญญาณมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในภาคอุตสาหกรรม มีความสามารถในการต้านทานการรบกวนสูง และเหมาะสำหรับการส่งสัญญาณในระยะไกล
• สัญญาณแรงดัน 0-5 V/0-10 V: เหมาะสำหรับการส่งสัญญาณในระยะสั้น
• การสื่อสารดิจิทัล HART: สามารถซ้อนทับการสื่อสารดิจิทัลบนสัญญาณ 4-20 mA รองรับการกำหนดค่าพารามิเตอร์และการวินิจฉัยจากระยะไกล
• RS-485 Modbus: เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายหลายจุดและการตรวจสอบจากส่วนกลางระยะไกล

3. ความเข้ากันได้กับสื่อต่างๆ

คุณสมบัติทางเคมีของก๊าซที่วัดได้เป็นตัวกำหนดโดยตรงถึงการเลือกวัสดุของเซนเซอร์ เมื่อวัดก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น ก๊าซธรรมชาติที่มี H₂S ก๊าซคลอรีน ก๊าซแอมโมเนีย เป็นต้น) จำเป็นต้องใช้สแตนเลส 316L หรือวัสดุโลหะผสมพิเศษสำหรับส่วนที่สัมผัสกับเซ็นเซอร์ เมื่อวัดก๊าซพิเศษ เช่น ไฮโดรเจน ก็ต้องพิจารณาถึงปัญหาการเปราะแตกเนื่องจากไฮโดรเจนด้วย

4. ระดับความแม่นยำ

ความแม่นยำของเซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซในอุตสาหกรรมมักแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าเต็มสเกล (% FS) โดยระดับความแม่นยำทั่วไป ได้แก่ ± 0.1% FS, ± 0.25% FS, ± 0.5% FS เป็นต้น สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น การวัดทางการค้า แนะนำให้ใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีระดับความแม่นยำ 0.1 หรือ 0.25

5. ใบรับรองการป้องกันการระเบิด

เซ็นเซอร์วัดแรงดันที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซไวไฟและระเบิดได้ ต้องผ่านการรับรองมาตรฐานป้องกันการระเบิดที่เกี่ยวข้อง:

• ชนิดป้องกันการระเบิด (Ex d): เปลือกหุ้มสามารถทนต่อการระเบิดภายในได้โดยไม่เสียหาย และจะไม่ก่อให้เกิดการระเบิดในสภาพแวดล้อมภายนอก
• ประเภทความปลอดภัยโดยเนื้อแท้ (Ex ia/Ex ib): ประกายไฟหรือผลกระทบจากความร้อนที่เกิดขึ้นภายใต้การทำงานปกติและสภาวะผิดปกติไม่มากพอที่จะจุดประกายให้เกิดการระเบิดในสภาพแวดล้อมที่อาจก่อให้เกิดวัตถุระเบิดได้
• ในการเลือกใช้อุปกรณ์ จำเป็นต้องระบุประเภทของก๊าซอันตราย กลุ่มอุณหภูมิ และระดับโซน (โซน 0/1/2) ในพื้นที่ติดตั้งด้วย

6. ช่วงอุณหภูมิการทำงาน

เซ็นเซอร์วัดความดันแก๊สจำเป็นต้องปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิแวดล้อมที่แตกต่างกัน ช่วงอุณหภูมิการทำงานทั่วไปสำหรับผลิตภัณฑ์ระดับอุตสาหกรรมคือ -40 °C ถึง 85 °C ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่มีอุณหภูมิสูงหรือต่ำ ควรเลือกใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีช่วงอุณหภูมิการทำงานกว้าง

คู่มือการเลือกพิเศษสำหรับก๊าซชนิดต่างๆ

คุณสมบัติทางเคมีของก๊าซชนิดต่างๆ แตกต่างกันอย่างมาก ทำให้ต้องใช้วัสดุ กระบวนการ และการออกแบบเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันอย่างมาก ต่อไปนี้เป็นการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับการเลือกใช้เซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม:

เซ็นเซอร์วัดความดันไนโตรเจน

ไนโตรเจนเป็นหนึ่งในก๊าซเฉื่อยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรม และการวัดความดันของไนโตรเจนนั้นไม่ซับซ้อน แต่มีข้อกำหนดพิเศษในกรณีที่ต้องการความบริสุทธิ์สูงและความดันสูง

• การวัดแบบทั่วไป: สำหรับท่อส่งไนโตรเจนทั่วไป เซ็นเซอร์วัดความดันแบบอเนกประสงค์ก็เพียงพอต่อความต้องการแล้ว
• ไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง: ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งต้องการความบริสุทธิ์สูงมาก (เช่น ≥ 99.999%) จะต้องเลือกใช้เซ็นเซอร์ที่ทำจากสแตนเลส SUS 316L ทั้งหมด เพื่อหลีกเลี่ยงมลพิษจากก๊าซที่เกิดจากข้อต่อโลหะผสมทองแดงและวัสดุอื่นๆ
• ถังแก๊สแรงดันสูง: เมื่อทำการวัดแรงดันของถังแก๊สไนโตรเจนแรงดันสูง แนะนำให้เลือกผลิตภัณฑ์ที่มีช่วงการวัด 1.5 ถึง 2 เท่าของแรงดันใช้งาน และควรเลือกใช้ของเหลวที่มีคุณสมบัติในการดูดซับแรงกระแทก (เช่น กลีเซอรีน) เพื่อรับมือกับแรงกระแทกและการสั่นสะเทือนระหว่างการเติมและปล่อยแก๊สออกจากถัง
• ข้อกำหนดด้านการป้องกันการระเบิด: ในพื้นที่อันตราย เช่น อุตสาหกรรมปิโตรเคมี ต้องเลือกใช้ผลิตภัณฑ์ที่ป้องกันการระเบิดและได้รับการรับรองโดย ATEX หรือ IECEx

เซ็นเซอร์วัดความดันอากาศ/ออกซิเจน

การวัดปริมาณอากาศเป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุด แต่การวัดปริมาณออกซิเจนบริสุทธิ์นั้นมีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่สูงที่สุดและเฉพาะเจาะจงที่สุดในบรรดาก๊าซทั้งหมด

• อากาศอัด: เนื่องจากเป็นสื่อกลางในการวัดที่พบได้บ่อยที่สุด จึงมักเลือกใช้เซ็นเซอร์วัดความดันแบบอเนกประสงค์ ในระบบนิวแมติก เช่น เครื่องอัดอากาศ แนะนำให้เลือกเซ็นเซอร์ที่มีสัญญาณเอาต์พุตมาตรฐาน เช่น 4-20 มิลลิแอมป์ เพื่อให้สามารถปรับใช้กับการควบคุมความถี่แปรผันได้
• ออกซิเจน: ออกซิเจนเองไม่ติดไฟ แต่มีคุณสมบัติช่วยในการเผาไหม้สูง ภายใต้ความดันสูง ออกซิเจนจะทำปฏิกิริยารุนแรงกับสารอินทรีย์ เช่น น้ำมันและไขมัน ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการระเบิด
• ข้อกำหนดหลัก: การบำบัดแบบ "ไม่ใช้น้ำมัน": นี่คือสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับการเลือกใช้ออกซิเจน เซ็นเซอร์ต้องผลิต ทำความสะอาด และบรรจุโดยใช้กระบวนการ "ไม่ใช้น้ำมัน"
• ของเหลวสำหรับเติมชนิดพิเศษ: เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาออกซิเดชันระหว่างน้ำมันซิลิโคนทั่วไปกับออกซิเจน เซ็นเซอร์จำเป็นต้องเติมด้วยน้ำมันเฉื่อย (เช่น ฟลูออโรลิบริแคนท์) (ภายใน ® Oil)

เซ็นเซอร์วัดความดันคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ Pressure Sensor)

การวัดความดันของ CO₂ แบ่งออกเป็นสองทิศทางหลัก ได้แก่ การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมและการทำความเย็นในภาคอุตสาหกรรม ซึ่งมีความต้องการทางเทคนิคที่แตกต่างกันอย่างมาก

• การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม: ส่วนใหญ่จะวัดความเข้มข้นต่ำ (เช่น 400-10000 ppm) โดยมักใช้เซ็นเซอร์วัดความเข้มข้นของ CO₂ มากกว่าเครื่องส่งสัญญาณความดันโดยตรง
• ระบบทำความเย็นอุตสาหกรรม: ในระบบทำความเย็นด้วย CO₂ ความดันจะสูงมาก (โดยปกติเกิน 30 บาร์) และต้องเลือกเซ็นเซอร์วัดความดันที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับแรงดันสูง เพื่อให้มั่นใจได้ว่าความสามารถในการทนต่อแรงดันและการป้องกันการโอเวอร์โหลดสามารถตอบสนองความต้องการแรงดันสูงได้

เซ็นเซอร์วัดความดันไฮโดรเจน

• การวัดปริมาณไฮโดรเจนเป็นความท้าทายสำคัญในด้านเครื่องมืออุตสาหกรรม โดยหัวใจหลักอยู่ที่การแก้ปัญหาสำคัญสองประการ ได้แก่ "การเปราะแตกเนื่องจากไฮโดรเจน" และ "การซึมผ่านของไฮโดรเจน"
• การเปราะเนื่องจากไฮโดรเจน: อะตอมของไฮโดรเจนแทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างผลึกของโลหะ ทำให้เยื่อหุ้มโลหะเปราะและแตกหักอย่างฉับพลันภายใต้แรงกดที่ต่ำกว่าความแข็งแรงปกติมาก
• การซึมผ่านของไฮโดรเจน: อะตอมของไฮโดรเจนจะแทรกซึมผ่านเยื่อสแตนเลสและเข้าไปในห้องน้ำมันซิลิโคนภายใน ทำให้เกิดฟองอากาศ ส่งผลให้จุดศูนย์และช่วงการวัดของเซ็นเซอร์คลาดเคลื่อน และในที่สุดจะนำไปสู่ความล้มเหลว
• แผ่นเมมเบรนชุบทอง: การชุบทองบนพื้นผิวของแผ่นเมมเบรนสแตนเลสเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการซึมผ่านของไฮโดรเจน
• วัสดุพิเศษ: ในสภาพแวดล้อมที่มีความดันสูงหรือไฮโดรเจนบริสุทธิ์สูง อาจจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีความต้านทานต่อการเปราะแตกเนื่องจากไฮโดรเจนได้ดีกว่า เช่น ฮาสเทลลอยและอินโคเนล

⚠️ ห้ามใช้เซ็นเซอร์วัดแรงดันแบบบรรจุน้ำมันทั่วไปโดยเด็ดขาด: ห้ามใช้เซ็นเซอร์วัดแรงดันแบบบรรจุน้ำมันมาตรฐานในก๊าซไฮโดรเจนหรือก๊าซผสมที่มีความเข้มข้นของไฮโดรเจนเกิน 30% เนื่องจากเซ็นเซอร์จะเสียหายอย่างเป็นระบบ

เซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซคลอรีน/ก๊าซกัดกร่อน

สำหรับก๊าซประเภทนี้ การเลือกใช้วัสดุของเซนเซอร์จะเป็นตัวกำหนดความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของการวัดโดยตรง

• ก๊าซกัดกร่อน (เช่น ก๊าซคลอรีน Cl₂): ก๊าซพิษสีเหลืองเขียวที่อุณหภูมิและความดันปกติ ก๊าซคลอรีนแห้งยังคงกัดกร่อนเหล็ก เหล็กกล้า ฯลฯ แต่เมื่อมีไอน้ำปนอยู่เล็กน้อย จะก่อให้เกิดกรดไฮโปคลอรัสและกรดไฮโดรคลอริกที่กัดกร่อนสูงมาก แผ่นไดอะแฟรมและตัวเรือนรับแรงดันต้องทำจากวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น โลหะผสมแทนทาลัมหรือไทเทเนียม
• ก๊าซกัดกร่อนอื่นๆ (เช่น แอมโมเนีย NH3, ไฮโดรเจนซัลไฟด์ H₂S): เช่นเดียวกับก๊าซคลอรีน ควรใช้เมมเบรนเคลือบด้วย Hastelloy หรือ PTFE (โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน) เพื่อต้านทานการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมี เมื่อวัดก๊าซธรรมชาติที่มี H₂S ควรเลือกเกจวัดความดันชนิดพิเศษที่ทนต่อกำมะถัน

เซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซธรรมชาติ

การวัดก๊าซธรรมชาติส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การป้องกันการระเบิดและวัสดุ โดยมีช่วงความดันตั้งแต่ท่อส่งระยะไกลไปจนถึงก๊าซสำหรับใช้ในครัวเรือน

• การรับรองความปลอดภัยจากการระเบิด: ก๊าซธรรมชาติจัดอยู่ในกลุ่มก๊าซอันตรายกลุ่ม IIC และต้องเลือกใช้อุปกรณ์ป้องกันการระเบิดระดับสูง เช่น Ex db IIC T6 ในพื้นที่โซน 1/2
• ข้อกำหนดด้านวัสดุ: หากก๊าซธรรมชาติมีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) จะต้องปรับปรุงวัสดุที่สัมผัสกับของเหลวเพื่อป้องกันการแตกร้าวจากการกัดกร่อนเนื่องจากความเค้น
• ครอบคลุมช่วงกว้าง: ตั้งแต่การส่งก๊าซแรงดันสูง (>100 บาร์) ไปจนถึงก๊าซแรงดันต่ำในเขตเมือง (<30 มิลลิบาร์) จำเป็นต้องเลือกช่วงและความแม่นยำที่เหมาะสมตามเงื่อนไขการใช้งานเฉพาะ

ความท้าทายหลักและจุดสำคัญในการเลือกประเภทก๊าซ

• จำเป็นต้องใช้ไนโตรเจนบริสุทธิ์สูง (N₂) และต้องใช้สแตนเลส 316L สำหรับไนโตรเจนบริสุทธิ์สูงที่ทนต่อแรงกระแทกแรงดันสูง เลือกแบบกันกระแทกที่มีช่วงความจุ 1.5-2 เท่า และบรรจุของเหลวสำหรับสถานการณ์ที่มีแรงดันสูง
• ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยจากอากาศ/ออกซิเจน (O₂) (การช่วยในการเผาไหม้) ต้องได้รับการจัดการด้วย "การห้ามใช้น้ำมัน" บรรจุภายในด้วยน้ำมันเฉื่อย และใช้เทคนิคการทำความสะอาดเฉพาะทาง
• เซ็นเซอร์วัดความเข้มข้นสำหรับตรวจสอบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) แรงดันสูง (ระบบทำความเย็น) เป็นประจำ ระบบทำความเย็นต้องเลือกใช้เซ็นเซอร์ชนิดแรงดันสูงโดยเฉพาะ
• การเปราะตัวเนื่องจากไฮโดรเจน (H₂) และการซึมผ่านของไฮโดรเจนในการชุบทอง; เลือกใช้โลหะผสมพิเศษสำหรับสถานการณ์ที่มีแรงดันสูง; ห้ามใช้แกนที่บรรจุด้วยน้ำมันทั่วไปโดยเด็ดขาด
• ก๊าซคลอรีน (Cl₂) ซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงนั้น มักทำจากวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น โลหะผสมแทนทาลัมหรือไทเทเนียม
• ความเสี่ยงจากการระเบิดของก๊าซธรรมชาติและการกัดกร่อนจากสารประกอบกำมะถันต้องผ่านการรับรองมาตรฐานป้องกันการระเบิด (Ex db IIC T6) และหากมี H₂S อยู่ด้วย ควรเลือกใช้วัสดุที่ทนต่อกำมะถัน

ข้อควรระวังในการติดตั้ง

การติดตั้งที่ถูกต้องเป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันการทำงานที่เสถียรในระยะยาวของเซ็นเซอร์วัดแรงดันก๊าซ:

1. เมื่อทำการวัดความดันก๊าซ ควรเปิดวาล์ววัดความดันที่ด้านบนของท่อส่ง และควรติดตั้งเซ็นเซอร์ไว้ที่ส่วนบนของท่อส่งเช่นกัน เพื่อช่วยให้ของเหลวที่สะสมอยู่ไหลย้อนกลับเข้าไปในท่อได้
2. ก่อนการติดตั้ง จำเป็นต้องตรวจสอบว่าขนาดของพอร์ตเชื่อมต่อตรงกันหรือไม่ หากไม่ตรงกัน ควรใช้อะแดปเตอร์ที่เหมาะสม
3. ควรหลีกเลี่ยงการติดตั้งในบริเวณที่ได้รับรังสีจากแหล่งความร้อนหรือใกล้แหล่งที่มีการสั่นสะเทือนรุนแรง หากจำเป็น ให้ติดตั้งฉนวนหุ้มหรืออุปกรณ์ลดการสั่นสะเทือน
4. ไม่ควรวางสายสัญญาณปะปนกับสายไฟ และควรหลีกเลี่ยงการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างรุนแรงบริเวณเซ็นเซอร์
5. การติดตั้งต้องดำเนินการโดยปราศจากแรงดันหรือกระแสไฟฟ้า
6. สำหรับออกซิเจนและสารอื่นๆ ที่ปราศจากน้ำมัน จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนที่สัมผัสทั้งหมดได้รับการทำความสะอาดอย่างเข้มงวดโดยปราศจากน้ำมันก่อนการติดตั้ง

เซ็นเซอร์วัดความดันก๊าซเป็นส่วนประกอบสำคัญของระบบการวัดและควบคุมทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ซึ่งเป็นแรงขับเคลื่อนสำคัญในการพัฒนาด้านระบบอัตโนมัติและระบบอัจฉริยะในอุตสาหกรรมต่างๆ ผ่านความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ไม่ว่าจะเป็นท่อส่งน้ำมันและก๊าซระยะไกล การควบคุมกระบวนการทางเคมี หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์และอุปกรณ์ทางการแพทย์ โซลูชันการวัดความดันก๊าซที่มีความแม่นยำสูงและเชื่อถือได้สูงนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ในการเลือกอุปกรณ์วัดเฉพาะทาง นอกเหนือจากพารามิเตอร์ทั่วไป เช่น ช่วงการวัด ความแม่นยำ และสัญญาณเอาต์พุตแล้ว ชนิดของก๊าซที่วัดมักเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดวัสดุ กระบวนการ และการออกแบบด้านความปลอดภัยของเซ็นเซอร์ ตั้งแต่ลมอัดทั่วไปไปจนถึงก๊าซออกซิเจน ไฮโดรเจน และคลอรีนชนิดพิเศษ ก๊าซแต่ละชนิดมีข้อกำหนดทางเทคนิคเฉพาะสำหรับอุปกรณ์วัดของตน

บริษัท Silverinstruments มีความเชี่ยวชาญในด้านเครื่องมือวัดทางอุตสาหกรรมมานานหลายปี โดยมุ่งมั่นที่จะมอบผลิตภัณฑ์เครื่องส่งสัญญาณแรงดันคุณภาพสูงให้แก่ลูกค้า ผลิตภัณฑ์เซ็นเซอร์วัดแรงดันก๊าซของเราครอบคลุมช่วงการวัด สัญญาณเอาต์พุต และระดับการป้องกันการระเบิดที่หลากหลาย ตอบสนองความต้องการใช้งานที่ครอบคลุมตั้งแต่อุตสาหกรรมทั่วไปไปจนถึงอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ตั้งแต่อุณหภูมิห้องไปจนถึงช่วงอุณหภูมิที่กว้าง และจากพื้นที่ทั่วไปไปจนถึงพื้นที่อันตรายที่ต้องป้องกันการระเบิด ในขณะเดียวกัน สำหรับก๊าซพิเศษ เช่น ออกซิเจน ไฮโดรเจน คลอรีน ฯลฯ เราสามารถจัดหาโซลูชันแบบกำหนดเอง เช่น การเคลือบแบบ "ไร้น้ำมัน" ฟิล์มชุบทอง และวัสดุโลหะผสมพิเศษได้