เครื่องวัดอัตราการไหล 5 ประเภท
การวัดอัตราการไหลเป็นขั้นตอนสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เพราะสามารถบอกถึงผลขาดทุนหรือกำไรของธุรกิจได้ การวัดอัตราการไหลไม่ว่าจะวัดด้วยมวลหรือปริมาตร จะใช้เครื่องมือที่เรียกว่าเครื่องวัดอัตราการไหล ซึ่งทำงานโดยการวัดปริมาณของเหลวที่ไหลผ่านท่อ

เครื่องวัดอัตราการไหลเป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดปริมาณของเหลวที่ผ่านท่อ
ฟังก์ชันของเครื่องวัดอัตราการไหลคืออะไร?
เครื่องวัดอัตราการไหลมีการใช้งานหลายประเภทเพื่อวัดอัตราการไหลของมวลหรือปริมาตร การใช้งานเฉพาะของเครื่องวัดจะเป็นตัวกำหนดความจุและรูปแบบของเครื่องวัด ของเหลวและของไหลก๊าซวัดด้วยอัตราการไหลของมวลหรือปริมาตร เนื่องจากทั้งสองอย่างสัมพันธ์กับความหนาแน่นของวัสดุ ในสมการ m = Q x p, Q คืออัตราการไหลของปริมาตร ในขณะที่มวลคือ m

การวัดปริมาตรหรือมวลการไหลด้วยเครื่องวัดอัตราการไหล
เครื่องวัดอัตราการไหล 5 ประเภทที่แตกต่างกัน
มาตรวัดอัตราการไหลมีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับการใช้งาน การออกแบบ วัสดุ และประเภทของไหลของมาตรวัด อย่างไรก็ตาม มาตรวัดอัตราการไหลมี 5 ประเภทหลัก ได้แก่:
1) เครื่องวัดอัตราการไหลความดันต่างกัน
มิเตอร์เหล่านี้วัดความดันต่างเมื่อการไหลของของเหลวสัมพันธ์โดยตรงกับรากที่สองของความดันต่างที่เกิดขึ้น มิเตอร์เหล่านี้มีทั้งองค์ประกอบหลักและองค์ประกอบรอง องค์ประกอบหลักสร้างการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์โดยรวมโดยใช้ท่อนำร่อง แผ่นออริฟิส
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบสมดุล หัวฉีด หรือเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเวนทูรีหลายตัว จากนั้นองค์ประกอบรองจะวัดความดันต่างเพื่อส่งสัญญาณ มิเตอร์วัดความดันประเภทนี้มีประมาณร้อยละ 20 ของเครื่องวัดอัตราการไหลทั้งหมด ซึ่งส่วนใหญ่พบในอุตสาหกรรมก๊าซ/น้ำมัน อุตสาหกรรมอื่นๆ ที่ใช้เครื่องวัดอัตราการไหลแบบความดันต่าง ได้แก่ เครื่องดื่ม ยา กระดาษ เหมืองแร่ ระบบปรับอากาศ และบริษัทเคมีภัณฑ์
2) เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรเชิงบวก (PD)
เครื่องวัดการไหลแบบ PD จะวัดปริมาตรในพื้นที่ที่เต็มไปด้วยของเหลว จากนั้นดันของเหลวไปข้างหน้า แล้วเติมของเหลวอีกครั้ง วิธีนี้คำนวณปริมาณของเหลวที่ถูกถ่ายโอน แทนที่จะใช้เครื่องวัดแบบอื่นๆ ที่วัดองค์ประกอบอื่นๆ แล้วแปลงตัวเลขเป็นอัตราการไหล เครื่องวัดเหล่านี้จะวัดอัตราการไหลจริงของของไหลในเครื่องวัด โดยที่ผลลัพธ์จะสัมพันธ์โดยตรงกับปริมาตรของของเหลวที่ไหลผ่านเครื่องวัดการไหล เครื่องวัดการไหลแบบ PD ประกอบด้วย
เครื่องวัดการไหลแบบเฟืองวงรี เครื่องวัดแบบใบพัดหมุน เครื่องวัดแบบลูกสูบ เครื่องวัดแบบจานหมุน และอื่นๆ เครื่องวัดการไหลประเภทนี้มีความแม่นยำสูงสุด มักใช้ในการถ่ายโอนของไหลและน้ำมัน เช่น น้ำมันไฮดรอลิกหรือน้ำมันเบนซิน นอกจากนี้ยังใช้ภายในบ้านสำหรับงานก๊าซหรือน้ำอีกด้วย

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรเชิงบวก
ข้อดีของการใช้เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรเชิงบวก
✅ เครื่องวัดอัตราการไหลที่มีความแม่นยำสูง เครื่องวัดอัตราการไหล PD วัดปริมาตรคงที่ของของเหลวโดยตรงผ่านวิธีการทางกล ดังนั้น ความแม่นยำสูงมาก โดยความแม่นยำสามารถเข้าถึง 0.2% ~0.5%
✅ ไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงความหนืด: ต่างจาก
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกังหัน หรือเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์ ความแม่นยำของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงความหนืดของของไหลค่อนข้างน้อย เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดของไหลที่มีความหนืดสูง เช่น น้ำมันหนัก น้ำมันหล่อลื่น น้ำเชื่อม เรซิน
แอสฟัลต์ โพลิเมอร์หลอมเหลว ฯลฯ ในการใช้งานเหล่านี้ ความแม่นยำของเครื่องวัดอัตราการไหลประเภทอื่นๆ จะลดลงอย่างมาก
✅ เป็นที่นิยมอย่างมากในสถานการณ์ที่ต้องมีการวัดความแม่นยำสูงสำหรับการส่งมอบการค้า (เช่น น้ำมัน ก๊าซเหลว วัตถุดิบเคมี)
✅ ประสิทธิภาพ
การวัดอัตราการไหลต่ำ ที่ยอดเยี่ยม:
เนื่องจากหลักการวัดขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่จริงของของไหล เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรบวกจึงสามารถรักษาความแม่นยำสูงได้แม้ในอัตราการไหลที่ต่ำมาก เครื่องวัดนี้มีความไวต่อความเร็วการไหลของของไหลต่ำ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดอัตราการไหลขนาดเล็กหรือการไหลแบบไม่สม่ำเสมอ

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวัดอัตราการไหลขนาดเล็ก
✅ ความต้องการต่ำสำหรับส่วนท่อตรง:
หลักการวัดของเครื่องวัดนี้ได้รับผลกระทบจากการกระจายตัวของความเร็วของไหลน้อยกว่า จึงไม่จำเป็นต้องใช้ท่อตรงที่ยาวทั้งต้นน้ำและปลายน้ำ เช่น เครื่องวัดอัตราการไหลของกังหันน้ำหรือเครื่องวัดอัตราการไหลของแม่เหล็ก เพื่อรักษาเสถียรภาพของสนามการไหล ซึ่งทำให้เครื่องวัดนี้มีประโยชน์มากขึ้นในสถานการณ์ที่มีพื้นที่ติดตั้งจำกัด
ข้อจำกัดของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรเชิงบวก
× การสูญเสียแรงดัน: เนื่องจากต้องใช้ของไหลในการดันชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวภายใน (เฟือง โรเตอร์ ลูกสูบ ฯลฯ) จึงทำให้เกิดการสูญเสียแรงดันในปริมาณหนึ่ง ซึ่งโดยปกติจะสูงกว่ามาตรวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้าหรือ
มาตรวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิก × ข้อกำหนดด้านความสะอาด: สำหรับประเภทที่มีระยะห่างที่แม่นยำ เช่น เฟืองวงรีและลูกสูบหมุน อนุภาคของแข็งหรือสิ่งเจือปนในของไหลอาจทำให้เกิดการสึกหรอเพิ่มขึ้น ติดขัด หรือลดความแม่นยำ จำเป็นต้องติดตั้งตัวกรอง
× ข้อกำหนดในการบำรุงรักษา: มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวภายในที่อาจสึกหรอหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน ซึ่งต้องมีการบำรุงรักษา การสอบเทียบ และอาจต้องเปลี่ยนชิ้นส่วน (เช่น ลูกปืนและซีลเพลา) เป็นประจำ
× การสั่นสะเทือนและการเต้นเป็นจังหวะ: ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทางกลไกอาจทำให้เกิดการสั่นสะเทือนหรือเสียงรบกวน และการเต้นเป็นจังหวะของของไหลก็อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานได้เช่นกัน
× ไม่เหมาะสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่และอัตราการไหลสูง: เนื่องจากขนาดและความแข็งแรงของโครงสร้างเชิงกล โดยทั่วไปจึงไม่เหมาะสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่และอัตราการไหลสูงมาก ขนาดสูงสุดสำหรับการเคลื่อนตัวเชิงบวกอยู่ที่ประมาณ 10 นิ้ว

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรบวก 10 นิ้ว
3) เครื่องวัดอัตราการไหลของความเร็ว
เครื่องวัดอัตราการไหลเหล่านี้วัดความเร็วของกระแสของเหลวเพื่อกำหนดอัตราการไหลเชิงปริมาตร เครื่องวัดอัตราการไหลเหล่านี้มีความไวน้อยลงหากค่า Reynold's Number ของของเหลวใดๆ มากกว่า 10,000 เครื่องวัดอัตราการไหลประเภทนี้ประกอบด้วย เครื่องวัดอัตราการไหลแบบใบพัด, เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกังหัน, เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Vortex Shredding, เครื่องวัดอัตราการไหลแบบโซนิค/อัลตราโซนิก และ
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องวัดอัตราการไหลแบบความเร็ว - เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกังหัน
เครื่อง
วัดอัตราการไหลของกังหัน ใช้ของไหลขับเคลื่อนกังหันให้หมุน และความเร็วของเครื่องวัดจะแปรผันตามอัตราการไหล ใบพัดหมุนจะตัดขดลวดเหนี่ยวนำแม่เหล็กเพื่อสร้างสัญญาณพัลส์ ซึ่งจะถูกแปลงเพื่อให้ได้อัตราการไหล
ข้อได้เปรียบ:
✅ ความแม่นยำสูง (± 0.5%) อัตราส่วนช่วงกว้าง (10:1)
✅ ตอบสนองรวดเร็ว (ระดับมิลลิวินาที) เหมาะสำหรับการไหลแบบเป็นจังหวะ
✅ โครงสร้างกะทัดรัดพร้อมการสูญเสียแรงดันน้อยที่สุด
✅ เครื่องวัดอัตราการไหลราคาประหยัด
ข้อเสีย:
× ตลับลูกปืนมีแนวโน้มที่จะสึกหรอ (ต้องบำรุงรักษาเป็นประจำ)
× ความต้องการสูงสำหรับความสะอาดของตัวกลาง (อนุภาคแข็งอาจติดใบมีดได้)
× ได้รับผลกระทบอย่างมากจากความหนืด (ความแม่นยำลดลงของของเหลวที่มีความหนืดสูง)
การใช้งานทั่วไป:
อุตสาหกรรมปิโตรเลียม/เคมี: การวัดการค้าน้ำมันสำเร็จรูปและก๊าซเหลว ดีเซล น้ำมันก๊าด
การบำบัดน้ำ: การตรวจสอบน้ำประปาไหลสูง น้ำสะอาด น้ำดื่ม
พลังงาน: การวัดที่สถานีควบคุมความดันก๊าซธรรมชาติ
ยา: การควบคุมการบรรจุของเหลวที่สะอาดตัวทำละลาย
สถานการณ์ที่ใช้ได้: สะอาด ความหนืดต่ำ (<10cP) ตัวกลางการไหลที่เสถียร ห้ามใช้กับของเหลวที่มีสิ่งเจือปนและสารกัดกร่อน
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวัดความเร็ว-เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็ก
หลักการของ
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า : ตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ ของไหลที่มีสภาพนำจะตัดเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กเพื่อสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (E=BDv) แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะแปรผันตามอัตราการไหล และอัตราการไหลจะคำนวณโดยการตรวจจับอิเล็กโทรด
ข้อได้เปรียบ:
✅ ส่วนประกอบการไหลแบบไม่มีสิ่งกีดขวาง: สูญเสียแรงดันเป็นศูนย์ เหมาะสำหรับของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน/มีอนุภาค เช่น HCL, H2SO3, สารละลาย NaOH, สารละลายแขวนลอย, น้ำเสีย
✅ ความแม่นยำสูง (± 0.5%) อัตราส่วนช่วงกว้าง (20:1)
✅ การวัดแบบสองทิศทาง ทนแรงดันสูง (สูงสุด 40MPa)
ข้อเสีย:
X วัดได้เฉพาะของเหลวที่มีสภาพนำไฟฟ้า (ค่าการนำไฟฟ้า>5 μ S/cm) เท่านั้น ไม่สามารถวัดน้ำมันหรือของเหลวอินทรีย์ได้
X Bubbles ส่งผลต่อความแม่นยำ
X ไม่สามารถวัดอัตราการไหลของก๊าซและไอน้ำได้
การใช้งานทั่วไป:
การบำบัดน้ำ: การวัดค่าน้ำเสีย/น้ำดิบ
อุตสาหกรรมเคมี: การตรวจสอบการขนส่งกรด/ด่าง/สารละลาย
อาหาร: เครื่องดื่ม/นม
โลหะวิทยา: การควบคุมการไหลของสารละลาย
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบความเร็ว
- เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์ หลักการของ
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์ : เมื่อของไหลไหลผ่านของไหลต้านทาน (เครื่องกำเนิดวอร์เท็กซ์) จะเกิดวอร์เท็กซ์ปกติ (ถนนวอร์เท็กซ์คาร์แมน) สลับกันทั้งสองด้าน ความถี่ของวอร์เท็กซ์จะแปรผันตามความเร็วการไหล และอัตราการไหลจะถูกคำนวณโดยการตรวจจับความถี่ผ่านเซ็นเซอร์
ข้อดี
✅ ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว: ทนทานต่อการสึกหรอ ต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำ
✅ สื่อที่ใช้ได้อย่างกว้างขวาง: สามารถวัดก๊าซ/ของเหลว/ไอได้
✅ อัตราส่วนช่วงกว้าง (10:1) ทนทานต่ออุณหภูมิสูง (น้อยกว่า 450°C)
ข้อเสีย
X ความเร็วการไหลต่ำและมีความแม่นยำต่ำ (ต้องมากกว่า 0.5 ม./วินาที)
X ความไวต่อการสั่นสะเทือน (ต้องติดตั้งตัวยึดลดการสั่นสะเทือน)
X ข้อกำหนดสูงสำหรับส่วนท่อตรง (ก่อน 20D แล้วจึง 5D)
การใช้งานทั่วไป
การวัดไอน้ำ: เครือข่ายท่อไอน้ำหม้อไอน้ำ/อุตสาหกรรม (ไอน้ำอิ่มตัว/ไอน้ำร้อนจัด)
พลังงาน: ข้อตกลงการค้าก๊าซธรรมชาติ/อากาศอัด
อุตสาหกรรมเคมี: การตรวจสอบการไหลของตัวทำละลาย/ก๊าซเหลว
การให้ความร้อน: การวัดระบบหมุนเวียนน้ำร้อน
4) เครื่องวัดอัตราการไหลของมวล
มิเตอร์เหล่านี้เหมาะที่สุดสำหรับใช้ในกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับมวล เนื่องจากวัดแรงที่เกิดจากความเร่งของมวล แรงนี้จะถูกบันทึกเป็นการเคลื่อนที่ของมวลในหน่วยเวลาที่ผ่านไป ไม่ใช่ปริมาตรในหน่วยเวลา มิเตอร์วัด
อัตราการไหลแบบกระจายความร้อน (Thermal Dispersion Flow Meter) และมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบ Coriolis Mass Flow Meter การใช้งานทั่วไปของมิเตอร์เหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมเคมีและก๊าซ นอกจากนี้ยังมีการใช้งานด้านอื่นๆ เช่น พลังงาน เหมืองแร่ ยา และน้ำเสีย
เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลความร้อน
หลักการของ
เครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซความร้อน : บนพื้นฐานของหลักการแพร่กระจายความร้อน ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซ็นเซอร์ทำความร้อนและเซ็นเซอร์อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงไปตามอัตราการไหลของก๊าซ และอัตราการไหลจะคำนวณโดยการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิหรือการเปลี่ยนแปลงของพลังงานความร้อน
ข้อได้เปรียบ:
✅ ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว: ไม่ต้องบำรุงรักษา ทนทานต่อการสั่นสะเทือน
✅ ความไวต่อความเร็วการไหลต่ำพิเศษ (วัดจาก 0.05 ม./วินาที)
✅ อัตราส่วนช่วงกว้างมาก (100:1) โดยมีข้อกำหนดต่ำสำหรับส่วนท่อตรง
ข้อเสีย:
X ใช้ได้เฉพาะกับก๊าซเท่านั้น (ของเหลว/ไอระเหยไม่ถูกต้อง)
X ผลการวัดก๊าซได้รับผลกระทบจากองค์ประกอบของก๊าซ
X สภาวะฝุ่นละออง/ละอองน้ำมันสูงสามารถปนเปื้อนหัววัดได้ง่าย
การใช้งานทั่วไป:
การปกป้องสิ่งแวดล้อม: การตรวจสอบการปล่อยก๊าซไอเสีย (ระบบ CEMS)
พลังงาน: การวัดอัตราการไหลของอากาศอัด/ก๊าซธรรมชาติ
เซมิคอนดักเตอร์: การวัดก๊าซพิเศษที่มีความบริสุทธิ์สูง (Ar/N ₂)
HVAC: การควบคุมการไหลของท่อจ่ายอากาศ
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส
หลักการของ
เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลแบบโคริโอลิส : เมื่อของไหลไหลผ่านท่อวัดที่มีการสั่นสะเทือน จะเกิดแรงโคริโอลิสขึ้น ทำให้เกิดการเลื่อนเฟสในผนังท่อ ออฟเซ็ตจะแปรผันตามอัตราการไหลของมวลของไหล และอัตราการไหลจะถูกคำนวณโดยการตรวจจับความแตกต่างของเฟสผ่านเซ็นเซอร์ (วัดความหนาแน่นแบบซิงโครนัส)
ข้อได้เปรียบ:
✅ วัดอัตราการไหลของมวลโดยตรง (การแปลงแบบไม่เป็นปริมาตร) ด้วยความแม่นยำสูงมาก (± 0.1%)
✅ การวัดหลายพารามิเตอร์: การวัดแบบซิงโครนัสของอัตราการไหลของมวล ความหนาแน่น อุณหภูมิ อัตราการไหลของปริมาตร
✅ สื่อที่ใช้ได้อย่างกว้างขวาง: ของเหลว/ก๊าซ/สารละลาย/ของเหลวที่มีความหนืดสูง
ข้อเสีย:
X ต้นทุนสูงมาก (แพงกว่าเครื่องวัดอัตราการไหลแบบอื่น 3-5 เท่า)
X การสูญเสียแรงดันสูง (เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนส่งผลให้มีความต้านทานการไหลสูง)
X จำกัดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อขนาดใหญ่ ขนาดสูงสุดคือ DN250
การใช้งานทั่วไป:
อุตสาหกรรมปิโตรเคมี: การส่งมอบการค้าน้ำมันดิบ การวัดสารเติมแต่งที่แม่นยำ
อาหารและยา: อัตราส่วนการบรรจุน้ำเชื่อม/กากน้ำตาล/โลชั่น
พลังงาน: การตรวจสอบคุณภาพการไหลของ LNG
การวิจัย: การวิเคราะห์การทดลองการไหลหลายเฟส
5) เครื่องวัดอัตราการไหลแบบช่องเปิด
มาตรวัดการไหลแบบช่องเปิด จะวัดของเหลวภายในช่องเปิด เช่น ฝาย รางน้ำ หรือร่องวี มาตรวัดเหล่านี้เรียกว่า โอเวอร์โฟลว์ ซึ่งเป็นโครงสร้างเขื่อนที่อนุญาตให้ของเหลวขนาดเล็กหรือของเหลวที่มีความเข้มข้นสูงไหลได้อย่างอิสระตามขนาดและรูปร่างของโครงสร้าง มาตรวัดการไหลแบบช่องเปิดช่วยให้สามารถวัดอัตราการไหลได้ การใช้งานที่พบบ่อยที่สุดของมาตรวัดการไหลประเภทนี้คือภายในพื้นที่ที่มีของเหลวไหลได้อย่างอิสระ เช่น แม่น้ำ ลำธาร ระบบท่อระบายน้ำ/น้ำเสีย หรือทางน้ำชลประทาน

เครื่องวัดอัตราการไหลของช่องทางเปิดสำหรับทางน้ำชลประทาน
สินค้าที่เกี่ยวข้อง: