SILVER AUTOMATION INSTRUMENTS
ไทย

มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบติดตั้งในท่อเทียบกับมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบเสียบสำหรับอากาศอัด


เช่นเดียวกับการวัดอัตราการไหลของก๊าซทุกประเภท ระบบอากาศอัดใช้รูปแบบการติดตั้งมิเตอร์สองแบบที่เป็นสากล ได้แก่ แบบติดตั้งในท่อและแบบเสียบเข้าไปในท่อ ทั้งสองแบบนี้ใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่มีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านความแม่นยำในการวัด ขนาดท่อที่ใช้งานได้ แรงดันตก และวิธีการติดตั้ง ด้านล่างนี้เราจะมาดูรายละเอียดเพิ่มเติมของทั้งสองแบบเพื่อช่วยให้คุณเลือกได้อย่างเหมาะสมยิ่งขึ้นสำหรับการใช้งาน วัดปริมาณอากาศอัด ของคุณ

หลักการทำงาน

ก่อนที่จะเปรียบเทียบรูปแบบการติดตั้ง เรามาดูภาพรวมคร่าวๆ ของเทคโนโลยีเครื่องวัดอัตราการไหลที่ใช้ในระบบอากาศอัดกันก่อน:

  • เครื่องวัดอัตราการไหลมวลแบบใช้ความร้อนจะวัดการถ่ายเทความร้อนระหว่างองค์ประกอบตรวจจับที่ได้รับความร้อนกับก๊าซที่ไหล เพื่อกำหนดอัตราการไหลของมวลโดยตรง โดยไม่จำเป็นต้องมีการชดเชยความดันหรืออุณหภูมิแยกต่างหาก
  • เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนจะนับความถี่ของการเกิดกระแสน้ำวนด้านหลังวัตถุที่มีรูปทรงทึบเพื่อหาปริมาตรการไหล และเหมาะสำหรับท่อหลักที่มีความเร็วสูงและอัตราการไหลสูง แต่สัญญาณจะหายไปเมื่อความเร็วต่ำกว่าค่าต่ำสุดที่สามารถวัดได้
  • เครื่องวัดความดันแตกต่าง (แผ่นรูรับแสง, ท่อเวนทูรี, ท่อพิโทต์เฉลี่ย) ใช้หลักการของเบอร์นูลลีในการเชื่อมโยงการลดลงของความดันกับความเร็วการไหล แต่ต้องใช้ข้อมูลความดันและอุณหภูมิแบบเรียลไทม์เพื่อแปลงเป็นอัตราการไหลเชิงมวลหรืออัตราการไหลเชิงปริมาตรมาตรฐาน (Nm³/h)

ในทางปฏิบัติ เครื่องวัดอัตราการไหลแบบมวลความร้อนเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในงานระบบอากาศอัด เครื่องมือเหล่านี้วัดอัตราการไหลของมวลโดยตรง ตอบสนองได้อย่างน่าเชื่อถือแม้ในความเร็วการไหลต่ำ และทำงานได้ดีเท่าเทียมกันตั้งแต่การตรวจจับการรั่วไหลของท่อสาขาไปจนถึงการวัดปริมาณในท่อหลัก ทั้งแบบติดตั้งในท่อและแบบแทรกเป็นรูปแบบการติดตั้งที่นิยมใช้กันมากที่สุดสำหรับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบมวลความร้อน ในส่วนที่เหลือของบทความนี้ เราจะมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพของแต่ละรูปแบบการติดตั้งในการใช้งานระบบอากาศอัด

เครื่องวัดมวลความร้อนแบบอินไลน์

inline compressed air thermal mass flow meter

มิเตอร์วัดปริมาณก๊าซแบบติดตั้งในท่อ (Inline Thermal Mass Meter) ติดตั้งโดยการเจาะรูเข้าไปในท่อและติดตั้งมิเตอร์เข้าไปในท่อโดยตรง อากาศทั้งหมดจะไหลผ่านตัวมิเตอร์ ภายในมิเตอร์จะมีองค์ประกอบตรวจจับแบบ RTD สองตัวทำงานร่วมกัน ตัวหนึ่งตรวจจับอุณหภูมิของก๊าซ อีกตัวหนึ่งถูกทำให้ร้อน ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างองค์ประกอบทั้งสองจะบอกมิเตอร์ว่ามีก๊าซไหลอยู่ปริมาณเท่าใด

ลักษณะสำคัญ:

  • การวัดแบบเต็มกระบอกโดยไม่จำเป็นต้องตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับโปรไฟล์ความเร็ว
  • ความแม่นยำโดยทั่วไป: ±1.5% ของค่าที่อ่านได้, ความสามารถในการวัดซ้ำ: ±0.5%
  • อัตราส่วนการลดทอนที่กว้าง โดยทั่วไปอยู่ที่ 100:1 ทำให้สามารถวัดได้อย่างน่าเชื่อถือตั้งแต่สภาวะการไหลเต็มที่ไปจนถึงการตรวจจับการรั่วไหลที่การไหลต่ำ
  • ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว ต้องการการบำรุงรักษาน้อยมาก
  • เหมาะสำหรับท่อขนาด DN15 ถึง DN200; สำหรับท่อขนาดใหญ่กว่า DN200 ราคาจะสูงขึ้นอย่างมาก

เครื่องวัดอัตราการไหลมวลความร้อนแบบสอดแทรก

insertion type thermal gas flow meter

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อนชนิดสอดแทรก ทำงานบนหลักการ RTD คู่แบบเดียวกัน แต่แทนที่จะตัดเข้าไปในท่อ จะใช้หัววัดสอดเข้าไปในรูที่ผนังท่อจนถึงความลึกที่กำหนดไว้ภายในกระแสการไหล หัววัดจะวัดความเร็วและอุณหภูมิของก๊าซในบริเวณนั้น และเครื่องวัดจะคำนวณอัตราการไหลรวมจากตัวอย่างนั้น

มีรูปแบบการติดตั้งหัววัดให้เลือกสองแบบ:

  • หัววัดแบบจุดเดียวจะวางองค์ประกอบการตรวจจับไว้ที่ความลึกคงที่ โดยทั่วไปคือ 0.119D จากเส้นศูนย์กลางของท่อ ซึ่งเป็นจุดที่แสดงถึงความเร็วเฉลี่ยได้ดีที่สุดภายใต้การไหลแบบปั่นป่วนที่พัฒนาเต็มที่แล้ว
  • หัววัดแบบหาค่าเฉลี่ยหลายจุดจะเก็บตัวอย่างที่ระดับความลึกต่างๆ ตลอดหน้าตัดของท่อ และหาค่าเฉลี่ยของค่าที่ได้ ซึ่งช่วยลดผลกระทบจากรูปแบบการไหลที่ไม่สม่ำเสมอ

ลักษณะสำคัญ:

  • ต้นทุนของหัววัดไม่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ทำให้มิเตอร์แบบสอดเข้าไปในท่อมีความคุ้มค่าสำหรับงานที่มีขนาดท่อใหญ่ตั้งแต่ DN100 ขึ้นไป
  • ความแม่นยำ: ±2% ของค่าที่อ่านได้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม; ±3 ถึง ±5% ในกรณีที่ทางตรงช่วงต้นน้ำไม่เพียงพอ
  • ต้องใช้ท่อตรงยาว 15D ถึง 30D ที่ด้านต้นน้ำและ 5D ที่ด้านปลายน้ำ อุปกรณ์ปรับสภาพการไหลสามารถลดความต้องการนี้ได้
  • สามารถดึงหัววัดออกมาทำความสะอาดหรือปรับเทียบใหม่ได้โดยไม่ต้องปิดระบบ

การเปรียบเทียบความแม่นยำ

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อนชนิดติดตั้งในท่อและชนิดติดตั้งแบบแทรกมีความแตกต่างกันในประเด็นสำคัญประการหนึ่ง คือ วิธีการวัดอัตราการไหล

มิเตอร์แบบติดตั้งในท่อจะวัดการถ่ายเทความร้อนตลอดแนวหน้าตัดการไหล ทำให้ไม่ค่อยไวต่อการบิดเบือนของโปรไฟล์ความเร็ว ในขณะที่มิเตอร์แบบติดตั้งในท่อจะเก็บตัวอย่างที่จุดเดียว การรบกวนใดๆ ที่อยู่ต้นทาง เช่น ข้อศอก ข้อลดขนาด วาล์วที่เปิดบางส่วน หรือข้อต่อสามทาง อาจทำให้ค่าที่วัดได้คลาดเคลื่อน

คำแนะนำในการคัดเลือก:

  • เลือกใช้แบบอินไลน์เมื่อต้องการความแม่นยำ ±1–2% การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การคิดค่าไฟฟ้า การจัดสรรต้นทุน และการตรวจจับการรั่วไหล
  • เลือกใช้วิธีการติดตั้งแบบแทรกเมื่อยอมรับความคลาดเคลื่อน ±3% ได้ เนื่องจากเพียงพอสำหรับการตรวจสอบอัตราการไหลทั่วไปในท่อขนาดใหญ่ และมีต้นทุนที่ต่ำกว่าอย่างมาก

ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อและต้นทุน

ขนาดท่อประเภทที่แนะนำเหตุผล
DN15–DN80มวลความร้อนแบบอินไลน์ความแม่นยำเต็มรูปแบบ คุ้มค่าเมื่อใช้กับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก
DN80–DN100แบบสอดหรือแบบแทรกประเมินโดยพิจารณาจากข้อกำหนดด้านความถูกต้องและงบประมาณ
DN100–DN300การแทรก (จุดเดียว)ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่สำคัญเมื่อเทียบกับระบบแบบอินไลน์
DN300+การแทรก (การหาค่าเฉลี่ยหลายจุด)การชดเชยแบบหลายจุดช่วยชดเชยความแปรผันของรูปทรงที่รูขนาดใหญ่

เครื่องวัดมวลความร้อนแบบติดตั้งในท่อขนาดเต็มสำหรับท่อร่วม DN300 อาจมีราคาแพงกว่าหัววัดแบบเสียบถึงห้าถึงสิบเท่า สำหรับท่อร่วม DN500 ขึ้นไป เครื่องวัดมวลความร้อนแบบติดตั้งในท่อขนาดเต็มมักหาซื้อไม่ได้หรือใช้งานได้ยาก ทำให้การวัดแบบเสียบเป็นทางเลือกเดียวที่ทำได้

การติดตั้งและการบำรุงรักษา

วิธีการติดตั้ง เป็นอีกจุดหนึ่งที่มิเตอร์แบบติดตั้งในท่อและมิเตอร์แบบเสียบแตกต่างกันอย่างมาก

มิเตอร์แบบติดตั้งในท่อจำเป็นต้องตัดท่อและติดตั้งชิ้นส่วนต่อแบบมีหน้าแปลน ซึ่งต้องปิดระบบและลดแรงดันทั้งหมดก่อน

เครื่องวัดการแทรกให้ความยืดหยุ่นมากกว่า:

  • การติดตั้งแบบมาตรฐานต้องเจาะและเชื่อมเกลียวเข้ากับผนังท่อ ซึ่งยังคงต้องปิดระบบท่อก่อนใช้งาน
  • ด้วยเครื่องมือเจาะท่อขณะร้อน สามารถติดตั้งหัววัดได้ภายใต้แรงดันระบบเต็มที่โดยไม่ต้องขัดจังหวะการจ่ายอากาศอัด
  • สามารถดึงหัววัดกลับผ่านวาล์วแยกเพื่อทำความสะอาดหรือปรับเทียบใหม่ได้โดยไม่ต้องถอดสายส่ง ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในระบบที่เกิดการปนเปื้อนของน้ำมันหรือน้ำกลั่นตัวสะสมบนองค์ประกอบตรวจจับ RTD เมื่อเวลาผ่านไป

การลดลงของความดัน

การลดลงของความดันหมายถึงการสูญเสียความดันเมื่ออากาศอัดไหลผ่านมิเตอร์วัดการไหล ยิ่งการลดลงของความดันสูงเท่าไร คอมเพรสเซอร์ก็ยิ่งต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อรักษาความดันในระบบ และยิ่งสิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้นเท่านั้น

โดยทั่วไปแล้ว มิเตอร์วัดมวลความร้อนแบบติดตั้งในท่อจะทำให้เกิดการลดลงของความดันถาวร 20 ถึง 50 มิลลิบาร์ที่อัตราการไหลที่กำหนด ในขณะที่โพรบแบบสอดเข้าไปในท่อ ซึ่งใช้พื้นที่น้อยกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ จะมีความดันต่ำกว่า 5 มิลลิบาร์ภายใต้สภาวะการทำงานส่วนใหญ่

สำหรับท่อขนาดเล็ก ความแตกต่างนี้ยังพอรับมือได้ แต่สำหรับท่อขนาดใหญ่ที่มีปริมาณการไหลสูง การลดลงของความดันจะกลายเป็นต้นทุนในการดำเนินงานที่แท้จริง และมิเตอร์แบบติดตั้งภายในท่อจะให้ประโยชน์อย่างมากในเรื่องนี้


ดังที่กล่าวมาข้างต้น ไม่มีรูปแบบใดดีกว่ากันในทุกกรณี การเลือกที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับขนาดท่อ ความต้องการความแม่นยำ และสภาพแวดล้อมในสถานที่ ในระบบอัดอากาศส่วนใหญ่ มิเตอร์ทั้งสองประเภทมีบทบาทสำคัญ: มิเตอร์แบบติดตั้งในท่อ ณ จุดวัดที่สำคัญซึ่งความแม่นยำมีความสำคัญที่สุด และมิเตอร์แบบติดตั้งในท่อขนาดใหญ่ซึ่งต้นทุนและความยืดหยุ่นในการติดตั้งมีความสำคัญกว่า

ระบุค่ามวลความร้อนแบบอินไลน์เมื่อ:

  • ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อคือ DN80 หรือเล็กกว่า
  • ความแม่นยำภายใน ±1.5% ของค่าที่อ่านได้นั้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการออกใบแจ้งหนี้ การปฏิบัติตามข้อกำหนด หรือการตรวจจับการรั่วไหล
  • การหยุดการติดตั้งตามแผนเป็นสิ่งที่ยอมรับได้
  • การใช้งานจริงนั้นแสดงให้เห็นถึงความคุ้มค่าของต้นทุนที่สูงขึ้นสำหรับตัวเรือนมิเตอร์แบบเต็มรูปแบบ

ระบุค่ามวลความร้อนในการแทรกเมื่อ:

  • ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อคือ DN100 หรือใหญ่กว่า
  • ต้องรักษาระดับแรงดันของระบบให้คงที่ในระหว่างการติดตั้ง
  • มีท่อตรงช่วงต้นน้ำขนาด 15D ถึง 30D ที่เพียงพอ หรือสามารถติดตั้งอุปกรณ์ปรับสภาพการไหลได้
  • การเข้าถึงหัววัดเพื่อทำความสะอาดเป็นระยะมีความสำคัญต่อการปฏิบัติงาน
  • การลดการสูญเสียแรงดันถาวรให้น้อยที่สุดเป็นสิ่งสำคัญลำดับต้นๆ ในการออกแบบ
ฝากข้อความไว้ ส่งอีเมลถึงเรา

เราจะติดต่อคุณภายใน 24 ชั่วโมง.

Email
sales@silverinstruments.com
WA
WhatsApp QR Scan to WhatsApp
Inquiry
Send a Quote