เครื่องวัดการไหลของอากาศอัดแบบใช้ความร้อนเทียบกับแบบใช้คลื่นอัลตราโซนิค

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อน และเครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิกต่างก็เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายใน การวัดปริมาณอากาศอัดในอุตสาหกรรม การเลือกใช้ระหว่างสองวิธีนี้ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการตรวจสอบการใช้พลังงาน ต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา และความเสถียรของการผลิต ในบทความนี้ เราได้เปรียบเทียบเทคโนโลยีทั้งสองโดยพิจารณาจากหลักการทำงาน คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ ตลอดจนข้อควรพิจารณาในการติดตั้งและการใช้งานจริง นอกจากนี้เรายังจะแนะนำวิธีการใช้งานจริงเพื่อช่วยคุณเลือกและนำโซลูชันที่เหมาะสมไปใช้

หลักการทำงานของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้มวลความร้อนและเครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิกคืออะไร

1. หลักการทำงานของเครื่องวัดอัตราการไหลมวลความร้อน

อย่างที่เราทราบกันดีว่า เครื่องวัดอัตราการไหลทั้งสองประเภทนี้มีหลักการวัดที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นตัวกำหนดเงื่อนไขการใช้งานที่เหมาะสมโดยตรง เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระจายความร้อนสำหรับอากาศอัดทำงานโดยอาศัยหลักการนำความร้อนและใช้วิธีความแตกต่างของอุณหภูมิคงที่ในการวัดอัตราการไหลของมวลอากาศอัดโดยตรง เซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลของมวลอากาศประกอบด้วยตัวต้านทานแพลทินัมสองตัวที่เป็นตัวอ้างอิง ตัวหนึ่งตรวจสอบอุณหภูมิของอากาศอัด และอีกตัวเป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่รักษาความแตกต่างของอุณหภูมิให้คงที่ อัตราการไหลจะถูกแปลงตามอัตราการกระจายความร้อน ข้อดีที่สำคัญอย่างหนึ่งคือ ไม่จำเป็นต้องมีการชดเชยอุณหภูมิและความดันเพิ่มเติม และสามารถรับข้อมูลอัตราการไหลของมวลได้โดยตรง

 

2. หลักการทำงานของเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซแบบอัลตราโซนิค

เครื่องวัดอัตราการไหลของอากาศแบบอัลตราโซนิคส่วนใหญ่ใช้วิธี Time of Flight ซึ่งปล่อยคลื่นเสียงผ่านตัวแปลงสัญญาณคู่ที่อยู่ต้นน้ำและปลายน้ำ และคำนวณความเร็วการไหลโดยใช้ความแตกต่างของเวลาในการเดินทางไปข้างหน้าและย้อนกลับ เครื่องวัดอัตราการไหลของอากาศอัดแบบอัลตราโซนิคได้รับการออกแบบมาสำหรับการวัดอัตราการไหลของอากาศแบบไม่สัมผัส และแม้กระทั่งไม่ต้องตัดท่อเมื่อติดตั้งเซ็นเซอร์วัดการไหลของอากาศ ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ภายในท่อ และเหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่ซับซ้อนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่และความดันสูง

วิธีการเปรียบเทียบตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลักของเครื่องวัดอากาศทั้งสองรุ่น

หัวใจสำคัญของการเลือกคือการจับคู่พารามิเตอร์ด้านประสิทธิภาพกับสภาพการใช้งานจริง ตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลักของเครื่องวัดอัตราการไหลทั้งสองประเภทอย่างชัดเจน โดยครอบคลุมมิติหลัก เช่น ความแม่นยำ อัตราส่วนช่วง ความทนทานต่อแรงดัน และความทนทานต่อความร้อน:

วิธีใช้งานคู่มือการติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลแบบความร้อนให้เชี่ยวชาญ

มาตรฐานการติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อน ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการวัด และหลักการสำคัญคือ "ส่วนท่อตรงที่เว้นไว้ + ความลึกในการเสียบที่ถูกต้อง" เครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อนชนิดเสียบสำหรับอากาศต้องเสียบเข้าไปในแกนของท่อ และความยาวของก้านวัดจะถูกปรับแต่งตามเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ หากไม่สามารถเสียบเข้าไปได้จนสุด ผู้ผลิตจะต้องระบุค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบเพื่อชดเชยข้อผิดพลาด

ขั้นตอนการติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลเชิงความร้อน

เครื่องวัดอัตราการไหลมวลความร้อนแบบสอดแทรก:

1. การเลือกใช้: จำเป็นต้องมีท่อตรงทั้งก่อนและหลังมิเตอร์วัดการไหล โดยควรเว้นท่อตรงด้านต้นน้ำที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 10 เท่า (10D) และท่อตรงด้านปลายน้ำที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 5D เพื่อหลีกเลี่ยงแหล่งก่อกวน เช่น ข้อศอกและวาล์ว

2. ฐานยึดเมื่อติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลมวลแบบสอด: ฐาน (ซึ่งโดยปกติผู้จำหน่ายเช่น silverinstruments.com จะจัดหาให้) จะถูกเชื่อมติดกับด้านบนของท่อ เพื่อให้แน่ใจว่าแกนของรูทะลุตั้งฉากกับแกนของท่อ

3. การเชื่อมต่อแบบปิดผนึก: เมื่อติดตั้งวาล์วบอลแบบเฉพาะ ควรใช้ปะเก็นไนลอนสำหรับอุณหภูมิปานกลางต่ำกว่า 100 ℃ และควรใช้ปะเก็นทองแดงสำหรับอุณหภูมิสูงกว่า 100 ℃ สามารถใช้กาวซีลเกลียวท่อ Loctite 567 ในการปิดผนึกได้

4. การติดตั้งหัววัดการไหลของมวลความร้อน: คลายแหวนล็อกออก สอดหัววัดเข้าไปในท่อจนถึงตำแหน่งที่กำหนด (โดยปกติหัววัดจะอยู่ตรงกลางท่อ) หมุนก้านเชื่อมต่อเพื่อให้ลูกศรตรงกับทิศทางการไหล แล้วขันแหวนล็อกให้แน่น

5. การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าสำหรับเครื่องส่งสัญญาณวัดอัตราการไหลของมวลความร้อนแบบดิจิทัล: เชื่อมต่อสายสัญญาณ 4-20mA ตามคู่มือการใช้งานจาก silverinstruments.com และตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการป้องกันและต่อสายดินอย่างถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า

การติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลมวลความร้อนแบบอินไลน์:

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อนชนิดติดตั้งในท่อ ( Inline type thermal flowmeter ) ติดตั้งง่ายกว่าเครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อนชนิดเสียบ (Insertion type thermal mass flowmeter) โดยมีการติดตั้งไว้ล่วงหน้าในส่วนท่อที่กำหนดไว้ก่อนออกจากโรงงาน เพียงแค่เชื่อมต่อท่อตามมาตรฐานหน้าแปลน (GB/T9119-2000) เพื่อให้แน่ใจว่าแกนของท่ออยู่ในแนวนอนโดยมีค่าความคลาดเคลื่อน ≤± 2.5° อย่างไรก็ตาม คุณควรทำให้ท่อตรงก่อนและหลังเครื่องวัดอัตราการไหลเช่นเดียวกับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเสียบ

วิธีการติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคอย่างถูกต้อง

หัวใจหลักของการติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคคือ "การจัดวางทรานสดิวเซอร์ + ส่วนท่อตรงที่เว้นไว้ + การป้องกันสัญญาณ" แบบจำลองวิธีความแตกต่างของเวลาจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าการติดตั้งทรานสดิวเซอร์ด้านต้นน้ำและด้านท้ายน้ำมีความสมมาตร และมุมระหว่างทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นเสียงกับแกนท่อต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของผู้ผลิต จุดการทำงานเฉพาะ ได้แก่:

1. ส่วนท่อตรง: จัดเตรียมส่วนท่อตรงที่มีความยาว ≥ 10D ทางด้านต้นน้ำและ ≥ 5D ทางด้านท้ายน้ำ และต่อขยายออกไปเมื่อเข้าใกล้แหล่งกำเนิดการรบกวน

2. การติดตั้งทรานสดิวเซอร์: สามารถใช้การจัดวางแบบ V และ Z เพื่อให้แน่ใจว่าเส้นทางการแพร่กระจายของคลื่นเสียงไม่มีสิ่งกีดขวาง และพื้นผิวการติดตั้งต้องขัดเรียบ

3. การป้องกันทางไฟฟ้า: สายสัญญาณ 4-20mA และสายไฟถูกวางแยกกัน ชั้นป้องกันถูกต่อลงดินที่ปลายด้านหนึ่ง และการจับคู่ความต้านทานอยู่ที่ 0-1KW

4. การแก้ไขข้อบกพร่องและการสอบเทียบ: หลังจากการติดตั้ง จำเป็นต้องป้อนค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางท่อและความหนาของผนังท่อ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความแม่นยำในการวัดผ่านการสอบเทียบ ณ สถานที่ติดตั้ง

ในระหว่างการติดตั้งแบบออนไลน์ สามารถใช้เครื่องเจาะเฉพาะเพื่อการทำงานอย่างต่อเนื่องได้ ในระหว่างการติดตั้งแบบปิดระบบ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแกนการเจาะอยู่ตรงกลางกับฐาน หากเบี่ยงเบนมากเกินไป สามารถขยายช่องเปิดเพื่อเพิ่มระยะเผื่อสำหรับการปรับแต่งได้
 

จะเลือกใช้เครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อนหรือเครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้คลื่นอัลตราโซนิคดี?

สำหรับท่อขนาดเล็กและขนาดกลาง (เช่น ขนาด 1/8 นิ้ว, 1/4 นิ้ว หรือ 1/2 นิ้ว) และ การวัดอัตราการไหลขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูง (เช่น ในห้องปฏิบัติการและระบบนิวแมติก) นิยมใช้เครื่องวัด/ควบคุมอัตราการไหลแบบใช้ความร้อนมากกว่า

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคมีข้อดีมากกว่าในท่อขนาดใหญ่ (DN80 หรือสูงกว่า) สภาพการทำงานที่มีแรงดันสูง (>4MPa) หรือสถานที่อุตสาหกรรมที่มีการสั่นสะเทือนรุนแรง (เช่น ทางออกของคอมเพรสเซอร์) การออกแบบที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ช่วยลดความถี่ในการบำรุงรักษา

ในสถานการณ์การตรวจสอบการใช้พลังงาน หากต้องการข้อมูลอัตราการไหลของมวลโดยตรง โมเดลทางความร้อนจะเหมาะสมกว่า และหากจำเป็นต้องพิจารณาการวัดก๊าซหลายชนิดหรือสภาวะที่มีความผันผวนของอัตราการไหลสูง เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคที่มีช่วงอัตราการส่งข้อมูลกว้างจะใช้งานได้จริงมากกว่า

หากคุณไม่ต้องการตัดท่อหรือเจาะรูเพื่อติดตั้งเครื่องวัดการไหลของก๊าซแบบใช้ความร้อน คุณอาจพิจารณาใช้เครื่องวัดการไหลของก๊าซแบบอัลตราโซนิกได้

ผู้ใช้บางรายไม่ต้องการใช้เครื่องวัดอัตราการไหลเป็นเวลานาน และต้องการวัดอัตราการไหลเพียงชั่วคราวเท่านั้น พวกเขาสามารถเลือกใช้เครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซแบบอัลตราโซนิคแบบพกพาได้เช่นกัน

 

อย่างไรก็ตาม เครื่องวัดการไหลของอากาศแบบอัลตราโซนิคที่ไม่ต้องสัมผัสมีราคาสูงมาก ดังนั้นงบประมาณจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ลูกค้าต้องพิจารณาด้วย

วิธีบำรุงรักษาเครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อนและแบบอัลตราโซนิกเพื่อให้ใช้งานได้อย่างเสถียรในระยะยาว

เครื่องวัดอัตราการไหลเชิงความร้อนจำเป็นต้องทำความสะอาดหัววัดอย่างสม่ำเสมอ เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของน้ำมันและฝุ่นละอองจากอากาศอัด ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพการนำความร้อนลดลง

หัวใจสำคัญในการดูแลรักษาพื้นผิวการติดตั้งของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคคือการป้องกันไม่ให้คราบตะกรันส่งผลกระทบต่อการส่งผ่านคลื่นเสียง ในขณะเดียวกัน ควรตรวจสอบสถานะการเชื่อมต่อของสายสัญญาณอย่างสม่ำเสมอเพื่อป้องกันการคลาดเคลื่อนของการวัดที่เกิดจากการหลวม

อุปกรณ์ทั้งสองประเภทจำเป็นต้องมีการสอบเทียบความแม่นยำของสัญญาณเอาต์พุต 4-20mA อย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าการซิงโครไนซ์กับข้อมูลของระบบควบคุม

วิธีแก้ไขปัญหาทั่วไปของมิเตอร์วัดความร้อนและมิเตอร์วัดคลื่นอัลตราโซนิค

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความร้อนคือ "การเบี่ยงเบนของการวัด" ซึ่งมักเกิดจากการปนเปื้อนของหัววัดหรือความยาวท่อที่ไม่ตรงเพียงพอ การทำความสะอาดหัววัดและการปรับตำแหน่งการติดตั้งใหม่สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ หากไม่มีสัญญาณส่งออก ให้ตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟและวงจร 4-20mA ว่ามีความต่อเนื่องหรือไม่ หากเครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิกแสดง "สัญญาณอ่อน" ส่วนใหญ่เกิดจากการติดตั้งตัวแปลงสัญญาณที่คลาดเคลื่อนหรือมีฟองอากาศในท่อ การปรับมุมของตัวแปลงสัญญาณหรือการระบายอากาศสามารถทำให้เครื่องกลับมาทำงานได้ตามปกติ

เมื่อปริมาณความชื้นในอากาศอัดสูงเกินไป เซ็นเซอร์ความร้อนจะเกิดการควบแน่นได้ง่าย ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำและจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ทำให้แห้ง ส่วนเครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคจำเป็นต้องให้ความสำคัญกับการฉนวนเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำแข็งเกาะบนผนังด้านในของท่อจนขัดขวางการแพร่กระจายของคลื่นเสียง

เคล็ดลับสำคัญในการเลือกและใช้งาน

ไม่มีความเหนือกว่าหรือด้อยกว่ากันอย่างเด็ดขาดระหว่างเครื่องวัดการไหลของอากาศแบบใช้ความร้อนและแบบอัลตราโซนิก หัวใจสำคัญคือการเลือกให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งาน: เครื่องวัดการไหลแบบใช้ความร้อนเหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง งบประมาณต่ำ และการตรวจวัดการไหลในระยะยาว ในขณะที่เครื่องวัดการไหลของก๊าซแบบอัลตราโซนิกเหมาะสำหรับอัตราการไหลสูง ความดันสูง และเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ หรือการวัดการไหลของอากาศแบบพกพา แต่มีราคาสูงมาก ควรปฏิบัติตามข้อกำหนดของขนาดท่อตรงและข้อกำหนดการซีลอย่างเคร่งครัดในระหว่างการติดตั้ง และรักษาความสะอาดและการปรับเทียบสัญญาณของเซ็นเซอร์โฟกัสเป็นประจำทุกวัน เพื่อเพิ่มเสถียรภาพของอุปกรณ์และความแม่นยำในการวัดให้สูงสุด