รวมหลักการทำงาน Flow meter แต่ละประเภท [มีวิดีโอ]

อย่างที่ทราบกันว่า Flow meter เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดอัตราการไหลของของไหล แล้วแต่ละประเภทมีหลักการทำงานอย่างไร ? โดยของไหลที่ไหลผ่านท่อจะทำให้เกิดแรงดันตกคร่อม (pressure drop) ขึ้นที่บริเวณหน้าตัดของท่อ แรงดันตกคร่อมนี้จะแปรผันตามอัตราการไหลของของไหล อุปกรณ์วัดอัตราการไหลจะอาศัยแรงดันตกคร่อมนี้ในการวัดค่าอัตราการไหลของของไหล โดยในบทความนี้ เราได้รวบรวมหลักการทำงานของ Flow meter แต่ละประเภท พร้อมทั้งวิดีโอการทำงานเพื่อง่ายต่อการทำความเข้าใจ หากพร้อมไปแล้วดูพร้อม ๆ กันเลยครับ

หลักการทำงาน Flow meter แต่ละประเภท

Flow meter มีหลายประเภท แต่ละประเภทมีหลักการทำงานที่แตกต่างกัน ดังนี้

Rotameter

Rotameter เป็น Flow meter ประเภท Variable Area Flow Meter ชนิดหนึ่ง อาศัยหลักการทำงานของลูกลอย (float) ที่ลอยขึ้นลงภายในท่อทรงกรวย โดยที่ลูกลอยจะลอยขึ้นสูงเมื่ออัตราการไหลของของไหลมากขึ้น ตำแหน่งของลูกลอยจะสัมพันธ์กับอัตราการไหลของของไหล ซึ่งสามารถอ่านค่าอัตราการไหลได้จากสเกลบนตัว Flow meter

วิดีโอการทำงานของ Rotameter

Variable area flow meter

Variable Area Flow Meter เป็น Flow meter ประเภทหนึ่งที่อาศัยหลักการทำงานของพื้นที่หน้าตัดของท่อที่เปลี่ยนแปลงไปตามอัตราการไหลของของไหล โดยที่ของไหลที่ไหลผ่านท่อจะทำให้เกิดแรงต้านทานกับวัตถุที่อยู่ภายในท่อ วัตถุที่อยู่ภายในท่อจะเคลื่อนที่ขึ้นลงตามอัตราการไหลของของไหล ตำแหน่งของวัตถุที่อยู่ภายในท่อจะสัมพันธ์กับอัตราการไหลของของไหล ซึ่งสามารถอ่านค่าอัตราการไหลได้จากสเกลบนตัว Flow meter

วิดีโอการทำงานของ Variable area flow meter

Turbine flow meter

Turbine Flow Meter เป็น Flow meter ประเภทหนึ่งที่อาศัยหลักการทำงานของใบพัด (turbine) ที่หมุนไปตามอัตราการไหลของของไหล ความเร็วในการหมุนของใบพัดจะแปรผันตามอัตราการไหลของของไหล ความเร็วในการหมุนของใบพัดจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งสามารถอ่านค่าอัตราการไหลได้จากหน้าจอแสดงผล

วิดีโอการทำงานของ Turbine flow meter

Electromagnetic flowmeter

Electromagnetic Flow Meter เป็น Flow meter ประเภทหนึ่งที่อาศัยหลักการทำงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า โดยที่ของไหลที่ไหลผ่านท่อที่เป็นตัวนำไฟฟ้าจะเกิดแรงดันเหนี่ยวนำ (induced voltage) ขึ้น แรงดันเหนี่ยวนำจะแปรผันตามอัตราการไหลของของไหล แรงดันเหนี่ยวนำจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งสามารถอ่านค่าอัตราการไหลได้จากหน้าจอแสดงผล

วิดีโอการทำงานของ Electromagnetic flow meter

Oval gear flow meter

Oval Gear Flow Meter เป็น Flow meter ประเภทหนึ่งที่อาศัยหลักการทำงานของฟันเฟืองรูปไข่ (oval gear) ที่หมุนไปตามอัตราการไหลของของไหล ความเร็วในการหมุนของเกียร์รูปไข่จะแปรผันตามอัตราการไหลของของไหล ความเร็วในการหมุนของเกียร์รูปไข่จะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งสามารถอ่านค่าอัตราการไหลได้จากหน้าจอแสดงผล

วิดีโอการทำงานของ Oval gear flow meter

Orifice plate

Orifice Plate เป็น Flow meter ประเภทหนึ่งที่อาศัยหลักการทำงานของช่องแคบ (orifice) ที่ตั้งอยู่ระหว่างท่อสองท่อ ของไหลที่ไหลผ่านช่องแคบจะเกิดการสูญเสียความดัน (pressure drop) ขึ้น ความดันตกคร่อมนี้จะแปรผันตามอัตราการไหลของของไหล ความดันตกคร่อมจะถูกนำมาคำนวณหาค่าอัตราการไหลของของไหล

วิดีโอการทำงานของ Orifice plate flow meter

สาเหตุที่มี Flow meter หลายประเภท

เหตุผลที่ทำให้เกิด Flow meter รูปแบบต่าง ๆ และมีหลักการทำงานที่แตกต่างกันเนื่องจากปัจจัย ดังนี้ครับ

• ลักษณะของของไหล ของไหลบางชนิดมีสภาพความเป็นกรดด่างสูง มีการกัดกร่อน หรือเป็นสื่อนำไฟฟ้า การเลือก Flow meter จะต้องคำนึงถึงลักษณะของของไหลเหล่านี้ด้วย
• อัตราการไหลของของไหล อัตราการไหลของของไหลแตกต่างกันไป การเลือก Flow meter จะต้องเลือกให้เหมาะสมกับอัตราการไหลของของไหล
• สภาพแวดล้อมในการใช้งาน สภาพแวดล้อมในการใช้งาน เช่น อุณหภูมิ ความดัน การสั่นสะเทือน ฝุ่นละออง จะต้องคำนึงถึงในการเลือก Flow meter ด้วย
• ความแม่นยำ Flow meter บางประเภทมีความแม่นยำสูง ในขณะที่บางประเภทมีความแม่นยำต่ำ
• ค่าใช้จ่าย Flow meter แต่ละประเภทมีราคาแตกต่างกันไป
• ความสะดวกในการติดตั้งและบำรุงรักษา Flow meter บางประเภทติดตั้งและบำรุงรักษาง่าย ในขณะที่บางประเภทติดตั้งและบำรุงรักษายาก
• อัตราการสูญเสียแรงดัน หรือที่หลายคนรู้จักในชื่อ Pressure Drop

สรุป

Flow meter แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกัน การเลือก Flow meter ประเภทใดจึงควรพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น ลักษณะของของไหล อัตราการไหลของของไหล สภาพแวดล้อมในการใช้งาน