รู้หรือไม่ Rotameter คืออะไร มีหลักการทำงานอย่างไร

สวัสดีครับ วันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับเครื่องมือ Rotameter ที่เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดอัตราการไหล (flow measurement) อีกรูปแบบหนึ่งซึ่งมีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายในหลายภาคอุตสาหกรรม

คุณลักษณะทั่วไปของ เครื่องมือวัด โรตามิเตอร์ 

มีรูปแบบเป็นท่อหลอดแก้วหรือวัสดุโปร่งใสก็ได้ และมีลักษณะเป็นรูปแบบทรงกรวย จะติดตั้งการใช้งานในแบบแนวตั้งมีอุปกรณ์ภายในเป็นลูกลอย (float) ในส่วนของลูกลอยนั้น ก็จะมีลักษณะหลายรูปทรง เช่น แบบกลม แบบสามเหลี่ยม หรือรูปไข่ก็เป็นได้ มักใช้วัสดุในการผลิตเป็นทองเหลืองหรือสแตนเลส หรืออาจยังมีการใช้พลาสติกชนิดพิเศษที่สามารถผลิตเป็นลูกลอยได้ โดยลูกลอยนั้นจะสามารถเคลื่อนที่ขึ้น ลงได้อย่างอิสระตามอัตราการไหลของของเหลวหรือของก๊าซที่ไหลผ่านในหลอดแก้ว

 

ลักษณะการทำงานของโรตามิเตอร์

เมื่อมีการไหลผ่านของก๊าซหรือของเหลวภายในท่อของหลอดแก้วในแนวตั้งของเส้นผ่านศูนย์กลางที่เพิ่มขึ้น จะทำให้ลูกลอยยกตัวเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามอัตราการไหลของของเหลวหรือก๊าซที่ไหลผ่านท่อเข้ามา  ลูกลอยจะยกตัวเพิ่มขึ้นเมื่อมีอัตราการไหลสูง เพราะลูกลอยจะถูกบังคับให้หาเส้นผ่าศูนย์กลางระหว่างตัวลูกลอยเองกับด้านนอกของหลอดเพื่อรองรับแรงของอัตราการไหล เมื่ออัตราการไหลลดลง แรงโน้มถ่วงจะช่วยให้เกิดการลอยตัวเพื่อหาสมดุลที่สามารถจับคู่ลูกลอยกับสเกลเชิงเส้นที่อยู่ภายใน ในการใช้สำหรับอ่านค่าอัตราการไหลได้ เมื่อลูกลอยลอยขึ้นหรือลูกลอยตกลงนั้น ตัวลูกลอยจะเกิดการหมุนบนแกนของตัวมันที่ลอยมา การอ่านสามารถอ่านได้จากสเกลเชิงเส้นภายในหลอดโปร่งใส ที่ซึ่งนำมาจากกึ่งกลางของรูปร่างของลูกลอย หรือส่วนบนสุดของทุ่นลูกลอยตามทิศทางในคู่มือของแต่ละอุปกรณ์นั้นๆ หรือบริษัทผู้ผลิตมักจะผลิตลูกลอยที่เป็นสีสดใสก็เพื่อที่จะให้ผู้ใช้งานได้สังเกตและสามารถตรวจสอบได้อย่างง่ายดายนั้นเอง ในเมื่อมันถูกออกแบบมาเพื่อใช้ประโยชน์นั้น ในด้านทางวิทยาศาสตร์เรียกว่าหลักการพื้นที่ผันแปร ซึ่งจะช่วยให้การลอยตัวของลูกลอยให้สามารถหาสมดุลระหว่างการผลักขึ้นของอัตราการไหลของของเหลวหรืออัตราการไหลของก๊าซ และเมื่อมีอัตราการไหลก็จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการลอยตัวของลูกลอย ทำให้มีการเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามการตอบสนอง เมื่ออัตราการไหลตกลงสู่สมดุลใหม่ของอัตราการไหลกับแรงโน้มถ่วง สเกลเชิงเส้นภายในท่อนั้นจะแสดงผลอยู่ในช่วง  0% ถึง 100%
โดยปกติ เครื่องมือวัด ประเภทนี้ ส่วนใหญ่นั้นจะมีแผนภูมิของการแปลงสำหรับของเหลวหรือก๊าซ  ที่จะสามารถใช้ตรวจสอบความถูกต้องของอัตราการไหลของของเหลวหรือก๊าซ

โรตามิเตอร์ ยังมีการออกแบบมา ในรูปแบบการอ่านค่า ในแบบดิจิตอลอีกด้วย เพื่อให้การอ่าค่าอัตราการไหลได้ง่ายและชัดเจนในความถูกต้องมากขึ้น ในรูปแบบดิจิตอลยังมีความสามารถเพิ่มมากขึ้นไปจนถึงการอ่านค่าอื่นๆได้อีก เช่น ค่าอุณหภูมิ ขึ้นอยู่กับบริษัทผู้ผลิตจะออกแบบมาให้ใช้งานได้ครบวงจรมากยิ่งขึ้น และในบางประเภทยังสามารถอ่านค่าการไหลภายใต้แรงกดดันที่แตกต่างกันได้อีกด้วย

ข้อดีของ โรตามิเตอร์

1. เหมาะกับการใช้งานวัดอัตราการไหลของเหลวและก๊าชที่ลักษณะการใช้งานในแนวดิ่งหรือแนวตั้ง (Vertical) ที่จะมีลักษณะการไหลของของเหลวจากด้านล่างสู่ด้านบน ราคาประหยัดจับต้องได้และยังใช้งานง่าย สะดวกในการอ่านค่า ในส่วนเรื่องของความแม่นนั้น จะถือว่าอยู่ในระดับดีพอใช้ได้
2. ข้อดีอีกหนึ่งอย่างคือสามารถอ่านค่าได้โดยตรงแบบทันที(เรียลไทม์) จากดูระดับลูกลอยบนสเกลเห็นการเปลี่ยนแปลงทันที วิธีอ่านค่าก็ใช้สายตาดูที่ระดับความสูงสุดของลูกลอยบนสุดเทียบกับขีดสเกลบนตัว เครื่องมือวัด ก็จะได้ค่าอัตราการไหลของของเหลวหรือก๊าซนั้น 
3. มีให้เลือกใช้งานหลากหลายรูปแบบ มีทั้งแบบ Acrylic tube, Glass tube และ Metal tube สามารถเลือกใช้งานตามความเหมาะสมในการใช้งาน
4. การติดตั้งและดูแลรักษาง่าย จากโครงสร้างที่เรียบง่าย ชิ้นส่วนเครื่องมือไม่มีความซับซ้อน ทำให้การบำรุงรักษาก็น้อยตามไปด้วย
5. ค่าใช้จ่ายตลอดอายุการใช้งานถูก ใช้งานได้โดยไม่ต้องใช้ไฟเลี้ยง ดูแลรักษาน้อย อะไหล่ก็มีไม่กี่ชิ้น ทำให้ทำความสะอาดง่าย และเหมาะกับจุดอ่านค่าหน้างานหลายจุด เพราะสามารถกระจายติดตั้งหลายที่โดยงบไม่บานปลาย
6. โรตามิเตอร์เป็นเครื่องมือวัดที่สเกลอ่านง่ายเพราะอาศัย “หลักการพื้นที่ผันแปร” ท่อจะค่อยๆ กว้างขึ้นเป็นทรงกรวย ส่วนลูกลอยก็ออกแบบมาให้ระยะที่ลูกลอยลอยตัวสัมพันธ์กับอัตราการไหลแบบเกือบเป็นเส้นตรง พอของไหลมากขึ้นลูกลอยก็ลอยสูงขึ้นตาม ทำให้เรามองสเกลแล้วตีความได้ทันที  

   เทคนิคอ่านให้แม่นคือยืนให้ระดับสายตาอยู่แนวเดียวกับตำแหน่งลูกลอยเสมอ อ่านให้ตรงโดยดูจากคู่มือรุ่นนั้นๆ ว่าควรดู “กึ่งกลางลูกบอล” หรือ “ขอบบนของลูกลอย” อีกเรื่องที่สำคัญละเลยไม่ได้คือต้องรู้ว่าสเกลจะแม่นเมื่อสภาพของไหลใกล้เคียงกับตอนที่ผู้ผลิตสอบเทียบมา ถ้าความหนืดหรือความหนาแน่นเปลี่ยนไปมาก ค่าที่อ่านอาจเพี้ยน จึงควรใช้สเกลที่ออกแบบมาสำหรับของไหลนั้นๆ หรือไม่ก็ชดเชยหรือสอบเทียบใหม่ตามความเหมาะสม (บางรุ่นทำสเกลเป็นเปอร์เซ็นต์ 0–100% เพื่อดูแนวโน้มเร็ว ๆ แล้วค่อยเอาค่าที่อ่านไปแปลงเป็นหน่วยจริงอย่าง L/min หรือ Nm³/h) ด้วยสเปกหรือกราฟของผู้ผลิต

 

Ref. yokogawa.com

ข้อควรระวังในการใช้งานโรตามิเตอร์ (Rotameter)

1. ควรเลือกใช้และศึกษาประเภทของและประเภทของตัว โรตามิเตอร์ ให้เหมาะกับลักษณะการใช้งานเพื่อจะได้เกิดประโยชน์สูงสุดในการใช้งาน
2. ควรศึกษาคู่มือจากผู้ผลิตให้ละเอียดและครบถ้วนเพื่อป้องกันการใช้งานผิดประเภทและเกิดข้อพิดพลาดในการใช้งานและเพื่อใช้งานโดยได้ประโยชน์สูงสุด
3. ห้ามดัดแปลงเครื่องมือนอกเหนือจากที่บริษัทผู้ผลิตกำหนด เพื่อป้องกันการใช้งานไม่ให้เกิดความผิดพลาดในการวิเคราะห์จากผู้ใช้งาน
4. ควรระวังการใช้งาน การวัดแรงดันไม่ให้เกินจุดสูงสุดของการใช้งาน (Over Range)

ของเครื่องมือเพื่อป้องกันการเสียหายของเครื่องมือ

5. ควรมีการทวนสอบหรือ สอบเทียบเครื่องมืออย่างสม่ำเสมอหรืออย่างน้อย 1 ปีต่อครั้ง เพื่อความแม่นยำในการอ่านค่าและวิเคราะห์งานของทางผู้ใช้งาน

**สุดท้ายนี้สิ่งที่สำคัญที่สุดนั้นก็คือ ความสมบูรณ์ ค่าความถูกต้องและความแม่นยำของเครื่องมือที่โรตามิเตอร์มีความสำคัญที่สุด ถามว่าต้องทำอย่างไรนั้น

 

วิธีตรวจสอบความสมบูรณ์แม่นยำของเครื่องมือโรตามิเตอร์

ทางผู้ใช้งานสามารถตรวจสอบด้วยวิธีดังต่อไปนี้ คือ เมื่อซื้ออุปกรณ์ โรตามิเตอร์ (Rotameter) มาติดตั้งแล้วเสร็จนั้น ทางผู้ใช้งานเองจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องส่ง เครื่องมือวัดสอบเทียบ (Calibration)  เพื่อให้ทางผู้ใช้งานนั้นจะได้สามารถรับรู้ถึงค่าความแม่นยำและความถูกต้อง ว่าค่าที่เครื่องมือแสดงผลที่สเกลหรือจอแสดงผลนั้นมีความถูกต้องตรงตามสเปคหรือไม่ หรือหากมีค่าที่ผิดเพี้ยนไปจากสเปคที่ทางผู้ใช้งานใช้วัดอัตราการไหลของของเหลงหรือก๊าซนั้น ทางผู้ใช้งานจะได้มีการแก้ไขก่อนที่จะนำไปใช้สู่กระบวนการผลิต  เพื่อป้องกันลดความเสียหายและการเกิดความผิดพลาดของทางผู้ใช้งานเอง

โดยทาง บริษัท แคลิเบรชั่น แลบอราทอรีจำกัด (CLC) มีให้บริการ สอบเทียบเครื่องมือวัด (Calibration) เครื่องโรตามิเตอร์ และเครื่องที่ใช้วัดอัตราการไหลของของเหลวหรือก๊าซอีกหลากหลายประเภท โดยเฉพาะเครื่องมือโรตามิเตอร์ ซึ่งทางแคลิเบรชั่น ให้บริการสอบเทียบ (Calibration) ในรูปแบบรับส่งเครื่องมือฟรีและการบริการ Onsite Service
และได้การรับการรับรองมาตรฐาน ISO/IEC 17025:2017 จากสถาบัน  ANAB

 

Ref.

Yokogawa

ITM Instuments INC

AZO Materials

 

ผู้เขียน Melo THM

—

บริการสอบเทียบ Flow

ขอใบเสนอราคา    ติดต่อเรา

พูดคุยกับเรา

 

 

 

MASS FLOW METER คืออะไร