Flow Meter มีหลายรูปแบบ แต่ละวิธีก็มีหลักการแตกต่างกันไปซึ่งส่วนใหญ่เป็นการหาความเร็วแล้วคำนวณออกมาเป็นอัตราการไหล (Q=AV) เช่น วิธีแบบใช้หลักการแม่เหล็ก Magnetic Flow วิธีแบบใช้ค่าความต่างของแรงดัน Orifice Flow วิธีแบบเทอร์ไบน์ แต่ก็มีอีกหนึ่งแบบที่สามารถวัดปริมาตรได้โดยตรงถึง Positive Displacement ( Gear Flow, Oval Flow)

            Flow Meter ที่จะแนะนำในบทความนี้จะกล่าวถึงหลักการและการนำไปใช้งานเบื้องต้น หน้าที่หลักๆของ Flow Meter ก็เพื่อควบคุมปริมาณ เมื่อต่อร่วมกับชุด Control และ Valve และควบคุมอัตราการไหล เมื่อต่อร่วมกับ Control,Valveและ Inverter เพื่อทำการปรับอัตราการไหลโดยการควบคุมรอบของ Pump

            หลักการนำ Flow Meter ไปใช้ในงานอุตสาหกรรมอาหารสัตว์ เช่น Magnetic Flow นำไปควบคุมอัตราการไหลของ โมลาส (กากน้ำตาล) ในกระบวนการ Mixing Gear Flow นำไปควบคุมอัตราการไหลของน้ำมันพืช หรือในอุตสาหกรรมยาใช้ Turbine Flow (Sanitary) ควบคุมปริมาณของน้ำในกระบวนการเตรียมผสมยา ซึ่งในครั้งนี้ จะขอกล่าวถึง Flow Meter เด่นๆ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย 3 ชนิด

1. Flow Meter TYPE TURBINE Flow

คุณสมบัติเด่น

วัดได้ทั้งน้ำ และน้ำมัน วัสดุทำจาก STAINLESS ENCLOSURE สัญญาณ OUTPUT PULSE AND ANALOG มีรุ่น HI-TEMP 230˚C มีใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดื่ม และเภสัชกรรม(ยา) สำหรับงาน zone Hazardous Locations ก็มีให้เลือกใช้

หลักการทำงาน

โครงสร้างของตัวเทอร์ไบน์มิเตอร์ มีใบพัดทำมุมเฉียงกับทิศทางการไหล ขณะที่ Fluid ไหลผ่านจะทำให้ใบพัดหมุนไปตามอัตราการไหลที่ตัว Housing มี Pick off Coilเป็นตัวรับรู้ความเร็วรอบของเทอร์ไบน์

2.Flow Meter TYPE Magnetic flow

คุณสมบัติเด่น

ใช้วัดน้ำดี น้ำเสีย เคมี ของเหลวอื่นๆที่ต้องการ Accuracy ไม่เกิน 1% มี OUTPUT PULSE AND ANALOG อีกทั้งมี port RS232 สำหรับการ setup parameter and control มีใช้ในเกือบทุกอุตสาหกรรม เช่น Paper westwater

หลักการทำงาน

Magnetic flow ใช้กฎของฟาราเดย์ เมื่อของเหลวที่เป็นตัวนำไฟฟ้าไหลผ่านสนามแม่เหล็ก จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้นในแนวตั้งฉากกับทิศทางการไหลของสนามแม่เหล็ก

3. Flow Meter TYPE GEAR FLOW

คุณสมบัติเด่น

FLOWMETER ที่วัดน้ำมันเบนซิล น้ำมันพืช ของเหลวชนิดอื่นๆ ไม่สนใจระยะห่างในการติดตั้ง OUTPUT PULSE มีรุ่น HI-TEMP 200˚CAccuracy 1% มีทั้งรุ่นทำจาก stainless and aluminium ให้เลือก มีใช้มากในอุตสาหกรรมอาหารสัตว์

หลักการการทำงาน

เมื่อของเหลวไหลผ่านจะทำให้ฟันเฟืองเคลื่อนที่โดยภายในฟันเฟืองจะมีแม่เหล็กฝังอยู่ซึ่งจะมี sensor รับสัญญาณจากชุดเกียร์ จึงทำให้เราเอาสัญญาณที่ได้ไปใช้งาน

คอนกรีตผสมเสร็จ (READY-MIXED CONCRETE)

            ในปัจจุบัน อุตสาหกรรมคอนกรีตผสมเสร็จเป็นส่วนหนึ่งของอุตสาหกรรมก่อสร้างที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว ซึ่งบริษัทผู้ผลิตปูนซีเมนต์ขนาดใหญ่ทุกรายจะมีธุรกิจอุตสาหกรรมคอนกรีตผสมเสร็จเป็นอุตสาหกรรมต่อเนื่องเพื่อเป็นช่องทางในการจำหน่ายปูนซีเมนต์

            ผู้ประกอบการรายใหญ่ ๆ ได้แก่ ซีแพค,ปูนซีเมนต์นครหลวง , ทีพีไอ , ชลประทานซีเมนต์ , น่ำเฮง , เอเชียซีเมนต์ , แฮนสัน เป็นต้น โดย เราจะเห็นได้ว่ามีแฟรนไชส์แพลนท์คอนกรีตผสมเสร็จเพิ่มขึ้นมากมาย กระจายอยู่ตามทั่วประเทศ โดยเฉพาะบริเวณที่มีงานการก่อสร้าง

            วัสดุผสมที่นิยมใช้ในงานก่อสร้างประกอบด้วย 3 ส่วนหลักคือ ปูนซีเมนต์ (11%) วัสดุผสม (หินทราย 70%) และ น้ำ (17%) โดยบางครั้งอาจจะมีการนำสารเคมีหรือน้ำยาผสมคอนกรีตที่ช่วยทำให้คอนกรีตลื่น และแข็งตัวช้ามาใช้ด้วย ซึ่งเมื่อผสมเสร็จ น้ำและซีเมนต์จะทำปฏิกิริยาทางเคมีกันในลักษณะที่เรียกว่าการไฮเดรชัน โดยซีเมนต์จะเริ่มจับตัวกับวัสดุอื่นและแข็งตัว ซึ่งในสถานะนี้เราจะนิยมเรียกกันว่า “คอนกรีต”

คอนกรีต จะมีสัดส่วนปูนซีเมนต์ต่อทราย ต่อหิน ดังนี้
 
สัดส่วน 1 : 1.5 : 3 จะเป็นงานเสาและโครงสร้าง
สัดส่วน 1 : 2 : 4 จะเป็นงานพื้น, คาน
สัดส่วน 1 : 2.5 : 4 จะเป็นงานถนน ฐานราก

            ปัจจัยสำคัญที่เราต้องคำนึงถึงก็คือคุณภาพของคอนกรีตที่ได้มาตรฐาน ซึ่งนอกจากจะได้มาจากการเลือกวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตคอนกรีตให้มีคุณภาพตรงตามมาตรฐานงานก่อสร้างทั่วไปแล้วก็ยังมีการควบคุมสัดส่วนส่วนผสมของคอนกรีต โดยการชั่งน้ำหนักที่แม่นยำเพื่อให้ได้ส่วนผสมของ คอนกรีตที่ถูกต้องแน่นอนและสม่ำเสมอด้วยการใช้จอแสดงผลแบบดิจิตัล ซึ่งถ้าสมัยก่อนการใช้โหลดเซลล์และจอแสดงผลแบบดิจิตัลอาจจะเป็นทางเลือกที่ต้องลงทุนสูง แต่ในปัจจุบันราคาของอุปกรณ์โหลดเซลล์และจอแสดงผลแบบดิจิตัลลดลงมามาก ทำให้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าแก่การลงทุน ด้วยการแสดงผลที่แม่นยำ และมีประสิทธิภาพ

            ในปัจจุบันนี้ Plant concrete ในประเทศไทย อาทิเช่น ซีแพ็ค (CPAC), อินทรีย์คอนกรีต,ทีพีไอคอนกรีต (TPIPL), น่ำเฮงคอนกรีต, บอรอลคอนกรีต (BORAL), โออาร์ซี คอนกรีต ,ชลประทานคอนกรีต ฯลฯ นิยมที่จะใช้โหลดเซลและ มิเตอร์แบบดิจิตอล โดยเฉพาะดิจิตอลมิเตอร์ยี่ห้อ RED LION CONTROLS ผู้ผลิตจากประเทศอเมริกา รุ่น PAX series ที่มีส่วนแบ่งการตลาดที่มากที่สุดในขณะนี้ พวกเราชาวเพื่อนวิศวกรลองมาดูกันว่าอุปกรณ์นี้มันดีอย่างไร

• อันดับแรก จอแสดงผลรุ่น PAX series ของ RED LION ทุกตัวการันตี Made in USA
• อันดับที่สอง อุปกรณ์จอแสดงผลดิจิตัลของ RED LION CONTROLS (PAXS) มีค่าความถูกต้องแม่นยำถึง 0.02 % ซึ่งหาได้ยากจากยี่ห้ออื่น

ANALOG INPUT DISPLAY METER

            จอแสดงผลของ PAX series RED LION CONTROL มีอยู่หลายรุ่น ทั้งแบบที่รับ INPUT เป็นสัญญาณดิจิตัลหรือ แบบที่รับสัญญาณ INPUT เป็นแบบ Analog เราลองมาดูรุ่นแรกที่ชื่อว่า PAXS ที่รับสัญญาณ Input แบบ Analog ที่ใช้คู่กับโหลดเซลล์ สาเหตุที่ทำให้แพลนท์คอนกรีตผสมเสร็จ ที่ประเทศไทยนิยมใช้ PAXS มีดังนี้

1. มิเตอร์ PAXS มีวิธีการใช้งานที่ “ง่าย” ทำให้การ SET ค่า PARAMETER ต่าง ๆ สามารถทำได้โดยผู้ใช้ ที่ไม่จำเป็นต้องเป็นผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง
2. มิเตอร์ PAXS มีฟังก์ชั่นการ CALIBRATE ที่ “แม่นยำ” กว่ามิเตอร์ยี่ห้ออื่น ๆ คือ สามารถทำการ CALIBRATE น้ำหนักแบบละเอียด (LINEARIZATION) ได้ ถึง 16 จุด ทำให้ค่าน้ำหนักที่มิเตอร์อ่านได้มีความถูกต้องยิ่งขึ้น


3. มิเตอร์ PAXS สามารถเพิ่มการ์ด OPTION OUTPUT ได้ในภายหลังทำให้สะดวกต่อการวางแผนงาน เพิ่มฟังก์ชั่นต่าง ๆ ในอนาคต เช่น ต้องการ CONTACT RELAYS เพื่อไปสั่งตัดต่อ (ON-OFF) ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ หรือ ต้องการสัญญาณ ANALOG OUTPUT (4-20 mA หรือ 0 -10 VDC ) เพื่อเชื่อมต่อ เข้ากับ PLC รวมไปถึงถ้าต้องการเชื่อมต่อเข้ากับตัว TOUCH SCREEN HMI (RED LION มี HMI จำหน่ายเช่นกัน) ผ่าน RS 485 COMMUNICATION เพื่อเก็บข้อมูลวัตถุดิบที่ใช้ไปในแต่ละวัน (DATA LOGGER) และการทำสูตรส่วนผสมของวัตถุดิบต่าง ๆ (RECIPE/FORMULAS MANAGEMENT) ให้เป็นระบบอัตโนมัติ


4. มิเตอร์ PAXS มีไฟเลี้ยง 10 VDC ไปจ่าย Load cell ทำให้สะดวกต่อการใช้งาน
5. มิเตอร์ PAXS สามารถต่อใช้งานกับ Load cell ได้ทุกยี่ห้อ

DIGITAL INPUT DISPLAY METER