การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม
การวิเคราะห์อย่างครบถ้วนเกี่ยวกับความรู้เกี่ยวกับมาตรวัดระดับของเหลว: หน้าที่ ประเภท และการประยุกต์ใช้
มาตรวัดระดับของเหลว ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญในระบบการวัดและควบคุมกระบวนการอุตสาหกรรมนั้น ถูกใช้งานหลักเพื่อบ่งชี้และควบคุมระดับของเหลว ตามหน้าที่แล้ว มาตรวัดระดับของเหลวสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ มาตรวัดระดับของเหลวแบบพื้นฐาน ซึ่งใช้สำหรับการแสดงผล ณ จุดปฏิบัติงานเท่านั้น และมาตรวัดระดับของเหลวแบบระยะไกล ซึ่งสามารถแปลงสภาพระดับของเหลว ณ จุดปฏิบัติงานให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า แล้วส่งไปยังสถานที่ตรวจสอบระยะไกล หรือสามารถแสดงผลและการควบคุมระยะไกลได้โดยอาศัยการทำงานร่วมกันระหว่างเครื่องส่งสัญญาณระดับของเหลวและเครื่องมือแสดงผล นอกจากนี้ การควบคุมระดับของเหลวยังนิยมใช้วิธีการควบคุมตำแหน่ง โดยทั่วไป มาตรวัดระดับของเหลวประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วน ได้แก่ เซ็นเซอร์ ตัวแปลงสัญญาณ และตัวแสดงผล ซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อให้เสร็จสมบูรณ์ในการวัดและควบคุมระดับของเหลว
หลักการทำงาน
หลักการทำงานของมาตรวัดระดับของเหลวอาศัยเทคโนโลยีการวัดความดันสถิต ขณะที่ตัวส่งสัญญาณระดับของเหลวถูกวางอยู่ในระดับความลึกหนึ่งในของเหลวที่วัด ผิวหน้าของเซ็นเซอร์จะได้รับแรงกดดันจากของเหลวนั้น ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสูตร Ρ = ρ .g.H + Po โดยที่:
Ρ แทนความดันบนพื้นผิวของเหลวของเครื่องส่งสัญญาณ
ρ คือความหนาแน่นของของเหลวที่วัดได้
g คือ ความเร่งโน้มถ่วงท้องถิ่น
พีโอคือความดันบรรยากาศเหนือผิวของของเหลว
H คือความลึกของตัวส่งสัญญาณในของเหลว
ในเวลาเดียวกัน แรงดันของของเหลวจะถูกนำเข้าสู่ช่องแรงดันบวกของเซ็นเซอร์ผ่านทางท่อส่งก๊าซที่ทำจากสแตนเลส และถูกชดเชยด้วยแรงดันบรรยากาศ Po ซึ่งเชื่อมต่อกับช่องแรงดันลบบริเวณด้านหลังของเซ็นเซอร์ ด้วยวิธีนี้ แรงดันที่วัดได้จากเซ็นเซอร์จึงถูกลดความซับซ้อนลงเหลือเพียง ρ.g.H จะเห็นได้ว่าโดยการวัดแรงดัน P เราสามารถคำนวณหาความลึกของระดับของเหลวได้
การวัดระดับของเหลวมีบทบาทสำคัญในภาคอุตสาหกรรมเคมี พลังงานไฟฟ้า โลหะวิทยา และกิจการอุตสาหกรรมและการทำเหมืองแร่อื่นๆ ซึ่งมีมาตรวัดระดับของเหลวหลายประเภท ในการเลือกใช้งาน จำเป็นต้องพิจารณาจากชนิดของสื่อที่ใช้วัดและสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน ด้านล่างนี้ เราจะแบ่งประเภทและอธิบายมาตรวัดระดับของเหลวตามหลักการทำงานของมัน:
(1) เครื่องวัดระดับแบบอ่านค่าได้โดยตรง เช่น เครื่องวัดระดับแบบท่อแก้วและเครื่องวัดระดับแบบแผ่นแก้ว ซึ่งทำงานบนหลักการของภาชนะที่เชื่อมต่อกัน
(2) เครื่องวัดระดับความดันแตกต่าง รวมถึงแบบใช้ความดันและแบบความดันแตกต่าง จะวัดความดันที่เกิดจากคอลัมน์ของของเหลวหรือการสะสมตัวของระดับน้ำบนจุดใดจุดหนึ่ง
(3) เครื่องวัดระดับแรงลอยตัว เช่น เครื่องวัดระดับแบบลูกลอยแม่เหล็กและเครื่องวัดระดับลูกลอย ทำงานบนหลักการที่ว่าความสูงของลูกลอยจะเปลี่ยนแปลงตามระดับของของเหลว หรือแรงลอยตัวของของเหลวจะเปลี่ยนแปลงตามความสูงของระดับของเหลวนั้น
(4) เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงการวัดความต้านทาน ความจุ และค่าเหนี่ยวนำ โดยทำงานโดยการแปลงการเปลี่ยนแปลงของระดับให้เป็นการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้า
(5) เครื่องวัดระดับรังสีนิวเคลียร์ทำงานบนหลักการที่ว่าความเข้มของรังสีนิวเคลียร์จะเปลี่ยนแปลงตามความหนาของชั้นวัสดุเมื่อรังสีผ่านวัสดุนั้นๆ โดยมักใช้เทคโนโลยีรังสีแกมมา
(6) เครื่องวัดระดับคลื่นเสียง แบ่งออกเป็นชนิดกั้นคลื่นเสียง ชนิดสะท้อนกลับ และชนิดลดทอน โดยวัดจากการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์อะคูสติก ระยะทางการกั้นและการสะท้อนของคลื่นเสียง ซึ่งเกิดจากความเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำ
(7) มาตรวัดระดับแสงทำงานบนหลักการของการปิดกั้นระดับและการสะท้อนของคลื่นแสง ซึ่งแหล่งกำเนิดแสงอาจเป็นหลอดไส้ธรรมดาหรือเลเซอร์ก็ได้
นอกจากนี้ เครื่องวัดระดับความดันสถิตย์ยังถูกใช้อย่างแพร่หลายในระบบและอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ปิโตรเคมี โลหะวิทยา และไฟฟ้า รวมทั้งเหมาะสำหรับการวัดระดับของสื่อหลากหลายประเภท
เครื่องมือที่แนะนำ