รู้จักกับอุปกรณ์วัดระดับของเหลว

อุปกรณ์วัดระดับของเหลว เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับติดตั้งเพื่อบ่งบอกหรือตรวจสอบระดับของของเหลวจะติดตั้งร่วมกับภาชนะต่างๆ เช่น ถังเก็บน้ำ บ่อบำบัดน้ำ เป็นต้น ในบทความนี้เรามารู้จักกับอุปกรณ์วัดระดับของเหลว แต่ละชนิดรวมไปถึงข้อดีและข้อเสียของอุปกรณ์วัดระดับของเหลวแต่ละรูปแบบกันครับ

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวคืออะไร

อุปกรณ์วัดระดับของเหลว คือ อุปกรณ์ที่ใช้ติดตั้งเพื่อบ่งบอกหรือตรวจสอบระดับของของเหลวซึ่งเกี่ยวข้องกับความสูงและปริมาณของเหลวในภาชนะต่างๆ เช่น ถังเก็บน้ำ ถังเก็บสารเคมี บ่อน้ำ บ่อบำบัด และถังความดัน เป็นต้น โดยอุปกรณ์วัดระดับของเหลวมีทั้งที่สามารถแสดงระดับให้เห็นได้โดยตรง หรือใช้ตัดต่อการทำงานในลักษณะของสวิทต์ (Switch) รวมถึงใช้เป็นเซนเซอร์ (Sensor) ตรวจสอบและส่งค่าสัญญาณเพื่อนำไปใช้งานต่อ เป็นต้น

ทำไมต้องใช้อุปกรณ์วัดระดับของเหลว

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวมีความสำคัญมากในแทบจะทุกอุตสาหกรรมหรือแม้กระทั่งในชีวิตประจำวันทั่วไป นอกจากความสะดวกในการรู้ระดับของของเหลวแล้ว ยังช่วยลดเวลาลดโอกาสผิดพลาดและลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับผู้ปฏิบัติงานรวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ต้องการทราบระดับของน้ำในถังทึบแสงขนาดใหญ่ถ้าใช้การสังเกตด้วยสายตาอาจทำได้ยากและเสี่ยงอันตรายที่จะตกจากที่สูง หรือในงานที่ต้องใช้อุปกรณ์ทำความร้อน (Heater) เพื่ออุ่นหรือต้มของเหลวจำเป็นต้องมีเซนเซอร์ตรวจสอบระดับของเหลวเพื่อป้องกันไม่ให้ฮีตเตอร์เกิดความเสียหาย เป็นต้น

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวมีอะไรบ้าง

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวมีหลายรูปแบบให้เลือกใช้งาน ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับลักษณะในการติดตั้ง ประเภทของของเหลว เงื่อนไขของอุณหภูมิหรือความดันใช้งาน งบประมาณ รวมถึงความต้องการด้านฟังก์ชันในการใช้งานเช่น ติดตั้งเพื่อดูระดับของเหลวได้โดยตรงเพียงอย่างเดียวหรือติดตั้งแบบที่มีการตรวจจับระดับของเหลวแล้วส่งออกค่าสัญญาณไปใช้ในการกระบวนการทางโปรแกรมอื่นๆ เป็นต้น โดยในบทความนี้จะยกตัวอย่างอุปกรณ์วัดระดับของเหลวที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อเป็นแนวทางในการเลือกใช้งาน ดังนี้

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบหลอดแก้ว (Glass Tube Level Gauge)

เป็นอุปกรณ์วัดระดับของเหลวที่มีหลักการเรียบง่าย สามารถมองเห็นระดับของเหลวในถังได้โดยตรง โครงสร้างหลักจะประกอบด้วยแท่งแก้วหรือแท่งพลาสติกใสสำหรับมองของเหลว วาล์วสำหรับเปิดปิดแต่ถ้าขนาดแท่งวัดระดับมีขนาดเล็กอาจไม่มีวาล์วก็ได้ บางแบบอาจมีแถบเกจบอกระดับความสูงหรือฝาครอบเสริมความแข็งแรง โดยในการนำไปใช้งานจะติดตั้งชุดวาล์วด้านล่างใกล้กับก้นถังและชุดวาล์วด้านบนให้สูงกว่าระดับสูงสุดของของเหลวที่บรรจุในถัง นิยมใช้กับน้ำ น้ำมัน และสารเคมีทั่วไป

• ข้อดี : ติดตั้งง่าย อุปกรณ์ไม่ซับซ้อน ราคาไม่สูง

• ข้อเสีย : หลอดแก้วมีความเปราะบางเมื่อถูกกระแทกอาจแตกร้าวได้ ไม่เหมาะกับกรดบางชนิดที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งทำปฏิกิริยากับโลหะเนื่องจากตัววาล์วมักทำจากทองเหลืองหรือสเตนเลส การใช้งานที่อุณหภูมิและความดันสูงอาจทำให้การอ่านค่าคลาดเคลื่อน และใช้พื้นที่ในการติดตั้งมาก

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบแม่เหล็ก (Magetic Level Gauge)

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบแม่เหล็ก ภายในกระบอกที่ต่อกับถังจะมีลูกบอลแม่เหล็กซึ่งจะเลื่อนขึ้น-ลงตามระดับของเหลวในถัง โดยมีแถบสีที่มี 2 สีในตัวเช่น ขาวแดง เมื่อบอลแม่เหล็กเลื่อนผ่าน แถบสีจะหมุนหรือพลิกสลับสีทำให้สามารถรู้ระดับของเหลวในถังตามแถบสีที่เปลี่ยนไปนั่นเอง อีกทั้งบางแบบสามารถใช้งานร่วมกับ Level Switch และ Transmitter เพื่อตรวจวัดและส่งสัญญาณได้อีกด้วย นิยมใช้กับหม้อต้มไอน้ำ อุสาหกรรมปิโตเลียม อุตสาหกรรมอาหารและยา เป็นต้น

• ข้อดี : สามารถเห็นระดับของเหลวจากแถบสีได้ชัดเจน มีรูปแบบการติดตั้งให้เลือกหลายแบบเช่น ด้านข้าง ด้านบน ด้านล่างของถัง เหมาะสำหรับการใช้งานในที่ที่มีความดัน อุณหภูมิ และการกัดกร่อนจากกรดหรือด่างสูงๆได้ อุปกรณ์สามารถใช้งานได้ยาวถึง 6 เมตร

• ข้อเสีย : มีราคาสูงกว่าอุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบหลอดแก้ว และใช้พื้นที่ในการติดตั้งมาก

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบลูกลอย (Float Level Switch)

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบลูกลอยหรืออาจเรียกว่า สวิทซ์ลูกลอย (Float Switch) เป็นอุปกรณ์วัดระดับที่ใช้งานกันแพร่หลายโดยอาศัยแรงลอยตัวทำให้ตัวลูกลอยเกิดการเคลื่อนที่ขึ้น-ลงตามระดับของเหลว มักใช้งานร่วมกับ รีเลย์ หรือ PLC เพื่อใช้ควบคุมอุปกรณ์อื่นๆ นอกจากนี้สวิทซ์ลูกลอยยังมีหลายประเภทให้เลือกใช้ เช่น สวิทซ์ลูกลอยแบบสายเคเบิ้ล (Cable Float Switch) สวิทซ์ลูกลอยแบบแม่เหล็ก (Magnet Float Switch) และสวิทซ์ลูกลอยแบบตุ้มถ่วง (Sinker Float Switch) ซึ่งแต่ล่ะประเภทก็จะมีรูปแบบการทำงานและลักษณะการติดตั้งที่แตกต่างกัน

• ข้อดี : มีราคาถูก หาซื้อได้ง่าย สามารถติดตั้งได้หลายรูปแบบและประหยัดพื้นที่

• ข้อเสีย : การเลือกใช้งานสวิทซ์ลูกลอยไม่เหมาะสมกับของเหลวอาจเกิดปัญหาในการตรวจวัดระดับได้เช่น การใช้สวิทซ์ลูกลอยแบบแม่เหล็กกับน้ำที่มีเศษวัสดุขนาดใหญ่เจือปนอาจเกิดการติดขัดของลอกลอยได้

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบเรด้าร์ (Radar Level Sensor)

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบเรด้าร์ จะใช้หลักการส่งคลื่นความถี่สูงหรือคลื่นไมโครเวฟในย่านความถี่ จิกะเฮิรตซ์ (GHz) ไปยังวัตถุหรือของเหลว แล้วคลื่นจะเกิดสะท้อนกลับมายังตัวเซนเซอร์ จากนั้นจะนำค่าผลต่างของเวลาในการเคลื่อนที่ไป-กลับของคลื่นมาประมวลผลเพื่อแสดงออกเป็นค่าระยะทางนั่นเอง

• ข้อดี : สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องสัมผัสกับของเหลว ติดตั้งง่าย ประหยัดพื้นที่ ใช้งานได้ในสุญญากาศ ความดันสูง อุณหภูมิสูง และการกัดกร่อนสูง อีกทั้งอุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบเรด้าร์สมัยใหม่ยังสามารถแสดงค่าระดับที่ตัวอุปกรณ์เองและสามารถตั้งค่ารวมถึงดูค่าระดับผ่านมือถือด้วยสัญญาณบลูทูธได้อีกด้วย

• ข้อเสีย : ราคาสูง ถังที่ภายในมีสิ่งกีดขวางจะส่งผลต่อการสะท้อนของคลื่นอาจทำให้เกิดการคลาดเคลื่อนในการวัด

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบลำแสง (Optical Level Sensor)

อุปกรณ์วัดระดับของเหลวแบบลำแสง เป็นอุปกรณ์ที่มีหลักการทำงานโดยในขณะที่ไม่มีของเหลวเซนเซอร์จะส่งลำแสงอินฟาเรด (Infrared Light )ไปตกกระทบกับหัวแหลมๆของอุปกรณ์ เรียกว่า ปริซึม (Prism) และสะท้อนกลับไปยังตัวรับ (Receiver) แต่เมื่อระดับของเหลวมาถึงหัวปริซึม แสงบางส่วนจะหักเหออกไปทำให้แสงที่สะท้อนกลับไปที่ตัวรับลดลง ดังนั้นค่าการเปลี่ยนแปลงของลำแสงที่เกิดขึ้นนี้จึงถูกนำไปใช้ในการวัดระดับของ Optical Level Sensor ซึ่งจะส่งสัญญาน Output เป็น PNP NPN หรือ Relay Output เป็นต้น

ข้อดี : มีขนาดเล็ก ติดตั้งง่าย ประหยัดพื้นที่ ตอบสนองไว มีความแม่นยำสูงใช้งานได้ในของเหลวที่มีการกัดกร่อน สามารถวัดระดับของเหลวที่บริเวณก้นถังซึ่งมีระดับต่ำมากๆได้ และยังใช้ในการตรวจสอบของเหลวที่รั่วไหลลงพื้นได้อีกด้วย

ข้อเสีย : ราคาสูง การใช้งานอุปกรณ์นานๆโดยไม่ทำความสะอาดจะทำให้เกิดการสะสมของคราบตะกรันภายนอกหัวปริซึม อาจทำให้การวัดระดับเกิดความผิดปกติขึ้นได้

จบไปแล้วน่ะครับสำหรับบทความเรื่อง “รู้จักกับอุปรณ์วัดระดับของเหลว” หวังว่าจะทำให้เพื่อนๆเกิดความรู้และความเข้าใจในการเลือกใช้งานอุปรณ์วัดระดับของเหลวมากขึ้น เพราะการใช้งานที่ไม่เหมาะสมกับลักษณะงานหรือสภาพแวดล้อมก็อาจทำให้เกิดความเสียหายหลายด้านเช่นเสียเงิน เสียเวลา หรือเสียความน่าเชื่อถือ เป็นต้น