Pressure sensor

0

เราเลือก Pressure sensor อย่างไรให้เหมาะกับอุตสาหกรรมอาหาร

การนำ  Pressure sensor มาใช้ในอุตสาหกรรมมีหลายวัตถุประสงค์เพื่อ ตรวจเช็ค ควบคุม และป้องกันแรงดันในกระบวนการต่างๆ เช่น กระบวนการใช้  Pressure sensor  ควบคุมการเก็บ – จ่ายแรงดันไอน้ำ  กระบวนการใช้  Pressure sensor ควบคุมการทำงานของ ปั้มน้ำ – ปั้มลม กระบวนการใช้ Pressure sensor ควบคุมแรงดันในภาชนะ นึ่ง – อบ หรือ การนำ Pressure sensor มาประยุกต์ ใช้เป็นอุปกรณ์วัดระดับ

แต่เรารู้หรือไม่ว่า Pressure sensor มีกี่แบบและจะต้องเลือกแบบไหน ให้เหมาะกับอุตสาหกรรมอาหาร ก่อนอื่นขอพูดถึงพื้นฐานของ Pressure สักหน่อยนะครับ

 

  • Pressure (P) หมายถึง แรง (F) ที่กระทำในแนวตั้งฉากับพื้นที่หน้าตัด (A) { P = F/A }
  • หน่วยของ Pressure เช่น Bar  Psig  kg/cm² mmHg Pa เป็นต้น
  • รูปแบบของความดัน ( Type of Pressure )
  • รูปแบบของความดันแตกต่างกันไปตามจุดอ้างอิง (Reference)ที่มีค่าเป็นศูนย์ ในทางปฎิบัติจะมีรูปแบบคือ
  • ความดันสัมบูรณ์ (Absolute Pressure)
  • ความดันเกจ (Gauge Pressure)
  • ความดันดิฟเฟอเรนเชียล (Differential Pressure)
  • Vacuum (ความดันในช่วงต่ำกว่าบรรยากาศ)

Pressure sensor

แบ่งตามลักษณะการควบคุมได้ 2 ประเภท

1.Pressure switch

เป็นสวิทซ์แรงดัน ที่เปลี่ยนแรงดันทางกล ผ่านชุด mechanical diaphragm (ส่วนใหญ่ใช้กับ Low pressure) หรือ piston (ส่วนใหญ่ใช้กับ High pressure) มาสัมผัสชุดสวิทซ์ เปลี่ยนแปลงหน้าคอนแทก ON-OFF

2Pressure transmitter

เป็นอุปกรณ์วัดแรงดัน ที่เปลี่ยนแรงดันทางกล ผ่านชุด transducer ( Piezoelectric type    or Strain Gauge type) เป็นแรงดันทางไฟฟ้า ในรูปของ Analog output Current (0-20mA , 4-20mA)   or Voltage ( 0-10 Vdc , 0-5 Vdc ) และเมื่อเรานำมาต่อร่วมกับ มิเตอร์ , PLC แสดงค่าแรงดันตลอดต่อเนื่อง เพื่อที่จะนำไปควบคุม (ON-OFF) หรือ คอนโทรลระบบได้

 

 

 

การเลือก Pressure sensor สำหรับอุตสาหกรรมอาหาร ต้องคำนึงถึง

  1. เลือกประเภทของ Pressure sensor ว่าจะนำไป นำไปควบคุม  (ON-OFF) Pressure switch หรือ คอนโทรลระบบ Pressure transmitter
  2. ประเภทของแรงดันที่จะใช้ Pressure sensor ว่าเป็นแรงดันด้านบวก เช่นแรงดัน 0…1 Bar หรือ แรงดันด้านลบ เช่นแรงดัน -1…0 Bar หรือแรงดันทั้งทางด้านบวกและลบ เช่นแรงดัน -1…1 Bar การเลือก Pressure sensor ให้ถูกกับแรงดันที่จะวัดถือว่ามีความสำคัญ ถ้าเลือกผิดอาจทำให้ Pressure sensor เสียหายได้ เช่น เลือก Pressure sensor วัดแรงดันด้าน Vacuum ในกระบวนการผลิต และจะต้องล้างทำความสะอาด โดยใช้แรงดันจากน้ำร้อนทำความสะอาดในระบบปิดก็อาจส่งผลให้ Pressure sensor เสียหายได้เนื่องจากมีแรงดันน้ำ ควรเลือกที่วัดแรงดันได้ทั้งทางบวกและลบ
  3. Range ย่านแรงดันการใช้งาน ควรเพื่อไว้สัก 25 – 50 % ป้องกันการเสียหายจาก shock load
  4. Supply ส่วนใหญ่ เป็นแรงดัน ไฟกระแสตรง (10-30 Vdc ) and Analog Output มีให้เลือกที่เป็น current ( 4-20 , 0-20mA ) และ Voltage ( 0-5 , 0-10 Vdc ) แล้วแต่จะเลือกนำไปใช้ร่วมกับ Processmeter or PLC
  5. Temp  ถ้าใช้กับอุตสาหกรรมอาหารต้องทนอุณหภูมิได้มากกว่า 80 –100 ºC  ขึ้นไปเนื่องจากกระบวนการผลิตต้องทำการล้างระบบ ( CIP ) Pressure sensor เองจึงมีรุ่นให้เลือกสำหรับงานอุณหภูมิสูง  หรือเลือกจะต่อร่วมกับ syphon  เพื่อลดอุณหภูมิลงก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่จะทำให้ประหยัดค่าใช้จ่าย

Pressure Transmitter Process Connection Type Flush diaphragm pipe coupling and High temp

6.Process connection ต้องเป็น sanitary type  เท่านั้น แต่ถ้าไม่มีส่วนผสมอื่นนอกจากน้ำก็สามารถใช้ Process connection แบบเกลียวทั่วไปได้ แต่ก็ขึ้นอยู่กับแต่ละกระบวนการว่าต้องใช้เป็น sanitary type  หรือไม่   ซึ่งในส่วนของวัสดุที่ใช้ ส่วนใหญ่ทำจาก Stianless steel 316

แต่ในกรณีที่ต้องการใช้  Pressure sensor ที่มี Process connection แบบเกลียว ให้ได้ในงาน Foodgrade สามารถใช้ Diaphragm seal แบบ Threaded Sanitary or Tri-Clamp

มาต่อร่วมก็ได้ แต่ต้องระวังเรื่องอุณหภูมิด้วยนะครับ

 

7. ค่าความผิดพลาดที่ยอมรับได้  0.5% 0.25% หรือดีกว่านั้น

8. ลักษณะของการติดตั้ง ควรหลีกเลี่ยงบริเวณใกล้วาวล์ที่มีการเปิด ปิด แบบทันทีทันใด เพราะบริเวณนั้น อาจทำให้ Pressure sensor เสียหาย เนื่องจาก Dynamic pressure (Water Hammer) แต่ถ้าหลีกเลี่ยงไม่ได้ก็ควรเลือก Pressure sensor ที่ ดีไซด์ ให้ใช้ได้กับ Dynamic pressure

 

9.Ingress protection ( IP ) ควรมีความสามารถป้องกันความเสียหายที่มาจากน้ำได้ตั้งแต่ IP 65 ขึ้นไป

ตัวอย่างงานที่ต้องมีใช้ Pressure sensor

เครื่องผสมครีม ที่ใช้ Vacuum Pressure sensorในการดูดฟองอากาศออก

 

ระบบทำน้ำเย็น (Refrigeration Chiller) ที่ใช้ Pressure sensor ในการควบคุม

 

ทั้งเราได้นำเสนอวิธีการเลือก Pressure sensor อย่างคร่าวๆ ซึ่งมีปัจจัยที่ต้องคำนึงถึงมากมายนะครับ ทางที่ดีคือเอาปัจจัยเหล่านี้ไปให้ผู้เชี่ยวชาญวิเคราะห์เพิ่มเติม แต่อย่างน้อยๆ เราก็ทราบแล้วว่าควรจะเลือกหา Pressure sensor แบบใด แล้วพบกันใหม่ฉบับหน้าครับ