อุปกรณ์ วัดอุณหภูมิ Thermocouple, RTD ในโรงงานอุตสาหกรรม

0

อุปกรณ์ วัดอุณหภูมิ

เมื่อต้องการเลือกใช้ อุปกรณ์ Thermocouple กับ RTD วัดอุณหภูมิ ในโรงงานอุตสาหกรรม

ปัจจุบันกระบวนการต่างๆในโรงงานอุตสาหกรรมโดยทั่วไปแล้ว มักจะไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้กับสถานการณ์ที่ต้องเข้าไปเกี่ยวข้อง กับการวัดอุณหภุมิ ซึ่งจากสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันในแต่ละ
โรงงานอุตสาหกรรม รวมไปถึงปัจจัยต่างๆ ทำให้มักจะเกิดปัญหา
ต่างๆ ตามมา เช่น อุณภุมิที่วัดได้มีค่าไม่เที่ยงตรง อุปกรณ์ที่ใช้งาน
มีปัญหาชำรุดเสียหายไวเกินกว่าที่ควรจะเป็น หรือแม้แต่การเปลี่ยนแปลง
ของอุณหภุมิที่วัดได้มีการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วไม่เพียงพอ ทำให้
ไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการทำงานนั้นๆ ได้

Thermocouple from Factomart.com
ตัวอย่าง thermocouple จาก factomart.com สามารถ กดที่รูปเพื่อไปเลือกซื้อ thermocouple ที่ factomart.com ได้

จากปัจจัยดังกล่าวข้างต้น จึงทำให้เราจำเป็นต้องเรียนรู้เพื่อทำความรู้จักกับอุปกรณ์วัดอุณภูมิ และทำการเลือกใช้ให้ถูกต้องซึ่งจะช่วยให้กระบวนการ ทำงานต่างๆ ในโรงงานอุตสากรรมเป็นไปได้อย่างราบรื่น รวมไปถึงการที่สามารถจะทำให้เครื่องจักรทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ และมีคุณภาพตรงตาม
ความต้องการ ซึ่งในปัจจุบันอุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่ใช้กันในงานอุตสาหกรรมมักจะเป็นอุปกรณ์วัดอุณภูมิโดยอาศัยการเปลี่ยนเป็นพลังงานทางไฟฟ้า ซึ่งอุปกรณ์ ดังกล่าวจะแบ่งได้เป็น 2 ชนิด หลักๆ ดังนี้ RTD และ Thermocouple

RTD types. K, J, R, S, E, T, and B

1.อาร์ทีดี (RTD)

RTD เป็นคำที่ย่อมาจาก Resistance Temperature Detector ซึ่งมีความหมายเป็นภาษาไทยคือ อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิแล้วเปลี่ยนแปลง
เป็นค่าความต้านทานโดยค่าความต้านทานจะมีค่าเพิ่มมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิมีค่า
สูงขึ้น ซึ่ง RTD โดยทั่วไปแล้วจะทำมาจากแพลตตินั่ม เนื่องจากโลหะชนิดนี้
จะให้ผลตอบสนองออกมาค่อนข้างเป็นเป็นเส้นตรง
ดังนั้นในงานอุตสาหกรรมโดยทั่วไปเราจึงมักจะพบเจอ RTD ที่เรียกว่า RTD PT 100 Ohm ได้บ่อย บ่อยครั้งซึ่ง RTD PT100 มีความหมายมาจาก RTD ที่ทำจากแพลตตินั่มโดยวัดอุณหภูมิที่ 0 องศาเซลเซียส แล้วให้ค่าสัญญาณ ทางไฟฟ้าออกมาที่ 100 Ohm ดังนั้นจึงมักจะพบเจอบ่อยๆ ที่จะเรียกตัววัด
อุณหภุมิชนิดนี้สั้นๆ ว่า RTD หรือ PT100 ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์ชนิดนี้
นิยมใช้งานวัดในช่วงอุณหภูมิ -50…400 องศาเซลเซียส

2. เทอร์โมคัปเปิ้ล (Thermocouple)

เทอร์โมคัปเปิ้ล คืออุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่มีส่วนประกอบจากเส้นลวดโลหะต่าง
ชนิดกันสองชนิดต่อเข้าด้วยกันที่ปลายข้างหนึ่ง ส่วนปลายอีกข้างหนึ่งจะถูก
นำไปต่อใช้งาน ซึ่งปลายของเส้นลวดที่ต่อเข้าด้วยกันนี้เรียกว่า Hot Junction ส่วนปลายด้านที่ต่อไปใช้งานจะเรียกว่า Cold Junction ซึ่งเมื่อจุดต่อที่ Hot Junction ถูกนำไปใช้วัดอุณหภุมิและเมื่ออุณหภูมิที่วัดมีค่าสูงขึ้นก็จะทำให้เกิด แรงดันไฟฟ้า โดยแรงดันไฟฟ้านี้เราสามารถวัดค่าได้ที่จุด Cold Junction เทอร์โมคัปเปิ้ลสามารถแบ่งได้เป็นชนิดๆ ตามย่านวัดการใช้งานของอุณหภูมิดังนี้

สาเหตุและปัญหาต่างๆ ที่ทำให้ตัววัดอุณหภูมิมีอายุการใช้งานสั้นลงกว่าปรกติ

ปัจจุบันตัววัดอุณหภูมิที่ขายโดยทั่วไปในท้องตลาดมักจะมีราคาถูก ซึ่งเป็นตัววัดอุณหภูมิที่ทำการผลิตขึ้นเองภายในประเทศโดยใช้เครื่องมือและ เครื่องจักรที่อาจจะไม่ได้มาตรฐาน จึงทำให้อายุการใช้งานของตัววัดอุณหภูมิมีอายุการใช้งานที่สั้นกว่าที่ควรจะเป็น ซึ่งปัญหาที่เกิดขึ้นจะมาจากสาเหตุต่างๆ ดังนี้

1. รอยเชื่อมที่พื้นผิวภายนอกของ Probe มีลักษณะไม่เรียบร้อย มีรูรั่วเป็นตามด ทำให้เมื่อนำ
ไปใช้งาน จะมีความชื้นเข้าไปสัมผัสกับวงจรภายใน ทำให้อายุการใช้งานของตัววัดอุณหภูมิสั้นลงได้

2. การเชื่อมต่อของวงจรภายในไม่ได้ใช้เครื่องจักรที่ได้มาตรฐานมาทำการผลิต ทำให้เมื่อนำไป
ใช้วัดอุณหภูมิสูงๆ จะทำให้รอยเชื่อมนั้นเกิดการคลายตัว แล้วไม่สามารถวัดอุณหภูมิได้ต่อไป หรือการวัดอุณหภูมิที่ได้นั้นมีค่าความผิดพลาดเกิดขึ้น

3. วัตถุดิบที่นำมาใช้ในการผลิตเป็น Probe ส่วนใหญ่ ตัววัดอุณภูมิที่ขายกันภายในประเทศ
มักจะใช้เกรดของสเตนเลสเป็น 304 เพื่อลดต้นทุนในการผลิต ทำให้บางครั้งการนำไปใช้งาน
บางประเภทจะส่งผลให้ Probe ไม่ทนการกัดกร่อนของสารเคมีบางประเภททำให้อายุการใช้
งานสั้นลง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วตัววัดอุณหภูมิที่นำเข้าจากต่างประเทศจะใช้วัสดุเป็นสเตนเลส
316 ซึ่งจะมีอายุการใช้งานที่นานกว่า 304 อีกทั้งยังมีราคาที่ใกล้เคียงกันอีกด้วย

Example of Thermocouple use