เซ็นเซอร์วัดความดันแบบเกจแรงดึง/เครื่องส่งสัญญาณ PT503

เกจวัดแรงดึง เครื่องตรวจจับแรงดัน /transmitters เป็นอุปกรณ์วัดความดันที่พัฒนาขึ้นตามหลักการ "strain effect" โดยกลไกหลักประกอบด้วย เกจวัดแรงดึง ตัวรับรู้แบบยืดหยุ่นที่ถูกติดตั้งไว้ ซึ่งทำหน้าที่แปลงการเปลี่ยนรูปร่างทางกลภายใต้แรงดันให้กลายเป็นการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทาน จากนั้นการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐานผ่านวงจรปรับสัญญาณ เซ็นเซอร์ทำหน้าที่ตรวจจับสัญญาณความดัน ในขณะที่ทรานสมิตเตอร์รวมฟังก์ชันต่างๆ เช่น การขยายสัญญาณ การชดเชย และการแปลงสัญญาณ ทำให้สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบวัดและควบคุมได้ ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ปิโตรเคมี ไฟฟ้าพลังน้ำ อุตสาหกรรมควบคุม และการบินและอวกาศ จึงเป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการตรวจสอบความดันในระบบอัตโนมัติของอุตสาหกรรม

1. คุณสมบัติและหน้าที่หลัก

1) ลักษณะหลักของการวัดความดัน

• ความสามารถในการปรับตัวได้กว้างต่อช่วงความดัน : ครอบคลุมการวัดหลายประเภท (ความดันสัมบูรณ์ ความดันเกจ ความดันต่าง) พร้อมช่วงการวัดตั้งแต่ความดันต่ำมาก (0–1kPa) จนถึงความดันสูง (0–100MPa หรือสูงกว่า) ความยืดหยุ่นนี้เหมาะสมกับสถานการณ์ที่หลากหลาย เช่น การตรวจสอบความดันต่ำในอุปกรณ์ทางการแพทย์และการวัดความดันสูงในระบบไฮดรอลิกอุตสาหกรรม
• ความแม่นยำสูงและความเป็นเชิงเส้น : โดยใช้เกจวัดแรงดึงที่มีความแม่นยำและกระบวนการยึดติดที่ได้รับการปรับแต่ง ความแม่นยำในการวัดสามารถอยู่ที่ ±0.05%FS–±0.25%FS โดยมีความเชิงเส้น ≤±0.1%FS ซึ่งช่วยให้สามารถจับการเปลี่ยนแปลงของความดันที่ละเอียดอ่อนได้อย่างแม่นยำ เพื่อตอบสนองความต้องการในการผลิตที่ต้องการความแม่นยำและการวัดค่ามาตรฐาน
• ความเข้ากันได้กับตัวกลางที่ดี : อิลิเมนต์เซนเซอร์ที่มีความยืดหยุ่นทำจากวัสดุเช่น เหล็กกล้าไร้สนิม 316L โลหะผสมไทเทเนียม หรือฮาสเทลลอย ร่วมกับการออกแบบโครงสร้างที่ปิดผนึกได้ดี จึงสามารถใช้งานร่วมกับตัวกลางต่างๆ เช่น น้ำ น้ำมัน สารละลายกรด/ด่าง ไอน้ำอุณหภูมิสูง และอื่นๆ ได้ โดยป้องกันความเสียหายจากการกัดกร่อน

2) สมรรถนะการทำงานหลัก

• สัญญาณเอาต์พุตหลายประเภท : เซ็นเซอร์โดยทั่วไปจะส่งสัญญาณผลลัพธ์ในรูปแบบความต้านทาน ขณะที่ตัวส่งสัญญาณรองรับสัญญาณแบบแอนะล็อก (4-20mA, 0-10V, 0-5V) และสัญญาณดิจิทัล (RS485-Modbus, HART) ซึ่งสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ PLC, ระบบ DCS, เครื่องบันทึกข้อมูล และอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์
• ฟังก์ชันชดเชยสภาวะทั้งหมด : โมดูลชดเชยอุณหภูมิในตัวสามารถชดเชยผลกระทบจากอุณหภูมิแวดล้อม (-40°C–120°C; รุ่นพิเศษสูงสุดถึง 200°C) ที่มีต่อความแม่นยำในการวัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ รุ่นบางรุ่นยังมีการชดเชยค่าศูนย์ที่ลอยตัวอัตโนมัติ และการชดเชยความไม่เป็นเชิงเส้น เพื่อเพิ่มความเสถียรในระยะยาว
• ความสามารถในการต้านทานสัญญาณรบกวนและการป้องกัน : ใช้การออกแบบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อต้านทานรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและการผันผวนของกระแสไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม อัตราการป้องกันสูงถึง IP65–IP68 รับประกันประสิทธิภาพการกันฝุ่นและกันน้ำ ทำให้เหมาะสมกับสภาวะที่รุนแรง (เช่น ความชื้น ฝุ่น การสั่นสะเทือน) อย่างในเหมืองแร่และเครือข่ายท่อภายนอกอาคาร

3) ลักษณะโครงสร้างและการใช้งาน

• การออกแบบการติดตั้งที่ยืดหยุ่น : รองรับหลายวิธีการติดตั้ง (เกลียว: M20×1.5, G1/2; หน้าแปลน; ตัวยึดแบบคลัมป์) โครงสร้างการติดตั้งสามารถปรับแต่งได้ตามขนาดของท่อหรืออุปกรณ์ โดยไม่จำเป็นต้องดัดแปลงขนาดใหญ่
• การป้องกันการโอเวอร์โหลดและการระเบิด : ทนต่อการโอเวอร์โหลดได้ 150%–300%FS เพื่อป้องกันความเสียหายจากความเปลี่ยนแปลงของแรงดันอย่างฉับพลัน รุ่นที่ป้องกันการระเบิดเป็นไปตามมาตรฐานต่างๆ เช่น Ex d II CT6 ทำให้เหมาะสมกับสถานการณ์ที่มีความเสี่ยงต่อการติดไฟหรือระเบิด (เช่น ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและเคมีภัณฑ์)
• ฟังก์ชันอัจฉริยะเพิ่มเติม : รุ่นระดับสูงมาพร้อมหัวแสดงผล LCD ในตัวสำหรับอ่านค่าแรงดันหน้างาน รองรับการปรับเทียบระยะไกลและการตรวจสอบตนเอง บางรุ่นสามารถตั้งค่าพารามิเตอร์และตรวจสอบข้อมูลผ่านแอปพลิเคชันมือถือหรือแพลตฟอร์มคลาวด์ได้

2. ปัญหาหลักในอุตสาหกรรมที่แก้ไขได้

ในสถานการณ์การวัดความดัน เครื่องมือวัดความดันแบบดั้งเดิม (เช่น เกจวัดความดันเชิงกล เซ็นเซอร์พื้นฐาน) มักประสบปัญหา เช่น "การวัดค่าไม่แม่นยำ ความสามารถในการปรับตัวต่ำ การรวมระบบเข้าด้วยกันทำได้ยาก และการบำรุงรักษายุ่งยาก" เซ็นเซอร์/ทรานส์มิทเตอร์วัดความดันแบบสเตรนเกจจ์ (Strain gauge) ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ไขจุดปัญหาต่อไปนี้โดยเฉพาะ:

• การปรับตัวให้เข้ากับสภาวะการทำงานที่ซับซ้อน : แก้ปัญหาที่เครื่องมือแบบดั้งเดิมมักเสียหายและมีอายุการใช้งานสั้นภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง ความดันสูง หรือสื่อที่กัดกร่อนรุนแรง (เช่น การตรวจสอบความดันที่อุณหภูมิสูงในปฏิกรณ์เคมี) ป้องกันการหยุดการผลิตเนื่องจากขัดข้องของอุปกรณ์
• ความแม่นยำในการวัดความดันไม่เพียงพอ : แก้ไขปัญหาค่าอ่านที่คลาดเคลื่อนมากและการตอบสนองแบบไดนามิกที่ช้าของเครื่องมือกล (เช่น การควบคุมความดันในระบบที่ใช้ไฮโดรลิกอย่างแม่นยำ) เพื่อรักษาระดับความดันให้อยู่ในข้อกำหนดของกระบวนการผลิต และปรับปรุง ผลิตภัณฑ์ อัตราผ่าน
• อุปสรรคในการรวมระบบอัตโนมัติ : แก้ปัญหาความไม่เข้ากันของสัญญาณจากเซนเซอร์แบบดั้งเดิมกับระบบวัดและควบคุมสมัยใหม่ สัญญาณมาตรฐานจากทรานส์มิตเตอร์สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม สนับสนุนการปรับปรุงกระบวนการผลิตให้เป็นดิจิทัล
• ผลกระทบจากสิ่งรบกวนทางสิ่งแวดล้อม : ลดการบิดเบือนข้อมูลการวัดที่เกิดจากค่าดริฟต์ของอุณหภูมิหรือสิ่งรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่น การตรวจสอบแรงดันในอุณหภูมิสูงในโรงงานโลหะวิทยา) เพื่อให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลมีความเสถียรและเชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน
• ต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษาระดับสูง : ลดความจำเป็นในการปรับเทียบและเปลี่ยนเครื่องมือแบบดั้งเดิมบ่อยครั้ง อายุการใช้งานที่ยาวนาน (MTBF ≥80,000 ชั่วโมง) และการออกแบบที่ต้องการการบำรุงรักษาน้อย ช่วยลดต้นทุนการเปลี่ยนอุปกรณ์และค่าแรง

3. จุดเด่นด้านประสบการณ์ผู้ใช้

• ติดตั้งและทดสอบได้ง่าย : อินเทอร์เฟซมาตรฐานและวิธีการติดตั้งที่ใช้ทั่วไป ทำให้สามารถติดตั้งเสร็จภายใน 15–30 นาที การปรับเทียบศูนย์และช่วงสเกล (zero and range calibration) ในขั้นตอนการทดสอบทำได้ง่าย โดยไม่ต้องใช้ทักษะพิเศษ ช่วยลดข้อกำหนดด้านเทคนิค
• การได้มาซึ่งข้อมูลอย่างชาญฉลาด : รุ่นที่มีหัวแสดงผลช่วยให้อ่านค่าได้แบบเรียลไทม์ในพื้นที่โดยไม่ต้องพึ่งระบบควบคุม รุ่นสัญญาณดิจิทัลรองรับการส่งข้อมูลระยะไกล ช่วยให้ผู้จัดการสามารถตรวจสอบได้จากห้องควบคุมหรือผ่านอุปกรณ์มือถือ
• ใช้งานระยะยาวได้อย่างไร้กังวล : เสถียรภาพสูงจำกัดค่าการดริฟต์รายปีไว้ที่ ≤±0.1%FS ทำให้ไม่จำเป็นต้องปรับเทียบบ่อยๆ ฟังก์ชันวินิจฉัยตัวเองให้ข้อมูลย้อนกลับเกี่ยวกับสถานะอุปกรณ์ได้ทันที (เช่น การโอเวอร์โหลด ข้อผิดพลาดของวงจร) ช่วยให้การบำรุงรักษาเชิงป้องกันทำได้ง่ายขึ้น
• การควบคุมต้นทุนอย่างเหมาะสม : กระบวนการผลิตที่มีความสุกงอมช่วยลดต้นทุนการจัดซื้อ ทำให้มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนมากกว่าอุปกรณ์วัดความดันแบบพีโซอิเล็กทริกหรือแบบคาปาซิทีฟ อายุการใช้งานยาวนานและการบำรุงรักษาน้อยยังช่วยลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งานเพิ่มเติม
• ความเข้ากันได้กับระบบอย่างแข็งแกร่ง : เชื่อมต่อโดยตรงกับระบบ PLC และ DCS จากแบรนด์หลัก (Siemens, Mitsubishi, Rockwell) โดยไม่ต้องใช้ตัวแปลงสัญญาณเพิ่มเติม ช่วยลดต้นทุนการรวมระบบ

4. สถานการณ์การประยุกต์ใช้งานทั่วไป

1) ด้านสนามควบคุมอุตสาหกรรม

• ระบบไฮดรอลิกและระบบลมอัดอากาศ : ตรวจสอบแรงดันทางออกของปั๊มไฮดรอลิกและแรงดันการทำงานของกระบอกสูบ (เช่น การควบคุมแรงดันในระบบไฮดรอลิกของเครื่องฉีดขึ้นรูป) เพื่อให้มั่นใจว่าการขึ้นรูปมีความเสถียร และป้องกันข้อบกพร่อง เช่น ครีบพลาสติกล้นและชิ้นงานไม่เต็ม
• การผลิตเคมี : ใช้สำหรับการตรวจสอบและควบคุมแรงดันในปฏิกรณ์และคอลัมน์กลั่น (เช่น การตรวจสอบแรงดันสูงในปฏิกรณ์สังเคราะห์แอมโมเนีย) เชื่อมต่อกับวาล์วนิรภัยเพื่อป้องกันแรงดันเกิน ทำให้มั่นใจในความปลอดภัยของการผลิต

2) ด้านพลังงานและไฟฟ้า

• น้ํามันและก๊าซ : ตรวจสอบแรงดันที่ปากบ่อเจาะน้ำมันและท่อส่ง (เช่น การตรวจสอบแรงดันในท่อส่งน้ำมันดิบ) เพื่อตรวจจับการรั่วหรืออุดตัน รักษาความปลอดภัยในการขนส่ง
• การผลิตพลังงาน : ตรวจสอบแรงดันไอน้ำของหม้อต้มและแรงดันน้ำมันของกังหัน (เช่น การควบคุมแรงดันไอน้ำอุณหภูมิสูงในหม้อต้มโรงไฟฟ้าพลังความร้อน) เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าทำงานอย่างมั่นคง

3) ด้านชลประทานและงานเทศบาล

• ระบบประปา : ตรวจสอบแรงดันในท่อจ่ายน้ำและอุปกรณ์จ่ายน้ำขั้นที่สอง (เช่น การควบคุมแรงดันในระบบจ่ายน้ำขั้นที่สองของชุมชน) เพื่อป้องกันการแตกของท่อ (แรงดันสูง) หรือการจ่ายน้ำไม่เพียงพอ (แรงดันต่ำ)
• การบำบัดน้ำเสีย : ตรวจสอบแรงดันในปั๊มน้ำเสียและถังปฏิกิริยา (เช่น การตรวจสอบแรงดันที่ทางออกของปั๊มสูบน้ำเสีย) เพื่อให้มั่นใจว่าน้ำเสียถูกส่งผ่านได้อย่างราบรื่น และหลีกเลี่ยงภาระเกินของอุปกรณ์

4) ด้านการแพทย์และชีวิตประจำวัน

• อุปกรณ์ทางการแพทย์ : ใช้สำหรับการตรวจสอบแรงดันทางเดินหายใจในเครื่องช่วยหายใจและการควบคุมแรงดันในปั๊มฉีดยา (เช่น การตรวจสอบแรงดันในเครื่องช่วยหายใจในห้องไอซียู) เพื่อให้มั่นใจว่าปริมาณอากาศสอดคล้องกับความต้องการของผู้ป่วยและปลอดภัยต่อการรักษา
• การแปรรูปอาหาร : ตรวจสอบแรงดันและอุณหภูมิในหม้อฆ่าเชื้ออาหาร (เช่น การควบคุมแรงดันระหว่างการฆ่าเชื้อในกระป๋อง) เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อ พร้อมทั้งป้องกันความเสียหายต่อบรรจุภัณฑ์

5) ด้านการบินและอวกาศ และด้านทหาร

• อุปกรณ์การบิน : ตรวจสอบแรงดันในระบบไฮดรอลิกของเครื่องบินและแรงดันในท่อน้ำมันเชื้อเพลิง (เช่น การตรวจสอบแรงดันของแอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกในเครื่องบินขับไล่) เพื่อให้มั่นใจในการควบคุมที่เสถียรระหว่างการบิน
• การทดสอบทางทหาร : ใช้สำหรับการวัดแรงดันในการทดสอบอาวุธ (เช่น การทดสอบแรงดันภายในลำกล้องปืนใหญ่ขณะยิง) เพื่อให้ข้อมูลที่แม่นยำสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์

สรุป

เซ็นเซอร์วัดความดันแบบเกจวัดแรงดึงและเครื่องส่งสัญญาณ ซึ่งมีข้อได้เปรียบหลักด้าน "ความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือได้ การปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดี และคุ้มค่าสูง" ได้กลายเป็นอุปกรณ์ที่ขาดไม่ได้ในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและด้านการดำรงชีวิตประจำวัน โดยสามารถแก้ปัญหาการวัดความดันในหลากหลายสถานการณ์ ตั้งแต่การตรวจจับความดันพื้นฐาน ไปจนถึงการส่งสัญญาณอย่างชาญฉลาดและการตรวจสอบระยะไกล ไม่เพียงแต่ช่วยรับประกันความปลอดภัยในการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ แต่ยังขับเคลื่อนการปรับปรุงสู่ระบบดิจิทัลและอัจฉริยะในทุกอุตสาหกรรม พร้อมสนับสนุนการผลิตอย่างมีประสิทธิภาพและการใช้ชีวิตประจำวันที่สะดวกสบายยิ่งขึ้น (ที่มา: การถาม-ตอบความรู้จาก Feishu ｜ https://ask.feishu.cn）