ในทางปฏิบัติของการตรวจสอบความดันต่าง เราจะสังเกตเห็นว่าบางครั้งจำเป็นต้องประมวลผลสัญญาณเอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณความดันต่างให้เป็นสัญญาณรากที่สองขนาด 4~20mA การประยุกต์ใช้งานดังกล่าวมักเกิดขึ้นในระบบวัดอัตราการไหลในอุตสาหกรรม โดยใช้หลักการความดันต่าง ซึ่งเป็นหนึ่งในวิธีการที่นิยมใช้ในการตรวจสอบอัตราการไหล หลังจากได้ทบทวนการวัดอัตราการไหลแบบ DP คร่าวๆ แล้ว เราจะเข้าใจบทบาทของเครื่องส่งสัญญาณความดันต่างในการช่วยการทำงานของมาตรวัดอัตราการไหลได้อย่างไร
มาตรวัดอัตราการไหลมีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบอัตราการไหลของของเหลวในเครือข่ายท่อส่งอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน โดยการอ่านค่าอัตราการไหลที่แม่นยำและทันท่วงที ซึ่งมีส่วนช่วยในการจัดการวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน แนวทางการวัดอัตราการไหลแบบ Differential Pressure Method เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการวัดอัตราการไหลหลักที่รวมเอามาตรวัดอัตราการไหลหลายประเภทเข้าด้วยกัน มาตรวัดเหล่านี้มีโครงสร้างที่แตกต่างกัน แต่มีวัตถุประสงค์การใช้งานที่คล้ายคลึงกัน เพื่อสร้างช่องว่างความดันสำหรับการคำนวณอัตราการไหล ซึ่งยึดตามหลักการสำคัญดังนี้สมการของเบอร์นูลลีพลังงานรวมซึ่งประกอบด้วยพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ในการไหลของของไหลจะคงที่ไม่ว่าสภาวะใด ดังนั้น องค์ประกอบหลักของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบ DP เหล่านี้โดยพื้นฐานแล้วคืออุปกรณ์ควบคุมการไหล (เช่น แผ่นออริฟิส ท่อเวนทูรี ท่อพิโตต์ กรวยรูปตัววี ฯลฯ) เพื่อสร้างอัตราเร่งการไหลในพื้นที่เฉพาะ ส่งผลให้ความดันไฮโดรสแตติกของของไหลลดลง
นี่คือจุดที่เครื่องส่งสัญญาณความดันแตกต่างเข้ามามีบทบาท อุปกรณ์หลักเป็นเพียงอุปกรณ์เชิงกล พวกมันสร้างความแตกต่างของความดันในกระบวนการทางกายภาพ แต่ไม่มีอุปกรณ์ใดที่สามารถวัดค่าและสัญญาณเอาต์พุตได้โดยตรง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีผู้ช่วยเพื่อตรวจจับความดันแตกต่างระหว่างต้นน้ำและปลายน้ำ และแปลงเป็นสัญญาณเอาต์พุตของค่าการวัดการไหลในที่สุด —— ฟังดูเป็นงานที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับเครื่องส่งสัญญาณความดันแตกต่าง
หลังจากวัดค่า DP เรียบร้อยแล้ว คำถามคือ ความดันต่างและอัตราการไหลเชิงปริมาตรมีความสัมพันธ์กันอย่างไร จากสมการของเบอร์นูลลีและสมการความต่อเนื่อง พบว่ามีความสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นระหว่างความดันต่างที่เกิดขึ้น (ΔP) และอัตราการไหลของของไหลจริง (Q) ดังนี้
Q=K√ΔP
โดยที่ K แทนค่าสัมประสิทธิ์เฉพาะมิเตอร์ ซึ่งกำหนดโดยปัจจัยต่างๆ เช่น ชนิดขององค์ประกอบหลักและปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ (เช่น ความหนาแน่นของของไหล ขนาดท่อ เป็นต้น) สัญญาณดิบ 4~20mA ของเครื่องส่งสัญญาณไม่เป็นเชิงเส้นกับอัตราการไหล และไม่สามารถแสดงแนวโน้มได้อย่างถูกต้อง ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการผสานการสกัดรากที่สอง (SRE) ซึ่งรากที่สองของ ΔP ดั้งเดิม ทำให้สัญญาณเป็นสัดส่วนกับอัตราการไหลเชิงปริมาตรในท้ายที่สุด
หากเครื่องส่งสัญญาณไม่สามารถประมวลผล SRE ภายในได้ การคำนวณจะต้องดำเนินการโดยคอมพิวเตอร์หรือระบบควบคุมการไหลภายนอก ซึ่งอาจทำให้เกิดความซับซ้อนและจุดผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในการกำหนดเส้นทางสัญญาณ ดังนั้น เครื่องส่งสัญญาณ DP สมัยใหม่จึงมักมีฟังก์ชัน SRE สัญญาณในตัวบนวงจรแอนะล็อก และสามารถส่งสัญญาณรากที่สอง 4~20mA ได้ ยิ่งไปกว่านั้น เครื่องส่งสัญญาณ DP ยังสามารถใช้ระบบตัดกระแสต่ำเพื่อลดค่าดริฟต์ของเซ็นเซอร์ ซึ่งอาจเพิ่มขึ้นอย่างไม่สมส่วนเมื่ออัตราการไหลต่ำ ฟังก์ชันซอฟต์แวร์นี้จะบังคับให้เอาต์พุตอยู่ที่ 4 mA (กระแส 0%) เมื่ออัตราการไหลที่คำนวณได้ต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด เพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณที่ไม่แน่นอนและการสะสมกระแสที่ผิดพลาด
ระบบวัดอัตราการไหลแบบแรงดันต่างเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการควบคุมอัตราการไหลที่ได้รับการพิสูจน์และได้รับความนิยมมากที่สุด แม้จะมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่น แต่ก็มีข้อจำกัดเนื่องจากโครงสร้างและหลักการ:
+ การออกแบบที่ได้มาตรฐาน เทคโนโลยีที่ได้รับการยอมรับ
+ โครงสร้างแข็งแรงทนทาน ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว
+ ความแม่นยำและเสถียรภาพที่ได้รับการปรับปรุง
- การสูญเสียแรงดันถาวร
- อัตราส่วนการลดลงที่แคบ
- ไวต่อการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของของเหลวและปัจจัยอื่นๆ
การเลือกมาตรวัดอัตราการไหลที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพและความแม่นยำของการวัดอัตราการไหลของของไหล การพิจารณาปัจจัยการดำเนินงานอย่างครอบคลุมช่วยให้ผู้ใช้สามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาดและสอดคล้องกับความต้องการเฉพาะเซี่ยงไฮ้ หวางหยวนดำเนินธุรกิจผลิตและให้บริการเครื่องมือวัดและควบคุมมานานกว่า 20 ปี ครอบคลุมเครื่องวัดอัตราการไหลทุกประเภท เครื่องส่งสัญญาณความดันต่าง และอุปกรณ์อื่นๆ สำหรับการวัดอัตราการไหล หากมีข้อสงสัยหรือต้องการข้อมูลเพิ่มเติม โปรดติดต่อเรา
เวลาโพสต์: 25 ส.ค. 2568