10 ศัพท์เกี่ยวกับ Pressure Gauge ที่ต้องรู้

ในโลกของอุตสาหกรรมการผลิต การวัดและควบคุมความดันเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยของกระบวนการผลิต Pressure Gauge จึงเป็นอุปกรณ์ที่มีบทบาทสำคัญในการตรวจวัดและแสดงผลความดันในระบบต่างๆ การทำความเข้าใจศัพท์เฉพาะทางที่เกี่ยวข้องกับ Pressure Gauge จึงเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับวิศวกรและผู้ปฏิบัติงานในภาคอุตสาหกรรม

บทความนี้จะพาผู้อ่านไปทำความรู้จักกับ 10 ศัพท์สำคัญเกี่ยวกับ Pressure Gauge ที่ใช้กันในวงการอุตสาหกรรม ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจการทำงาน การเลือกใช้ และการบำรุงรักษา Pressure Gauge ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

1.Accuracy Class

Accuracy Class เป็นตัวบ่งชี้ความแม่นยำของ Pressure Gauge โดยแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของช่วงการวัดเต็มสเกล (Full Scale) ตัวอย่างเช่น Accuracy Class 1.0 หมายถึง Pressure Gauge มีความคลาดเคลื่อนสูงสุดไม่เกิน 1% ของช่วงการวัดเต็มสเกล

ในอุตสาหกรรม Accuracy Class มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเลือกใช้ Pressure Gauge ให้เหมาะสมกับงาน โดยทั่วไป งานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น ในห้องปฏิบัติการหรือกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน จะใช้ Pressure Gauge ที่มี Accuracy Class ต่ำ เช่น 0.1 หรือ 0.25 ในขณะที่งานทั่วไปอาจใช้ Accuracy Class 1.0 หรือ 1.6

การเลือก Accuracy Class ที่เหมาะสมนอกจากจะช่วยให้ได้ผลการวัดที่แม่นยำแล้ว ยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย เนื่องจาก Pressure Gauge ที่มีความแม่นยำสูงมักมีราคาแพงกว่า

2.Bourdon Tube

Bourdon Tube เป็นอุปกรณ์สำคัญใน Pressure Gauge แบบอนาล็อกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม มีลักษณะเป็นท่อโค้งรูปตัว C หรือขดเป็นวงที่ทำจากโลหะยืดหยุ่น เช่น ทองเหลืองหรือสแตนเลสสตีล

หลักการทำงานของ Bourdon Tube อาศัยการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเมื่อได้รับแรงดัน เมื่อความดันภายในท่อเพิ่มขึ้น Bourdon Tube จะพยายามคลายตัว ทำให้ปลายอิสระของท่อเคลื่อนที่ การเคลื่อนที่นี้จะถูกส่งผ่านกลไกไปยังเข็มชี้บนหน้าปัด ทำให้สามารถอ่านค่าความดันได้

Bourdon Tube มีข้อดีคือโครงสร้างไม่ซับซ้อน ทนทาน และมีราคาไม่แพง แต่มีข้อจำกัดในเรื่องความแม่นยำเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการวัดความดันสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม ด้วยคุณสมบัติที่เหมาะสมกับงานอุตสาหกรรมทั่วไป Bourdon Tube จึงยังคงเป็นที่นิยมใช้งานอย่างแพร่หลาย

3.Diaphragm

Diaphragm เป็นอีกหนึ่งอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในการวัดความดันใน Pressure Gauge บางประเภท มีลักษณะเป็นแผ่นบางยืดหยุ่นที่แบ่งพื้นที่ออกเป็นสองส่วน โดยส่วนหนึ่งสัมผัสกับความดันที่ต้องการวัด และอีกส่วนหนึ่งเป็นความดันอ้างอิง

เมื่อมีความแตกต่างของความดันระหว่างสองด้านของ Diaphragm แผ่น Diaphragm จะโค้งงอ การเคลื่อนที่นี้จะถูกแปลงเป็นสัญญาณทางกลหรือทางไฟฟ้าเพื่อแสดงผลค่าความดัน

Diaphragm มีข้อดีคือสามารถใช้วัดความดันได้ในช่วงกว้าง ตั้งแต่ความดันต่ำมากไปจนถึงความดันสูง และสามารถทนต่อสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้ดี จึงเหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมที่มีสภาวะการทำงานรุนแรง เช่น อุตสาหกรรมปิโตรเคมีหรืออุตสาหกรรมอาหาร

4.Overpressure Protection

Overpressure Protection เป็นคุณสมบัติสำคัญของ Pressure Gauge ที่ช่วยป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นเมื่อความดันในระบบสูงเกินกว่าช่วงการวัดของเกจ

ระบบ Overpressure Protection มีหลายรูปแบบ เช่น การใช้ Safety Blow-out Back ซึ่งเป็นแผ่นบางที่จะแตกออกเมื่อความดันสูงเกินกำหนด เพื่อปล่อยความดันออกจากตัวเกจ หรือการใช้ Solid Front Case ที่ออกแบบให้ด้านหน้าของเกจแข็งแรงกว่าด้านหลัง เพื่อให้ความดันที่สูงเกินพุ่งออกทางด้านหลังแทนที่จะเป็นด้านหน้าซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงาน

นอกจากนี้ ยังมีการใช้ Pressure Limiting Valve ซึ่งจะปิดกั้นความดันที่สูงเกินไม่ให้เข้าสู่ตัวเกจ ช่วยป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับกลไกภายใน

การเลือกใช้ Pressure Gauge ที่มีระบบ Overpressure Protection ที่เหมาะสมจะช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์และเพิ่มความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตที่มีความเสี่ยงเรื่องความดันสูงเกิน

5.Process Connection

Process Connection หมายถึงส่วนที่ใช้เชื่อมต่อ Pressure Gauge เข้ากับระบบหรือกระบวนการที่ต้องการวัดความดัน การเลือก Process Connection ที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการใช้งาน Pressure Gauge

Process Connection มีหลายรูปแบบ เช่น แบบเกลียว (Threaded Connection) ซึ่งอาจเป็น NPT (National Pipe Thread) หรือ BSP (British Standard Pipe) แบบหน้าแปลน (Flange Connection) ที่ใช้ในระบบที่มีความดันสูงหรือต้องการความแน่นหนาเป็นพิเศษ หรือแบบ Tri-Clamp ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มเนื่องจากสะดวกในการถอดล้างทำความสะอาด

การเลือก Process Connection ต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายอย่าง เช่น ความดันและอุณหภูมิของระบบ ชนิดของของไหลที่ต้องการวัด มาตรฐานที่ใช้ในอุตสาหกรรมนั้นๆ และความสะดวกในการติดตั้งและบำรุงรักษา

การเลือกใช้ Process Connection ที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การรั่วไหล ความไม่แม่นยำในการวัด หรือแม้แต่อันตรายจากการหลุดของ Pressure Gauge ออกจากระบบ

6.Zero Adjustment

Zero Adjustment เป็นกลไกสำคัญใน Pressure Gauge ที่ใช้สำหรับปรับแต่งตำแหน่งศูนย์ของเข็มชี้เมื่อไม่มีความดันในระบบ การปรับแต่ง Zero มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความแม่นยำในการวัด

ในการใช้งานจริง Pressure Gauge อาจเกิดการคลาดเคลื่อนของตำแหน่งศูนย์ได้จากหลายสาเหตุ เช่น การสั่นสะเทือน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หรือการใช้งานเป็นเวลานาน การมีระบบ Zero Adjustment ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถปรับแต่งตำแหน่งศูนย์ได้โดยไม่ต้องถอด Pressure Gauge ออกจากระบบ

วิธีการ Zero Adjustment มีหลายแบบ เช่น การใช้สกรูปรับที่ด้านหน้าหรือด้านหลังของเกจ หรือการใช้ระบบปรับแต่งทางอิเล็กทรอนิกส์ในกรณีของ Digital Pressure Gauge

การทำ Zero Adjustment ควรทำเป็นประจำตามระยะเวลาที่กำหนด หรือเมื่อสังเกตเห็นว่าเข็มชี้ไม่อยู่ที่ตำแหน่งศูนย์เมื่อไม่มีความดันในระบบ การปรับแต่ง Zero ที่ถูกต้องและสม่ำเสมอจะช่วยรักษาความแม่นยำของ Pressure Gauge และช่วยให้การควบคุมกระบวนการผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้น

7.Snubber

Snubber เป็นอุปกรณ์เสริมที่ใช้ร่วมกับ Pressure Gauge เพื่อลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงความดันอย่างฉับพลันหรือการสั่นสะเทือน Snubber ทำหน้าที่เสมือนตัวหน่วงการเคลื่อนที่ของของไหลที่เข้าสู่ Pressure Gauge

โครงสร้างของ Snubber ประกอบด้วยช่องทางเล็กๆ หรือรูพรุนที่ของไหลต้องผ่าน ทำให้การเปลี่ยนแปลงความดันที่รวดเร็วถูกลดทอนลง ช่วยป

ป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับกลไกภายในของ Pressure Gauge และช่วยให้การอ่านค่าทำได้ง่ายขึ้นในกรณีที่ความดันมีการแกว่งตัวสูง

การใช้ Snubber มีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบที่มีการเปลี่ยนแปลงความดันอย่างรวดเร็วหรือมีการสั่นสะเทือนสูง เช่น ในระบบไฮดรอลิก ปั๊มลูกสูบ หรือเครื่องอัดอากาศ นอกจากจะช่วยยืดอายุการใช้งานของ Pressure Gauge แล้ว Snubber ยังช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวัดโดยลดการแกว่งตัวของเข็มชี้

อย่างไรก็ตาม การเลือกใช้ Snubber ต้องคำนึงถึงผลกระทบต่อเวลาตอบสนอง (Response Time) ของ Pressure Gauge ด้วย เนื่องจาก Snubber อาจทำให้การตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความดันช้าลง ดังนั้น การเลือกขนาดและชนิดของ Snubber จึงต้องพิจารณาให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งานและความต้องการของระบบ

8.Pressure Range

Pressure Range หรือช่วงความดันที่วัดได้ เป็นคุณลักษณะสำคัญของ Pressure Gauge ที่บ่งบอกถึงขีดความสามารถในการวัดความดันตั้งแต่ค่าต่ำสุดไปจนถึงค่าสูงสุด การเลือก Pressure Range ที่เหมาะสมมีผลโดยตรงต่อความแม่นยำและอายุการใช้งานของ Pressure Gauge

โดยทั่วไป Pressure Range จะถูกระบุเป็นช่วง เช่น 0-100 psi หรือ 0-10 bar ในการเลือก Pressure Range ควรพิจารณาให้ความดันที่ต้องการวัดอยู่ในช่วงกลางของสเกล เนื่องจากความแม่นยำมักจะดีที่สุดในช่วงนี้ นอกจากนี้ ควรเผื่อช่วงการวัดให้สูงกว่าความดันสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในระบบประมาณ 25-50% เพื่อป้องกันความเสียหายจากความดันเกิน

การเลือก Pressure Range ที่กว้างเกินไปอาจทำให้การอ่านค่าในช่วงความดันต่ำทำได้ยาก และอาจส่งผลให้ความแม่นยำลดลง ในทางกลับกัน การเลือก Range ที่แคบเกินไปอาจทำให้เกิดความเสียหายกับ Pressure Gauge หากความดันในระบบสูงเกินกว่าที่เกจสามารถรับได้

ในบางกรณี อาจมีการใช้ Pressure Gauge ที่มีสเกลแบบ Compound ซึ่งสามารถวัดได้ทั้งความดันบวกและความดันลบ (สุญญากาศ) ในเกจเดียวกัน ซึ่งมีประโยชน์ในระบบที่มีการเปลี่ยนแปลงความดันในช่วงกว้าง

9.Wetted Parts

Wetted Parts หมายถึงชิ้นส่วนของ Pressure Gauge ที่สัมผัสโดยตรงกับของไหลหรือสารที่ต้องการวัดความดัน ซึ่งอาจรวมถึง Process Connection, Bourdon Tube, Diaphragm หรือส่วนอื่นๆ ที่อยู่ในเส้นทางการไหลของของไหล

การเลือกวัสดุสำหรับ Wetted Parts มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความทนทานและอายุการใช้งานของ Pressure Gauge โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมที่มีการใช้สารเคมีหรือของไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

วัสดุที่นิยมใช้ทำ Wetted Parts มีหลากหลาย เช่น

• สแตนเลสสตีล 316 สำหรับการใช้งานทั่วไปและในสภาวะที่มีการกัดกร่อนปานกลาง
• Monel สำหรับการใช้งานในสภาวะที่มีการกัดกร่อนสูง โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี
• Hastelloy สำหรับสภาวะที่มีการกัดกร่อนรุนแรงมาก
• PTFE (Teflon) สำหรับการป้องกันการกัดกร่อนจากสารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรง

การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับ Wetted Parts ไม่เพียงแต่จะช่วยยืดอายุการใช้งานของ Pressure Gauge เท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาความแม่นยำในการวัดและป้องกันการปนเปื้อนของสารที่วัดด้วย ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมอาหาร ยา และการผลิตที่ต้องการความบริสุทธิ์สูง

10.Hysteresis

Hysteresis เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นใน Pressure Gauge เมื่อค่าที่อ่านได้แตกต่างกันระหว่างการเพิ่มขึ้นและลดลงของความดัน แม้ว่าความดันจริงจะเท่ากันก็ตาม กล่าวคือ เมื่อความดันเพิ่มขึ้นจากค่าต่ำไปสูง และลดลงจากค่าสูงกลับมาต่ำ ค่าที่อ่านได้ ณ จุดความดันเดียวกันอาจไม่เท่ากัน

Hysteresis เกิดจากคุณสมบัติทางกลของวัสดุที่ใช้ทำ Sensing Element เช่น Bourdon Tube หรือ Diaphragm ซึ่งอาจมีการคืนตัวไม่สมบูรณ์หลังจากถูกยืดหรือหดตัว ปรากฏการณ์นี้ส่งผลต่อความแม่นยำของ Pressure Gauge โดยเฉพาะในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงความดันขึ้นลงบ่อยๆ

ค่า Hysteresis มักแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของช่วงการวัดเต็มสเกล เช่น ±0.1% of Full Scale โดย Pressure Gauge คุณภาพสูงจะมีค่า Hysteresis ต่ำ