Paddle Wheel Flow Meter ฟังก์ชันและหลักการทำงาน

การออกแบบ

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบล้อพายถูกออกแบบมาเพื่อให้เหมาะสมกับการวัดการไหลของของเหลวในท่อ องค์ประกอบหลักของมันคือล้อพายที่มีใบมีดหรือไม้พายติดกับดุมกลาง ล้อนี้จะตั้งฉากกับทิศทางการไหลของของเหลว ทำให้เมื่อของเหลวไหลผ่าน จะทำให้ไม้พายหมุนตามการไหลนั้นๆ

• Paddle wheel assembly (A): ล้อพายเป็นส่วนประกอบหลักที่เคลื่อนไหวได้ ออกแบบมาเพื่อให้หมุนอย่างอิสระตามการไหลของของเหล็ก จำนวนของไม้พายอาจมีความแตกต่างกัน การออกแบบช่วยลดความต้านทานต่อการไหลในขณะที่ยังให้พื้นที่ผิวที่เพียงพอสำหรับการโต้ตอบกับของไหล
• Sensor mechanism (B): เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งอยู่ข้างล้อพาย มักจะเป็นแม่เหล็ก (เช่น สวิตช์รีด) หรือประเภทออปติคัล ที่ตรวจจับการหมุนของล้อ ไม้พายที่ผ่านเซ็นเซอร์จะทำให้เซ็นเซอร์บันทึกการหมุนทุกครั้ง ซึ่งสอดคล้องกับอัตราการไหล
• Housing (C): ล้อพายและเซ็นเซอร์ตั้งอยู่ภายในตัวเครื่องที่แข็งแกร่ง ซึ่งสามารถติดตั้งเข้ากับท่อได้ ตัวเครื่องนี้จะต้องทำจากวัสดุที่ทนทานต่อของเหลวเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและรับประกันความทนทาน สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้จากคู่มือความทนทานต่อสารเคมีของเรา
• Shaft and bearings (D): ล้อพายโดยทั่วไปจะติดตั้งบนเพลา ซึ่งรองรับด้วยตลับลูกปืนที่ช่วยให้การหมุนเป็นไปอย่างราบรื่น มีแรงเสียดทานน้อย และการสึกหรอต่ำที่สุด

หลักการทํางานของเครื่องวัดอัตราการไหลของล้อพาย

1. ปฏิสัมพันธ์ของไหล: สื่อที่ไหลเข้าหาใบพายของล้อโดยตรง แรงจากการเคลื่อนที่ของของไหลกับใบพายจะส่งพลังงานการหมุนไปยังล้อ
2. การหมุนตามสัดส่วน: ความเร็วในการหมุนของล้อพายที่เป็นไปตามอัตราส่วนของความเร็วของของไหล ความเร็วของของไหลที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ล้อพายหมุนเร็วขึ้นตามไปด้วย และถ้าความเร็วของของไหลลดลง ความเร็วในการหมุนของล้อพายก็จะลดลงเช่นกัน
3. กลไกการตรวจจับ: ใกล้กับล้อพายมีเซ็นเซอร์แม่เหล็กหรือเซ็นเซอร์ออปติคัล ไม้พายมีแม่เหล็กติดตั้งไว้สำหรับเซ็นเซอร์แม่เหล็กที่จะสร้างสัญญาณพัลส์ทุกครั้งที่ผ่านเซ็นเซอร์ ส่วนเซ็นเซอร์ออปติคัลจะตรวจจับการขัดขวางของแสงหรือการสะท้อนกลับจากไม้พาย
4. การสร้างสัญญาณ: หน้าที่ของเซ็นเซอร์คือการเปลี่ยนการทำงานทางกลของล้อพายให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า โดยที่แต่ละพัลส์หรือสัญญาณจะตรงกับการหมุนบางส่วนของล้อ
5. การคํานวณอัตราการไหล: วงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือหน่วยประมวลผลจะตีความความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อคำนวณอัตราการไหล โดยจำนวนพัลส์ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่กำหนดจะระบุปริมาณของเหลวที่ผ่านมิเตอร์
6. จอแสดงผลเอาต์พุต: อัตราการไหลที่คำนวณได้สามารถแสดงผลในหน่วยการวัดที่หลากหลายตามความต้องการของระบบ และสามารถถูกส่งไปยังระบบควบคุมเพื่อการประมวลผลเพิ่มเติมหรือการบันทึกเพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบ

การใช้งาน

เครื่องวัดการไหลแบบล้อพายเป็นอุปกรณ์ที่หลากหลายประโยชน์ซึ่งใช้ในหลายอุตสาหกรรมเพื่อวัดอัตราการไหลเชิงปริมาตรของของเหลว ด้วยความเรียบง่าย คุ้มค่า และการใช้งานที่ง่ายดาย จึงเหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้ที่ต้องการการวัดที่น่าเชื่อถือ ต่อไปนี้คือการประยุกต์ใช้งานทั่วไปของเครื่องวัดการไหลแบบล้อพาย:

• การบําบัดน้ำเสียและน้ำเสีย: ใช้เพื่อตรวจสอบและควบคุมการไหลของน้ำและสารเคมีบําบัดภายในโรงบําบัด เพื่อให้มั่นใจถึงการจ่ายยาที่เหมาะสมและการทํางานที่มีประสิทธิภาพ
• กระบวนการทางเคมี: ใช้เพื่อวัดการไหลของสารเคมีในโรงงานแปรรูปอํานวยความสะดวกในการเติมและผสมที่แม่นยําในการผลิตผลิตภัณฑ์เคมีต่างๆ
• อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม: ใช้เพื่อดูแลการไหลของส่วนผสมน้ํายาทําความสะอาดและผลิตภัณฑ์ในระหว่างการแปรรูปเพื่อรักษาคุณภาพและมาตรฐานด้านสุขอนามัยที่สม่ำเสมอ
• การผลิตยา: นํามาใช้สําหรับการวัดการไหลที่แม่นยําในการผลิตยา ซึ่งการจ่ายของเหลวที่แม่นยําเป็นสิ่งสําคัญสําหรับความสอดคล้องของผลิตภัณฑ์และการปฏิบัติตามกฎระเบียบอุตสาหกรรมที่เข้มงวด
• ระบบ HVAC: รวมอยู่ในระบบทําความร้อนการระบายอากาศและระบบปรับอากาศเพื่อวัดการไหลของน้ําในการใช้งานทําความเย็นและทําความร้อนเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและประสิทธิภาพของระบบ
• การชลประทานและการเกษตร: นําไปใช้ในการบริหารจัดการการไหลของน้ําในระบบชลประทาน เพื่อให้เกิดการใช้น้ําอย่างมีประสิทธิภาพและการกระจายพืชผลอย่างเหมาะสม
• อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ: ใช้เพื่อควบคุมการไหลของน้ํา เยื่อกระดาษ และของเหลวอื่นๆ ในระหว่างกระบวนการผลิตกระดาษ เพื่อรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพของกระบวนการ
• การดําเนินการโลหะและการขุด: ใช้สําหรับตรวจสอบการไหลของของเหลวเช่นสารหล่อเย็นและของเหลวในกระบวนการผลิตอื่น ๆ ภายในกระบวนการโลหะและเหมืองแร่
• ทางทะเลและการพายเรือ: นําไปใช้ในการใช้งานทางทะเลเพื่อวัดการไหลของน้ําหล่อเย็นเชื้อเพลิงและน้ําบัลลาสต์ซึ่งมีส่วนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์และเสถียรภาพของเรือ
• การผลิตเซมิคอนดักเตอร์: ใช้เพื่อควบคุมการไหลของสารเคมีในกระบวนการและน้ําบริสุทธิ์พิเศษในโรงงานผลิตแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งความแม่นยําและการควบคุมการปนเปื้อนเป็นสิ่งสําคัญยิ่ง

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องวัดอัตราการไหลของล้อพาย

1. ความคุ้มค่า: ข้อดีหลักของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบล้อพายคือความสามารถในการจ่ายได้ที่ดี โดยมีราคาที่ถูกกว่าเครื่องวัดการไหลประเภทอื่น ทำให้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าสำหรับการใช้งานในหลายๆ ประเภท
2. การติดตั้งและบำรุงรักษาที่ง่าย: เครื่องวัดอัตราการไหลแบบล้อพายสามารถติดตั้งได้ง่าย โดยปกติจะต้องติดตั้งเข้ากับข้อต่อท่อ การบำรุงรักษามักจะเกี่ยวข้องกับการทำความสะอาดและการเปลี่ยนล้อพายหรือตลับลูกปืนอย่างสม่ำเสมอ
3. ความสามารถในการทำงาน: เครื่องวัดการไหลประเภทนี้สามารถใช้กับของเหลวหลายชนิด รวมถึงน้ำและสารเคมีหลายประเภท ถ้าหากวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างเข้ากันได้กับของเหลว
4. ความแม่นยำที่ดีเมื่อเทียบกับราคา: สำหรับของเหลวที่สะอาดและมีความหนืดต่ำ ความแม่นยำของเครื่องวัดการไหลแบบล้อพายนั้นดีและมีราคาที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีที่มีความซับซ้อนมากกว่า
5. ตัวบ่งชี้การไหลทางภาพ: การหมุนของล้อพายมักจะสามารถมองเห็นได้ชัดเจนผ่านส่วนที่โปร่งใสของเครื่องวัดการไหล ซึ่งช่วยให้สามารถยืนยันการไหลของของเหลวได้ด้วยสายตา

1. ความไวต่อโปรไฟล์การไหล: เครื่องวัดอัตราการไหลของล้อพายจำเป็นต้องมีโปรไฟล์การไหลที่พัฒนาอย่างสมบูรณ์เพื่อความแม่นยำในการวัด ซึ่งอาจจำเป็นต้องใช้ท่อตรงที่มีการไหลทวนน้ำและปลายน้ำของมิเตอร์
2. การสึกหรอจากการใช้งาน: ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของล้อพายอาจสึกหรอ ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำในระยะยาวและอาจต้องมีการเปลี่ยนชิ้นส่วนอะไหล่
3. จำกัดเฉพาะของเหลวที่สะอาด: อนุภาคของแข็งหรือเศษเล็กๆ ในของเหลวอาจทำให้ล้อพายเสียหายหรือขัดขวางการเคลื่อนที่ นำไปสู่การอ่านค่าที่ไม่ถูกต้อง
4. ไม่เหมาะสำหรับของเหลวที่มีความหนืดสูง: เครื่องวัดอัตราการไหลของล้อพายไม่เหมาะกับการวัดของเหลวที่มีความหนืดสูง เนื่องจากความต้านทานที่เพิ่มขึ้นอาจป้องกันไม่ให้ล้อพายหมุนได้อย่างอิสระ
5. ความไวต่อความปั่นป่วนของการไหล: ความปั่นป่วนในการไหลอาจทำให้ล้อพายหมุนอย่างไม่ปกติ ส่งผลให้การวัดการไหลไม่แม่นยำ

การเลือกใช้

การเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลของล้อพายที่เหมาะสมต้องพิจารณาหลายปัจจัยอย่างละเอียดเพื่อความแม่นยำและความเชื่อถือได้ในระยะยาว มีเกณฑ์สำคัญที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลของล้อพายสำหรับการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง:

• ลักษณะของของเหลว: มีผลอย่างมากต่อการเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลแบบล้อพาย ของเหลวควรจะสะอาดและมีความหนืดต่ำเพื่อป้องกันความเสียหายและให้ล้อพายหมุนได้อย่างอิสระ ความเข้ากันได้ทางเคมีของของเหลวกับวัสดุของเครื่องวัดการไหลก็เป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและการเสื่อมสภาพ
• ช่วงอัตราการไหล: เครื่องวัดอัตราการไหลแบบล้อพายมีช่วงการวัดที่แน่นอน ควรเลือกเครื่องวัดที่มีช่วงครอบคลุมอัตราการไหลที่คาดหวังเพื่อความแม่นยำ
• ขนาดท่อและการติดตั้ง: ขนาดและการกำหนดค่าของท่อที่มีอยู่มีบทบาทสำคัญในการเลือกเครื่องวัด ต้องมั่นใจว่ามิเตอร์เข้ากับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อและวัสดุท่อ และมีท่อตรงเพียงพอก่อนและหลังมิเตอร์
• เงื่อนไขการทำงาน: แรงดันและอุณหภูมิของกระบวนการควรอยู่ในข้อกำหนดของเครื่องวัด การใช้เกินขีดจำกัดอาจทำให้เครื่องวัดเสียหายหรืออ่านค่าไม่ถูกต้อง
• ข้อกำหนดเอาต์พุตและการสื่อสาร: เครื่องวัดควรมีสัญญาณเอาต์พุตที่เหมาะสมตามระบบควบคุมหรือความต้องการในการตรวจสอบ บางแอปพลิเคชันอาจต้องการการสื่อสารเพื่อรวมเข้ากับระบบควบคุมกระบวนการ
• ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ: ประเมินความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับการใช้งาน ตรวจสอบว่าเครื่องวัดที่เลือกตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้หากต้องการความแม่นยำสูง
• สภาพแวดล้อมการติดตั้ง: พิจารณาสภาพแวดล้อมการติดตั้ง เช่น การสัมผัสกับสภาพอากาศ ศักยภาพในการกระแทกหรือการรบกวน และการเข้าถึงสำหรับการบำรุงรักษา
• ข้อควรพิจารณาด้านกฎระเบียบและความปลอดภัย: พิจารณาข้อบังคับและมาตรฐานในอุตสาหกรรมที่อาจกำหนดประเภทของเครื่องวัดที่ต้องใช้ และข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย
• การบำรุงรักษาและอายุการใช้งาน: พิจารณาความสะดวกในการบำรุงรักษาและอายุการใช้งานที่คาดหวังของเครื่องวัด