เร่ิมมาจากหลักการทำงาน ของ Differential Pressure Transmitter ว่าทำงานอย่างไร?

Differential Pressure Transmitter (DP Transmitter) เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดค่าความดันแตกต่าง (Differential Pressure) โดยถูกออกแบบเพื่อป้องกันไม่ให้ของไหลภายในท่อส่งเข้าสู่ตัว Transmitter โดยตรง

ไดอะแฟรมตรวจวัดความดัน (Pressure Sensing Diaphragm) จะเชื่อมต่อกับตัวส่งสัญญาณความดันแบบดิจิทัลผ่านท่อแคปิลลารี (Capillary) ที่บรรจุของเหลวสำหรับถ่ายทอดแรงดัน (Fill Fluid) ภายใน

อุปกรณ์ชนิดนี้ใช้สำหรับตรวจวัด ระดับ (Level), อัตราการไหล (Flow) และความดัน (Pressure) ของของเหลว ก๊าซ หรือไอน้ำ จากนั้นจะแปลงค่าที่วัดได้เป็นสัญญาณเอาต์พุตแบบ 4–20 mA DC หรือสัญญาณดิจิทัล

องค์ประกอบของ Differential Pressure Transmitter

Differential Pressure Transmitter ประกอบด้วยโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแข็งแรงสูง และไดอะแฟรมตรวจจับความดันจำนวน 2 ชุด ซึ่งทำหน้าที่แปลงแรงดันที่กระทำภายในภาชนะหรือระบบกระบวนการให้เป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์

องค์ประกอบเหล่านี้จะถูกเชื่อมต่อทางกายภาพในรูปแบบต่าง ๆ ตามลักษณะการใช้งานของกระบวนการ

ค่าความดันที่กระทำจะถูกตรวจจับโดยไดอะแฟรม ซึ่งจะเกิดการเสียรูปของผิวไดอะแฟรม (Surface Deformation) ตามค่าความดันที่ได้รับ แปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นสัญญาณจะถูกส่งไปยังโมดูล Differential Pressure เพื่อเปรียบเทียบค่าความดันทั้งสองด้าน และคำนวณผลต่างความดันออกมาในหน่วย psi, bar หรือ kPa

ตามชื่อของอุปกรณ์ ค่าที่วัดได้จาก Differential Pressure Transmitter คือค่าความดันแตกต่าง หรือ

Delta P = rho x g x Delta h

กล่าวคือ หากสามารถตรวจวัดค่า (Delta P) ได้อย่างแม่นยำ ก็จะสามารถคำนวณความสูงของระดับของเหลว (h) และผลต่างระดับ (Delta h) ได้อย่างถูกต้องเมื่อค่าอื่นๆคงที่ (สามารถวัด Level ของสารที่อยู่ในถังได้นั่นเอง)

เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง แม้ว่าปริมาตรของน้ำมันจะขยายตัวหรือหดตัว ส่งผลให้ระดับของเหลวจริงเพิ่มขึ้นหรือลดลง แต่ค่าความดันที่ตรวจวัดได้ยังคงเดิม Delta h คงเดิม

หากผู้ใช้งานต้องการแสดงค่าระดับของเหลวจริง (Actual Liquid Level) สามารถทำได้โดยใช้ระบบชดเชยอุณหภูมิของตัวกลาง (Medium Temperature Compensation)

Differential Pressure Sensor ทำงานอย่างไร?

โดยทั่วไป ความดันทั้งสองด้านที่ต้องการตรวจวัดจะถูกป้อนเข้าสู่ด้านตรงข้ามของไดอะแฟรมเดียวกัน

การโก่งตัวของไดอะแฟรม (Diaphragm Deflection) ทั้งในทิศทางบวกหรือลบเมื่อเทียบกับตำแหน่งสมดุล จะเป็นตัวกำหนดค่าความดันแตกต่าง

เซนเซอร์อุตสาหกรรมบางประเภทใช้เซนเซอร์วัดความดันสัมบูรณ์ (Absolute Pressure Sensors) จำนวน 2 ตัว พร้อมวงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายในเพื่อคำนวณค่าความดันแตกต่าง

อีกวิธีหนึ่งคือการใช้เซนเซอร์วัดความดันสัมบูรณ์สองตัว แล้วนำค่าที่วัดได้ไปคำนวณผลต่างภายในระบบควบคุมอุตสาหกรรม (Industrial Control System)

วิธีนี้เหมาะสำหรับงานที่ต้องใช้เซนเซอร์คนละประเภท เนื่องจากตัวกลางที่วัดหรือสภาพแวดล้อมแตกต่างกัน เช่น การวัดของเหลวและก๊าซในระบบเดียวกัน

ข้อดีของ Differential Pressure Transmitter

Differential Pressure Transmitter เหมาะสำหรับงานวัดและควบคุมในกรณีต่อไปนี้

• ตัวกลางที่มีความหนืดสูงและอุณหภูมิสูง

• ตัวกลางที่สามารถเกิดการตกผลึกได้

• ตัวกลางที่มีของแข็งหรืออนุภาคแขวนลอย

• ตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงหรือมีความเป็นพิษสูง

การใช้งานที่ต้องการสุขอนามัยและความสะอาดสูง

เช่น อุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดื่ม และเภสัชกรรม ซึ่งไม่เพียงแต่ชิ้นส่วนที่สัมผัสกับตัวกลางจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานสุขอนามัยเท่านั้น แต่ยังต้องสามารถทำความสะอาดได้ง่าย เพื่อป้องกันการปนเปื้อนข้ามของตัวกลางแต่ละชนิด ก็เหมาะกับการใช้ DP Level Transmitter