เครื่องวัดการไหลวน

ประวัติความเป็นมาของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวน

ในปี ค.ศ. 1878 ขณะที่นักฟิสิกส์ชาวเช็ก วินเซนซ์ สตรูฮาล กำลังตรวจสอบปรากฏการณ์ที่ลวดถูกดึงในกระแสลมแล้วเกิดเสียง เขาได้ค้นพบว่าความถี่ของการเกิดกระแสน้ำวนแปรผันตรงกับความเร็วของกระแสลม ในปี ค.ศ. 1911 นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวฮังการี เทโอดอร์ ฟอน คาร์มัน ได้แสดงให้เห็นในทางทฤษฎีว่า เมื่อวางวัตถุลงในของเหลว กระแสน้ำวนจะเกิดขึ้นเองโดยสลับกันไปมาทางด้านข้างของวัตถุ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่รู้จักกันในชื่อ กระแสน้ำวนคาร์มัน (Kármán vortex street) จากผลการวิจัยเหล่านี้ จึงได้มีการกำหนดหลักการคำนวณความเร็วและอัตราการไหลโดยการวัดจำนวนกระแสน้ำวนที่เกิดขึ้น ในช่วงปลายทศวรรษ ค.ศ. 1960 การวิจัยได้ก้าวหน้าไปในการประยุกต์ใช้หลักการนี้กับการวัดในอุตสาหกรรม ทำให้เกิดการสร้าง มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ ที่เราเห็นในปัจจุบันขึ้นมาได้

ประวัติความเป็นมาของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนของโยโกกาวะ

บริษัท โยโกกาวา อิเล็กทริก เวิร์คส์ จำกัด ได้พัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการวัดการเกิดกระแสน้ำวน และได้เปิดตัวเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนชนิดเสียบเข้าไปในปล่องเผาไหม้เป็นครั้งแรกของโลกในปี 1969 ในปี 1979 เราได้เปิดตัวเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนอเนกประสงค์ YEWFLO รุ่น A ในปี 1981 เราได้พัฒนาต่อยอดด้วย YEWFLO รุ่น C ซึ่งเป็นพื้นฐานของโครงสร้างการตรวจวัดในปัจจุบัน ในปี 1992 เราได้เปิดตัว YEWFLO รุ่น E ซึ่งโดดเด่นในด้านความทนทานต่อสัญญาณรบกวน และในปี 2000 เราได้เปิดตัวเครื่องวัดอัตราการไหลแบบดิจิทัล YEWFLO ซีรีส์ ซึ่งมีเทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (SSP) ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของเรา และมีความทนทานต่อการสั่นสะเทือนที่ดีขึ้น เครื่องวัดอัตราการไหลแบบดิจิทัล YEWFLO ซีรีส์นี้เป็นก้าวใหม่ที่บุกเบิกสำหรับ มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ เนื่องจากมีฟังก์ชันการกำจัดสัญญาณรบกวนอัตโนมัติและฟังก์ชันการวินิจฉัย
นอกจากนี้ เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายและสนับสนุนการใช้งานของลูกค้า ซีรีส์ YEWFLO ได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในปี 2545 เราได้เปิดตัวรุ่นที่มีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในตัว ซึ่งสามารถวัดการไหลของไอน้ำอิ่มตัวได้ด้วยอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียว ในปี 2549 เราได้แนะนำรุ่นที่มีรูเจาะลดลงสำหรับระบบท่ออัจฉริยะ ยิ่งไปกว่านั้น ในปี 2555 เราได้เปิดตัวรุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (สูงสุด 400 มม.) เพื่อขยายกลุ่มผลิตภัณฑ์ให้กว้างขึ้น และในปี 2565 เราได้เปิดตัวซีรีส์ VY รุ่นล่าสุด ซึ่งเป็นการสานต่อประวัติศาสตร์ของ มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ ของ YOKOGAWA
ยอดขายกว่า 500,000 ชิ้น เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงเทคโนโลยีการวัดที่ โยโกกาวา สั่งสมมายาวนานหลายปี และคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สูงของบริษัท

หลักการวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวน

เราได้กล่าวถึงประวัติความเป็นมาของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนไปแล้ว หน้าถัดไปจะอธิบายหลักการวัดอย่างละเอียด

> พื้นฐานของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวน: หลักการวัดและของเหลวที่วัดได้
* มีอยู่ใน ทรัพยากร (บทแนะนำ)

การจำลองของไหลของการเกิดกระแสน้ำวนคาร์มัน

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนเหมาะสำหรับการใช้งานประเภทใดบ้าง?

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลอเนกประสงค์สูง สามารถวัดของเหลว ก๊าซ และไอน้ำได้ในช่วงอุณหภูมิและความดันที่กว้าง ดังนั้นจึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายทั้งในของเหลวที่ใช้ในกระบวนการผลิตขั้นสุดท้ายหรือวัตถุดิบในกระบวนการผลิต และของเหลวที่ใช้ในระบบสาธารณูปโภคเพื่อสนับสนุนการดำเนินงานของโรงงาน

• ของเหลว: น้ำอุตสาหกรรม, น้ำหล่อเย็น, น้ำมันเชื้อเพลิง, ของเหลวเคมี, น้ำบริสุทธิ์, ไนโตรเจนเหลว
• ก๊าซ: อากาศอัด, ก๊าซเชื้อเพลิง, ก๊าซไนโตรเจน, อากาศ/ออกซิเจน
• ไอน้ำ: ไอน้ำอิ่มตัว, ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การประยุกต์ใช้ มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ ได้ขยายตัวมากขึ้นสำหรับการแสดงภาพการใช้พลังงานของของเหลวในระบบสาธารณูปโภค เช่น น้ำ เชื้อเพลิง อากาศ และไอน้ำ จากมุมมองของการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน การลดต้นทุน และการจัดการการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ นอกจากนี้ แม้ในการใช้งานที่อัตราการไหลของไอน้ำผันผวนอย่างมาก ขึ้นอยู่กับกระบวนการแบบเป็นชุดหรือสภาวะการทำงานของสายการผลิต ความสามารถในการวัดอัตราการไหลได้หลากหลายช่วง (ช่วงการวัดอัตราการไหล) ของ มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ ก็ช่วยให้สามารถครอบคลุมช่วงการวัดอัตราการไหลที่กว้างได้ด้วยเพียงหน่วยเดียว

ความแตกต่างระหว่างเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนและเครื่องวัดอัตราการไหลประเภทอื่นๆ

เราจะแนะนำความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ กับเครื่องวัดอัตราการไหลอีกสามประเภทที่เป็นตัวแทนโดยสังเขป

ข้อดีของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนเมื่อเทียบกับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบความดันแตกต่าง

• ไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างควบคุมการไหล เช่น แผ่นรูรับแสง ทำให้การสูญเสียแรงดันค่อนข้างต่ำ
• ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม เช่น ท่อส่งแรงดันและท่อร่วมวาล์วสามตัว ส่งผลให้ความต้องการในการบำรุงรักษาลดลง
• ด้วยช่วงการวัดที่กว้างและความถี่ของกระแสน้ำวนที่แปรผันตามอัตราการไหล ทำให้การจัดการข้อมูลการวัดทำได้ง่าย

ข้อดีของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนเมื่อเทียบกับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็ก

• นอกจากของเหลวแล้ว ยังใช้วัดก๊าซและไอน้ำได้ด้วย
• วัดค่าการนำไฟฟ้าของของเหลวที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ เช่น น้ำบริสุทธิ์และน้ำมัน
• ใช้ในการวัดของเหลวที่มีอุณหภูมิสูง อุณหภูมิต่ำมาก และความดันสูง เช่น ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) และไนโตรเจนเหลว

ข้อดีของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนเมื่อเทียบกับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบมวลโคริโอลิส

• เงื่อนไขการวัดที่หลากหลาย เช่น ไอน้ำและอากาศอัด ผนวกกับขนาดการเชื่อมต่อที่หลากหลาย ทำให้สามารถวัดของเหลวต่างๆ ที่ใช้ในงานสาธารณูปโภคได้
• โครงสร้างที่เรียบง่ายช่วยลดน้ำหนัก พื้นที่ติดตั้ง การสูญเสียแรงดันต่ำ และให้ความทนทานสูง
• ต้นทุนเริ่มต้นที่ค่อนข้างต่ำต่ออุปกรณ์แต่ละชิ้นช่วยให้สามารถติดตั้งได้หลายจุดสำหรับการใช้งานด้านการจัดการพลังงาน ซึ่งส่งผลให้สามารถมองเห็นภาพรวมของสภาพโรงงานได้ดียิ่งขึ้น

ท่อตรงที่จำเป็นสำหรับเครื่องวัดการไหลแบบ Vortex คือความยาวเท่าใด?

เพื่อลดความปั่นป่วนของกระแสไหล จำเป็นต้องมีท่อตรงที่มีความยาวพอสมควรทั้งด้านต้นน้ำและปลายน้ำของ มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ ความยาวเหล่านี้เรียกว่าความยาวท่อตรง และระยะทางที่ต้องการเรียกว่าความยาวท่อตรงที่ต้องการ รายละเอียดเกี่ยวกับความยาวท่อตรงจะอธิบายไว้ในหน้าถัดไป

ความยาวท่อตรงที่จำเป็นสำหรับเครื่องวัดการไหลแบบวน (Vortex Flowmeter)
* มีอยู่ใน ทรัพยากร (บทแนะนำ)

การจำลองการไหลปั่นป่วนแบบเคลื่อนไหวในท่อโค้งคู่

ผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภทสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

Our vortex flowmeters support customers in various situations based on the Total Insight concept. In addition, we offer optimal solutions with a wide product lineup that supports flow measurement of liquids, gases, and steam. It's simple and rugged structure with no moving parts offers high reliability and durability.
For more detail information, please check the page of Vortex flowmeter VY Series.

ประเภททั่วไป: รุ่นมาตรฐานของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนของเรา

รุ่นทั่วไปเป็นรุ่นมาตรฐานของ มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ ของเรา และเหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย นอกจากนี้ยังมีรุ่นคอยาวที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการฉนวนกันความร้อนอีกด้วย

ประเภทเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในตัว: การวัดอัตราการไหลและอุณหภูมิของของเหลวพร้อมกัน

รุ่นที่มีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในตัว มีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ (Pt1000) ติดตั้งอยู่ภายในแท่ง วอร์เท็กซ์เชรดเดอร์ (vortex shedder) ทำให้สามารถวัดอัตราการไหลและอุณหภูมิของของเหลวได้พร้อมกัน จึงเป็นรุ่นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานกับไอน้ำ โดยสามารถคำนวณอัตราการไหลของมวลและปริมาณพลังงานของไอน้ำอิ่มตัวได้จากอุณหภูมิที่วัดได้ ทำให้สามารถมองเห็นการใช้ไอน้ำได้อย่างชัดเจน ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ นอกจากนี้ยังมีรุ่นคอยาวที่เหมาะสำหรับงานฉนวนกันความร้อนอีกด้วย

ประเภทอุณหภูมิสูง/อุณหภูมิต่ำมาก: การวัดในของเหลวอุณหภูมิสูงและของเหลวอุณหภูมิต่ำมาก

เครื่องวัดความดันชนิดอุณหภูมิสูง/อุณหภูมิต่ำพิเศษ เป็นรุ่นที่สามารถวัดค่าในของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงและอุณหภูมิต่ำพิเศษได้ เหมาะสำหรับการวัดไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่มีอุณหภูมิสูง ซึ่งใช้ในงานต่างๆ เช่น การแปรรูปอาหาร (รวมถึงการอบแห้ง การให้ความร้อน และการฆ่าเชื้อ) ชิ้นส่วนยานยนต์และเครื่องจักร (การให้ความร้อนอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอ การป้องกันการเกิดออกซิเดชัน และกระบวนการให้ความร้อนและการทำความสะอาด) และการวัดของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำพิเศษ เช่น ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG)

ชนิดท่อลดขนาด: ท่อไหลที่รวมเข้ากับท่อลดขนาด/ขยายขนาด

แบบท่อลดขนาด (Reduced Bore Type) เป็นรุ่นที่ทั้งด้านต้นน้ำและปลายน้ำของหน่วยเซ็นเซอร์ถูกรวมเข้ากับตัวลดขนาด (ท่อลด/ขยาย) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานกับไอน้ำอิ่มตัวที่มีการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลตามฤดูกาลสูง และสำหรับกระบวนการแบบเป็นชุดที่ต้องการวัดอัตราการไหลเฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้น นอกจากนี้ยังรองรับการวัดอัตราการไหลต่ำได้อีกด้วย
เนื่องจากตัวลดขนาดและเครื่องวัดอัตราการไหลแบบหมุนวนถูกรวมเข้าด้วยกัน จึงไม่จำเป็นต้องใช้ท่อลดขนาด ท่อขยาย และท่อสั้นสำหรับต่อให้ได้ความยาวตรง ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในการติดตั้งและลดต้นทุน นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยเนื่องจากมีจุดเชื่อมต่อน้อยลง

ชนิดทนแรงดันสูง: การวัดที่เสถียรในของเหลวกระบวนการที่มีแรงดันสูงและรุนแรง

เครื่องวัดความดันชนิดทนแรงดันสูงเป็นรุ่นที่สามารถวัดค่าได้อย่างเสถียรแม้ในสภาวะแรงดันสูงที่รุนแรง เหมาะสำหรับใช้งานในงานที่เกี่ยวข้องกับก๊าซและไอน้ำแรงดันสูง ซึ่งรุ่นมาตรฐานไม่สามารถรับมือได้ เช่น ท่อส่งก๊าซธรรมชาติ ท่อส่งก๊าซแรงดันสูง ท่อไอน้ำแรงดันสูงในโรงกลั่นน้ำมันและโรงงานเคมี และหม้อไอน้ำแรงดันสูง

แบบเซ็นเซอร์คู่: เพิ่มความซ้ำซ้อนเพื่อความน่าเชื่อถือที่สูงยิ่งขึ้น

แบบเซ็นเซอร์คู่ (Dual-Sensor Type) เป็นรุ่นที่ประกอบด้วยหน่วยวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนสองหน่วยเรียงกันและรวมเข้าไว้ในโครงสร้างเชื่อมแบบชิ้นเดียว เนื่องจากแต่ละหน่วยวัดอัตราการไหลอย่างอิสระ การกำหนดค่าแบบคู่จึงให้ความซ้ำซ้อนเพื่อความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น นอกจากนี้ รุ่นแบบเซ็นเซอร์คู่ยังสามารถรองรับการทำงานในระบบควบคุมและระบบความปลอดภัยที่แยกจากกันได้อย่างยืดหยุ่น รวมถึงโปรโตคอลการสื่อสารที่แตกต่างกัน การออกแบบเชื่อมแบบรวมเป็นชิ้นเดียวช่วยให้ติดตั้งได้ง่ายและลดความเสี่ยงของการรั่วไหลของของเหลวโดยการลดจุดเชื่อมต่อให้น้อยที่สุด ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของระบบดีขึ้น นอกจากนี้ยังมีแบบคอยาว (Long Neck Type) ที่เหมาะสำหรับงานฉนวนกันความร้อนอีกด้วย

แบบคอยาว: เหมาะสำหรับงานฉนวนกันความร้อน

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบคอยาว (Long Neck Type) เป็นรุ่นที่ออกแบบมาให้มีคอยาวกว่า มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ มาตรฐาน แบบนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเป็นฉนวน เช่น ในท่อไอน้ำ เพื่อป้องกันการสูญเสียพลังงานความร้อนจากท่อ รองรับทั้งแบบทั่วไป (General Type) และแบบมีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในตัว (Built-in Temperature Sensor Type)

ประเภทรีโมท: ติดตั้งได้ยืดหยุ่นด้วยเซ็นเซอร์และตัวส่งสัญญาณแยกต่างหาก

แบบรีโมทประกอบด้วยเซ็นเซอร์และตัวส่งสัญญาณแยกกัน ซึ่งสามารถติดตั้งได้โดยการเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล เหมาะสำหรับงานที่ต้องการติดตั้งตัวส่งสัญญาณในตำแหน่งที่ปลอดภัย เช่น ในสายการผลิตที่มีอุณหภูมิสูงหรือการสั่นสะเทือนสูง หรือในพื้นที่อันตราย แบบรีโมทมีให้เลือกใช้สำหรับทุกประเภท

Total Insight – แนวคิดผลิตภัณฑ์เพื่อสนับสนุนลูกค้าตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์

Total Insight คือแนวคิดร่วมกันสำหรับผลิตภัณฑ์ภาคสนามของ Yokogawa ที่สนับสนุนลูกค้าตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ โดยการมอบมูลค่าใหม่ผ่านเทคโนโลยีและข้อมูลเชิงลึกที่เหนือกว่า มีเป้าหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนตลอดวงจรชีวิต

Image Zoom

ลดชั่วโมงการทำงานด้านวิศวกรรมและต้นทุน จัดซื้อจัดจ้าง

มิเตอร์วัดการไหลวอร์เท็กซ์ ของเรา รองรับช่วงอัตราการไหลที่กว้าง และเป็นไปตามมาตรฐานสากลต่างๆ นอกจากนี้ยังรวมฟังก์ชันการคำนวณในตัวต่างๆ และรองรับความต้องการในการวัดอัตราการไหลที่หลากหลาย

ลดเวลาในการเริ่มต้นระบบ

เทคโนโลยีที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะของ Yokogawa สามารถจับสัญญาณการไหลได้อย่างแม่นยำ ให้การวัดการไหลที่เสถียรและทนทานต่อการสั่นสะเทือนได้ดี
นอกจากนี้ พารามิเตอร์ของอุปกรณ์จะถูกตั้งค่าจากโรงงานก่อนจัดส่ง ดังนั้นอุปกรณ์จึงพร้อมใช้งานทันทีที่ติดตั้ง

ประสิทธิภาพการดำเนินงานดีขึ้นและข้อผิดพลาดลดลง

Total Insight มีฟังก์ชันการวินิจฉัยตนเองสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมด ด้วยการบำรุงรักษาจากระยะไกล สามารถตรวจสอบสถานะของอุปกรณ์ได้จากระยะไกล เช่น ห้องเครื่องมือ นอกจากนี้ยังสามารถดำเนินการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ตามแผน (การบำรุงรักษาตามสภาพ: CBM) ได้อีกด้วย^＊1  

*1: ต้องใช้เครื่องมือตรวจสอบอัตราการไหลแบบแม่เหล็ก/แบบหมุนวน FSA130 (สำหรับการสื่อสาร HART เท่านั้น)

เพิ่มประสิทธิภาพในการปฏิบัติงานบำรุงรักษา

สามารถระบุความผิดปกติได้อย่างง่ายดายโดยใช้ฟังก์ชันการวินิจฉัย นอกจากนี้ เมื่อจำเป็นต้องถอดแท่ง วอร์เท็กซ์เชรดเดอร์ (vortex shedder) ก็สามารถถอดออกจากตัวเรือนที่มีโครงสร้างเฉพาะได้อย่างง่ายดาย

เหมาะสำหรับผู้ใช้งานดังต่อไปนี้

• ผู้ที่ต้องการซื้อเครื่องวัดอัตราการไหลจากผู้ผลิตที่น่าเชื่อถือและมีประวัติการทำงานที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว
• ผู้ที่ต้องการติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลที่มีความทนทานสูง ความเสถียรในระยะยาว ดีเยี่ยม และบำรุงรักษาง่าย
• ผู้ที่กำลังมองหาเครื่องวัดอัตราการไหลที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับไอน้ำ เช่น ไอน้ำอิ่มตัว ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง และกระบวนการแบบเป็นชุด
• ผู้ที่ต้องการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ลดต้นทุน และจัดการการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อการพัฒนาโรงงานอัจฉริยะในอนาคต รวมถึงผู้ที่ต้องการเห็นภาพพลังงานของของเหลวสาธารณูปโภค เช่น น้ำ เชื้อเพลิง อากาศ และไอน้ำ