คลังความรู้ Mass Flow Meter
Mass Flow Meter (อุปกรณ์วัดอัตราการไหลเชิงมวล)
Mass Flow Meter ทำงานอย่างไร ?
ในภาคอุตสาหกรรมและงานวิจัย การวัดอัตราการไหลของของไหลอย่างแม่นยำมีความสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ (Process Optimisation) การควบคุมคุณภาพ (Quality Control) และประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ
Mass Flow Meter เป็นโซลูชันที่ให้ความแม่นยำและเชื่อถือได้ในการวัดอัตราการไหลเชิงมวล (Mass Flow Rate) ของทั้งก๊าซและของเหลว โดยแตกต่างจากเทคโนโลยีการวัดการไหลแบบอื่นที่อาศัยความแตกต่างของความดัน (Pressure Differential) หรือการวัดแบบทางอ้อม
Mass Flow Meter สามารถวัดมวลของของไหลได้โดยตรง ทำให้มีความแม่นยำสูง และไม่ขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน หรือองค์ประกอบของของไหล
Mass Flow Meter คืออะไร?
ก่อนจะลงลึกในรายละเอียดของ Mass Flow Meter สิ่งสำคัญคือการเข้าใจความแตกต่างระหว่าง Volumetric Flow และ Mass Flow
Volumetric Flow คือการวัดปริมาตรของของไหลที่ไหลผ่านจุดหนึ่งในหน่วยเวลา โดยทั่วไปจะแสดงค่าเป็นลิตรต่อนาที (L/min) หรือลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง (m³/h)
ในขณะที่ Mass Flow เป็นการวัดมวลของของไหลต่อหน่วยเวลา สำหรับของเหลวมักแสดงค่าเป็นกิโลกรัมต่อชั่วโมง (kg/h) หรือกรัมต่อวินาที (g/s)
สำหรับก๊าซ หน่วยของ Mass Flow มักแสดงเป็นมิลลิลิตรหรือลิตรต่อนาทีหรือชั่วโมง โดยจะมีการระบุเงื่อนไขอ้างอิงเพิ่มเติม เช่น “n” สำหรับสภาวะปกติ (Normal Temperature and Pressure: NTP – 0 °C, 1 atm) หรือ “s” สำหรับสภาวะมาตรฐาน (Standard Temperature and Pressure: STP – 20 °C, 1 atm) เช่น ln/min หรือ SLM
การวัดแบบ Volumetric Flow อาจได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน รวมถึงองค์ประกอบของของไหล
ในขณะที่ Mass Flow Meter สามารถวัดมวลของของไหลได้โดยตรง จึงให้ค่าที่มีความแม่นยำสูง และไม่แปรผันตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือความดัน โดยไม่จำเป็นต้องมีการชดเชยค่า (Compensation) เพิ่มเติม
ดูบทความเพิ่มเติม: “ความแตกต่างระหว่าง Volumetric Flow และ Mass Flow”
ประเภทของ Mass Flow Meter
1. Thermal mass flow meters: อาศัยคุณสมบัติด้านความจุความร้อน (Heat Capacity) ของก๊าซหรือของเหลวในการวัดอัตราการไหลเชิงมวล (Mass Flow Rate) โดย Bronkhorst มีอุปกรณ์ในกลุ่มนี้หลายรุ่น ซึ่งใช้เทคนิคของ Sensor ที่แตกต่างกัน ได้แก่:
♦ Bypass sensors (เช่นในรุ่น EL-FLOW Select และ IN-FLOW) เหมาะสำหรับการใช้งานกับก๊าซที่สะอาดและแห้ง
♦ Constant Temperature Anemometry (CTA) (เช่นในรุ่น MASS-STREAM และ MASS-VIEW สำหรับก๊าซ) เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความทนทาน และแทบไม่ไวต่อความชื้นหรืออนุภาคปนเปื้อน โดยหลักการ CTA ยังสามารถใช้กับการวัดการไหลของของเหลวได้ (เช่นในรุ่น LIQUI-FLOW)
♦ MEMS chip-based sensor (เช่นในรุ่น FLEXI-FLOW และ IQ+FLOW) เป็นอุปกรณ์ที่ตอบสนองรวดเร็ว มีความชาญฉลาดในการทำงาน และมีขนาดกะทัดรัด เหมาะสำหรับการติดตั้งในพื้นที่จำกัด
2. Coriolis mass flow meters (เช่นในรุ่น mini CORI-FLOW) ทำงานตามหลักการ Coriolis principle ซึ่งอาศัยความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างอัตราการไหลเชิงมวล (Mass Flow Rate) และแรงเฉื่อยของของไหล (Mass Inertia)
จุดเด่นของการทำงาน คือมีความแม่นยำสูง ตอบสนองรวดเร็ว และไม่ขึ้นกับคุณสมบัติของของไหล (Fluid Independent) จึงสามารถใช้งานได้กับของไหลที่หลากหลาย รวมถึงของไหลที่มีองค์ประกอบไม่แน่นอน โดยไม่จำเป็นต้องแปลงค่า (Conversion)
ตัวอย่างการใช้งาน Mass Flow Meters ในภาคอุตสาหกรรม
การใช้งาน Mass Flow Meter สำหรับการจ่ายสารในอุตสาหกรรมยา
การใช้ Coriolis Mass Flow Meter ร่วมกับปั๊มแรงดันสูง WADose ช่วยให้สามารถควบคุมการจ่ายสารในกระบวนการผลิตยาได้อย่างแม่นยำ
การผสานการทำงานของอุปกรณ์ทั้งสองนี้ ทำให้สามารถจ่ายสารในรูปแบบของเหลวในปริมาณที่น้อยมากได้อย่างแม่นยำ พร้อมทั้งให้ผลลัพธ์ที่มีความสามารถในการทำซ้ำ (Reproducibility) ในระดับสูง
ผลลัพธ์ที่ได้ คือกระบวนการจ่ายสารที่มีความแม่นยำและสม่ำเสมอ ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและคุณภาพของกระบวนการผลิตยา Read more…
การใช้งาน Mass Flow Meter ในงานวิจัย Hydrogen Storage
Bronkhorst ร่วมกับ Wagner Mess- und Regeltechnik ได้พัฒนาโซลูชันโดยใช้ Mass Flow Meter ร่วมกับปั๊มแรงดันสูง WADose HPLC Pump เพื่อสนับสนุนสถาบันวิจัยในเยอรมนีในการพัฒนาเทคโนโลยีการกักเก็บไฮโดรเจนรูปแบบใหม่
แนวทางนี้อาศัยการใช้ของเหลวประเภท Synthetic Aromatic-based Heat Transfer Oil ซึ่งพบได้ทั่วไปในระบบเบเกอรี่และงานที่ต้องใช้อุณหภูมิสูง โดยของเหลวชนิดนี้ทำหน้าที่เป็น Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) การใช้ LOHC ช่วยให้สามารถกักเก็บไฮโดรเจนในรูปแบบของของเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยมากยิ่งขึ้น
ผลลัพธ์ที่ได้ คือแนวทางการกักเก็บไฮโดรเจนที่มีความยืดหยุ่นและเชื่อถือได้ พร้อมรองรับการใช้งานในระดับอุตสาหกรรมในอนาคต Read more…
Thermal-based Mass Flow Meter
ข้อดีของ Mass Flow Meter
สามารถวัดอัตราการไหลเชิงมวล (Mass Flow) ได้โดยตรง ซึ่งมีความสำคัญในงานที่ “มวล” เป็นตัวแปรหลักของกระบวนการ
ให้ความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำ (Repeatability) สูง ช่วยให้ได้ผลการวัดที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้
มีช่วงการวัดที่กว้าง (Wide Turndown Ratio) สามารถวัดอัตราการไหลได้อย่างแม่นยำในหลายช่วงการใช้งาน
รองรับการวัดแบบ Real-time และสามารถควบคุมอัตราการไหลได้อย่างแม่นยำ เมื่อใช้งานร่วมกับวาล์วควบคุมหรือปั๊ม
ดูบทความเพิ่มเติม: Mass Flow Controllers.สามารถเชื่อมต่อเข้ากับระบบควบคุม (Control System) ได้ง่าย รองรับงาน Automation, การเก็บข้อมูล (Data Acquisition) และการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ (Process Optimisation)
โดยสรุปแล้ว Mass Flow Meter มีบทบาทสำคัญในการวัดอัตราการไหลของของไหลได้อย่างแม่นยำ ทั้งในงานอุตสาหกรรมและงานวิจัย ด้วยความสามารถในการวัดอัตราการไหลเชิงมวลได้โดยตรง รวมถึงความแม่นยำสูง ความสามารถในการทำซ้ำ (Repeatability) และความยืดหยุ่นในการใช้งานกับของไหลหลากหลายประเภท
Mass Flow Meter จึงเป็นโซลูชันที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ และสนับสนุนการทำงานให้มีความเสถียรและเชื่อถือได้มากยิ่งขึ้น
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของ Bronkhorst และตัวอย่างการใช้งานจริงของลูกค้า แสดงให้เห็นถึงศักยภาพและประโยชน์ของ Mass Flow Meter ในการใช้งานจริงในหลากหลายอุตสาหกรรม
ต้องการคำแนะนำเพิ่มเติม?
ให้เราช่วยคุณค้นหาโซลูชันที่เหมาะสมกับการใช้งานของคุณ ทีมงานของเราพร้อมให้คำปรึกษาเพื่อช่วยให้คุณเลือกอุปกรณ์ได้อย่างตรงความต้องการมากที่สุด
หากต้องการติดตามข่าวสาร เทรนด์ด้าน Flow Control และผลิตภัณฑ์ใหม่ สามารถสมัครรับข้อมูลผ่านอีเมล Mailing list ของเราได้