การวัดระดับของแข็ง (Solids Level Measurement)

การวัดระดับของแข็ง (Solids Level Measurement) ภายในถังเก็บหรือไซโลเป็นกระบวนการที่สำคัญในอุตสาหกรรมหลายประเภท เช่น อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม, อุตสาหกรรมเหมืองแร่, อุตสาหกรรมเคมี และอุตสาหกรรมซีเมนต์ การวัดระดับของแข็งสามารถช่วยในการควบคุมการผลิต, การจัดการวัตถุดิบ, การป้องกันการล้นหรือการขาดแคลนวัตถุดิบ และยังมีบทบาทสำคัญในการรักษาความปลอดภัยของกระบวนการผลิต

วัสดุหรือวัตถุดิบในอุตสาหกรรมต่างๆ ที่มีลักษณะเป็นฝุ่นผงและของแข็งที่จัดเก็บไว้ในถังเก็บหรือไซโลเพื่อจัดเก็บเป็นคลังสินค้าก่อนที่จะถูกส่งไปยังกระบวนการอื่นในสายการผลิตจนถึงขั้นตอนกระบวนการบรรจุ จำเป็นต้องมีการจัดการควบคุมกระบวนการทั้งหลายอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้สามารถประสานงานกับอีกหลายกระบวนการนั้น การวัดระดับวัตถุดิบหรือวัสดุที่เป็นของแข็งหรือฝุ่นผงในถังหรือไซโลอย่างแม่นยำเป็นเรื่องสำคัญ ซึ่งในการวัดระดับหรือปริมาณของแข็งนั้นเป็นเรื่องยากเนื่องมาจากสาเหตุหลายประการ ทั้งเรื่องลักษณะเฉพาะทางธรรมชาติของวัสดุ และความพยายามวัดหรือแปลงจากการวัดระดับไปเป็นปริมาตรหรือมวล (น้ำหนัก) ก็ตาม

ก่อนอื่นควรทำความเข้าใจธรรมชาติของของแข็งหรือฝุ่นผง ที่มีลักษณะเฉพาะตัว เช่น

1. ขนาดและน้ำหนักของของแข็งนั้น

2. ถ้าของแข็งมีลักษณะเป็นฝุ่นผง น้ำหนักเบา จะทำให้สภาพอากาศช่วงการเติมเป็นฝุ่นฟุ้ง มีความหนาแน่นของอากาศเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยีการวัดหลายชนิด

3. วัสดุของแข็งสามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างการสะสมตัวตามการเติม การปล่อยออกได้อย่างไม่แน่นอน รูปร่างพื้นผิวของวัสดุจึงมีความเป็นหลุมเหว หรือเนินภูเขา

4. วัสดุที่มีน้ำหนักเบา หรือเป็นฝุ่นผงมีการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นตามอากาศที่เข้าไป โดยเฉพาะถังเก็บหรือไซโลที่มีลักษณะการเติมที่ใช้ระบบลมเป่าอากาศในการลำเลียงวัสดุ

5. เปลี่ยนแปลงน้ำหนักตามความชื้นของสภาพอากาศ เพราะมีความสามารถในการดูดซับความชื้นทำให้มีการรวมตัวกันเป็นก้อน
   

ปัจจุบันมีเทคโนโลยีหลายประเภทที่สามารถนำมาใช้ในการตรวจสอบระดับหรือปริมาณของวัสดุของแข็งภายในถังเก็บ ซึ่งมีข้อได้เปรียบ และจุดด้อยแตกต่างกันไปในรายละเอียด ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์ที่ไม่เหมาะสมจะทำให้การลงทุนไม่คุ้มค่า ทั้งเสียเวลา, งบประมาณ และปัญหาอื่นตามมาให้กับทุกฝ่าย ซึ่งผู้ใช้งานต้องมองเห็นคุณสมบัติของเครื่องมือวัดว่าเหมาะสมกับการนำไปใช้งานในธุรกิจของตนเองหรือไม่ อาจรวมถึงความยุ่งยากในการใช้งานของผู้ดูแล เพื่อให้ได้ผลประโยชน์ประสิทธิภาพที่เหมาะสมกับการลงทุนในเทคโนโลยี

ข้อควรระวัง     ผู้ใช้งานควรศึกษาปัจจัยต่างๆ ที่ควรพิจารณาก่อนที่จะเรียนรู้จุดเด่น จุดด้อยของเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่จะทำให้บรรลุความสำเร็จในการวัดปริมาณวัสดุในถังเก็บหรือไซโลเสียก่อน เช่น

1. ความจำเป็นของความต้องการวัดเป็นแบบระดับ (Level) หรือวัดโดยการคำนวณเป็นปริมาตร (Volume)

2. ต้องการทราบข้อมูลการวัดอย่างสม่ำเสมอหรือไม่ ความถี่ในการใช้ข้อมูลเป็นอย่างไร

3. สภาพอากาศ, แรงดัน, ความหนาแน่น หรือสภาพการณ์ภายในถังบรรจุเป็นอย่างไร ซึ่งเหมาะสมกับเทคโนโลยีบางชนิดเท่านั้น ซึ่งถ้าใช้งานไม่เหมาะสมจะทำให้ผลลัพธ์คลาดเคลื่อนไปมาก

4. ระบบการเชื่อมต่อ การแสดงผลในโปรแกรม ว่าต้องการแยกส่วนการแสดงผลหรือให้เข้าระบบของส่วนกลางได้ ซึ่งเทคโนโลยีบางชนิดไม่สามารถทำได้

5. ขนาดและรูปร่างของถังเก็บหรือไซโล ที่ไม่ใช่รูปร่างปกติ อาจมีลักษณะเป็นทรงกรวยหรือโคนคว่ำ ที่จะทำให้การคำนวณคาดเคลื่อนได้

วิธีการวัดระดับของแข็ง

มีหลายวิธีในการวัดระดับของแข็งภายในถังเก็บหรือไซโล ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มหลักๆ ดังนี้

1. การวัดระดับแบบต่อเนื่อง (Continuous Level Measurement)

การวัดระดับแบบจุดเดียว (Point Level Measurement)

เรดาร์ (Radar)

• ใช้เทคโนโลยีเรดาร์ในการส่งสัญญาณไมโครเวฟลงไปยังพื้นผิวของแข็งและวัดระยะเวลาที่สัญญาณสะท้อนกลับมาเพื่อคำนวณระดับของแข็ง

• ข้อดี: แม่นยำ ไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อม เช่น ฝุ่นหรือความชื้น

• ข้อเสีย: ราคาสูงกว่าวิธีอื่นๆ , วัดได้จุดเดียว อัลตราโซนิก (Ultrasonic)

• ใช้คลื่นเสียงความถี่สูงในการวัดระยะทางจากเซนเซอร์ถึงพื้นผิวของแข็ง

• ข้อดี: ราคาประหยัด, ติดตั้งง่าย

• ข้อเสีย: ประสิทธิภาพลดลงในสภาวะฝุ่นหรือความชื้นสูง

โพรบสั่น (Vibrating Probe)

• ใช้การสั่นสะเทือนในการตรวจจับการสัมผัสของแข็งที่มีการก่อตัวรอบๆ โพรบ

• ข้อดี: มีความทนทานสูงและติดตั้งง่าย

• ข้อเสีย: ไม่เหมาะกับของแข็งที่มีขนาดเล็กหรือละเอียดมาก
  

  คาพาซิทีฟ (Capacitive)

• ใช้การเปลี่ยนแปลงของความจุไฟฟ้าในการตรวจจับระดับของแข็ง

• ข้อดี: มีความไวสูง, สามารถตรวจจับของแข็งที่มีความละเอียดได้

• ข้อเสีย: อาจต้องการการปรับแต่งเพื่อให้เข้ากับของแข็งที่ต่างกัน

การวัดระดับแบบหลายจุด (Multi-Point Level Measurement)

การวัดปริมาตรของแข็งโดยใช้ 3D Level Scanner

การวัดปริมาตรของแข็งภายในถังเก็บหรือไซโลเป็นกระบวนการที่ท้าทาย โดยเฉพาะในไซโลขนาดใหญ่หรือไซโลที่มีรูปร่างไม่เป็นระเบียบ การใช้ 3D Level Scanner เป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยและมีประสิทธิภาพในการวัดปริมาตรของแข็ง ซึ่งสามารถให้ข้อมูลที่แม่นยำและละเอียดมากขึ้นเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการวัดระดับแบบดั้งเดิม

หลักการทำงานของ 3D Level Scanner

3D Level Scanner ใช้เทคโนโลยีการส่งและรับสัญญาณไมโครเวฟหรืออัลตราโซนิกในรูปแบบสามมิติ เพื่อสร้างภาพสามมิติของพื้นผิววัตถุดิบภายในไซโล

ข้อดี

• ความแม่นยำสูง

• การตรวจสอบทั่วถึง

• การวิเคราะห์ข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ

• อายุการใช้งานนาน

ข้อเสีย

• ราคาสูงกว่าเทคโนโลยีอื่น

• การติดตั้งและการตั้งค่าต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญ

2. การวัดระดับแบบแมนนวล (Manual Level Measurement)

• การใช้เครื่องมืออย่างสายวัดหรือไม้สำหรับวัดระดับของแข็งในถัง

• ข้อดี: ราคาประหยัด, ไม่ต้องใช้เทคโนโลยีสูง

• ข้อเสีย: ไม่สะดวกและอาจมีความเสี่ยงต่อความปลอดภัย

การเลือกวิธีการวัดระดับของแข็งที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยในกระบวนการผลิต การใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยช่วยให้สามารถวัดระดับของแข็งได้อย่างแม่นยำและน่าเชื่อถือ ซึ่งเป็นการสนับสนุนให้การดำเนินงานของอุตสาหกรรมเป็นไปอย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น