Electromagnetic Flow Meter คืออะไร? และมีหลักการทำงานยังไง?

Electromagnetic Flow Meter (EMF) คืออะไร?

เมื่อพูดถึงการวัดอัตราการไหลของของเหลวในระบบท่อ หรือ ท่อส่งน้ำ ก็ต้องกล่าวถึงเครื่องมือสำคัญที่จะขาดไปไม่ได้เลยก็คือ EMF หรือชื่อเต็มว่า Electromagnetic Flow Meter เครื่องวัดการไหลด้วยหลักการของไฟฟ้า ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อการใช้งานในระบบท่อที่มีของเหลวที่เป็นสารตัวนำไฟฟ้า เช่น น้ำ น้ำเสีย หรือน้ำมัน โดยใช้หลักการของการสร้างกระแสไฟฟ้าในน้ำ, สารตัวนำไฟฟ้าเมื่อมีการไหลผ่านท่อ

ประโยชน์การใช้งาน Electromagnetic Flow Meter

1. วัดอัตราการไหลของน้ำและของเหลวอื่น ๆ ที่เป็นสารตัวนำไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำ ทำให้เป็นเครื่องมือที่สำคัญในการควบคุมกระบวนการผลิต
2. ไม่มีส่วนที่สัมผัสกับน้ำหรือของเหลว ทำให้ลดความเสี่ยงในการเกิดความสกปรกหรือการสึกหรอ
3. โครงสร้างที่ทนทานต่อสภาพแวดล้อมและสารเคมี ใช้งานได้ยาวนาน

ประเภทของ Electromagnetic Flow Meter

ประเภทของ Flow meter ชนิดนี้ทั่วไปสามารถแบ่งประเภทจะแบ่งได้ 2 ประเภท ดังนี้

1. Integration Type ตัวควบคุมและจอแสดงผลประกอบติดอยู่กับส่วนที่วัดของไหล หากต้องการอ่านค่าจำเป็นต้องไปยังจุดที่ติดตั้งมาตรวัด
2. Separated Type ตัวควบคุมและจอแสดงผลอยู่แยกของส่วนที่วัดของไหลหรือเรียกว่าประเภท Remote สามารถอ่านค่าจากระยะไกลได้ โดยการเดินสายไฟไปยังจุดที่ต้องการ

หลักการทำงานของ Electromagnetic Flow Meter 

สำหรับเรื่องหลักการทำงานของ Electromagnetic Flow Meter หรือเจ้า มิเตอร์วัดการไหลแบบสนามแม่เหล็กนี้ ก็จะทำงานโดยการส่งกระแสไฟฟ้าไปยังสารตัวนำไฟฟ้าภายในท่อ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กในท่อ โดยหากเป็นสถานการณ์ทั่วไป น้ำจะไหลผ่านท่อ กระแสไฟฟ้าที่ส่งเข้าไปในน้ำจะสร้างความดันไฟฟ้า ที่มีสัมพันธ์กับความเร็วของการไหล ผ่านกลไฟฟ้าหรือเซนเซอร์ที่ติดตั้งอยู่ จากนั้นตัวเครื่องจะใช้ค่าดังกล่าว คำนวณเพื่อหาปริมาณการไหลของของเหลว แต่จะสามารถตรวจจับอัตราการไหลของของไหลที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเท่านั้น ซึ่งจำเป็นต้องมีค่าการนำไฟฟ้าขั้นต่ำที่ 5-20  µS/cm 

หลักการพื้นฐานของ Electromagnetic Flow Meter มาจาก “กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์”  ที่กล่าวเอาไว้ว่า  เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวด จากกฎดังกล่าวเราสามารถหาความสัมพันธ์ในการวัดอัตราการไหลได้จากสมการดังต่อไปนี้

E = k x B x D x V

E = แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวน้า

k  =  ค่าคงที่

B  = ความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็ก

D = ระยะห่างระหว่างอิเล็คโทรด (ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ)

V = ความเร็วของการไหล

Electromagnetic Flow Meter นิยมใช้ในอุตสาหกรรมใดบ้าง?

1. โรงบำบัดน้ำเสีย (Effluent Treatment Plant)
2. โครงการบำบัดน้ำเสีย (Sewage Treatment Plant Water Supply Scheme)
3. อุตสาหกรรมเหล็กและอลูมิเนียม (Steel & Aluminum Industries)
4. อุตสาหกรรมอาหารและยา (Food & Drug Industries)
5. อุตสาหกรรมเคมีและปุ๋ย (Chemical & Fertilizer Industries)
6. อุตสาหกรรมนม (Dairy Industries)
7. อุตสาหกรรมน้ำตาล (Sugar Industries)
8. อุตสาหกรรมแปรรูปสิ่งทอ (Textile Processing Industries)

การติดตั้ง Electromagnetic Flow Meter

ตัวมิเตอร์วัดการไหลแบบสนามแม่เหล็กจะต้องเต็มไปด้วยของเหลวเสมอ ดังนั้นตำแหน่งที่ต้องการสำหรับ mag flow จึงอยู่ในแนวเส้นไหลขึ้นในแนวตั้ง การติดตั้งเป็นเส้นแนวนอนสามารถทำได้ หากส่วนท่ออยู่ที่จุดต่ำและหาก Electrode ไม่ได้อยู่ที่ด้านบนของท่อ เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศสัมผัสกับ Electrode หากติดตั้ง mag flow ในท่อแนวนอนที่มีความยาวเกิน 30 ฟุต ควรรองรับท่อทั้งสองด้านของมิเตอร์

อีกทั้งยังต้องต่อสายดินด้วยไฟฟ้ากับของเหลวในกระบวนการ นี่เป็นเพราะ mag flow เป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางสำหรับกระแสจรจัดที่เดินทางลงท่อหรือผ่านของเหลวในกระบวนการ โดยการต่อสายดินที่ปลายทั้งสองด้านเข้ากับของเหลวในกระบวนการทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรสำหรับกระแสหลงทางโดยกำหนดเส้นทางรอบท่อไหลแทนที่จะผ่าน หากระบบไม่ได้ต่อสายดินอย่างถูกต้องกระแสเหล่านี้สามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงเป็นศูนย์ในเอาต์พุตของ Electromagnetic Flow Meter ได้

ขั้นตอนการติดตั้ง Electromagnetic Flow Meter

1. ควรเลือกสถานที่ติดตั้งให้มีพื้นที่เพียงพอและเหมาะสมสำหรับการติดตั้ง
2. ตรวจสอบและเตรียมพื้นที่สำหรับการติดตั้งอุปกรณ์
3. ทำการทดสอบ Flow Meter เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของการทำงาน และปรับแต่งตามค่าที่ต้องการ
4. บำรุงรักษา Flow Meter เพื่อให้ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพและมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน 
5. ปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิต เพื่อให้การติดตั้งเสร็จสมบูรณ์และมีประสิทธิภาพในการทำงาน

ข้อดีของ Electromagnetic Flow Meter

1. มีการวัดความเป็นเชิงเส้น เนื่องจากความเร็วในการไหลของตัวกลาง(V) มีการแปรผันตรงกันกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้น(E)
2. มีความแม่นยําสูงเมื่อเทียบกับเครื่องวัดการไหลอื่น ๆ อยู่ที่ประมาณ ±0.5% ของอัตราการไหลหรือดีกว่าเมื่อเทียบกับความไม่ถูกต้องของ ±1 ถึง 2% ของอัตราที่มาพร้อมกับเครื่องวัดอัลตราโซนิก 
3. ไม่มีสิ่งกีดขวางหรือส่วนที่จะยื่นเข้าไปวัดภายในท่อที่ตัวกลางไหลผ่าน ซึ่งจะทำให้แรงดันภายในท่อไม่มีการลดลง อีกทั้งยังสามารถใช้กับของเหลวที่มีเศษโลหะหรือสิ่งสกปรก ตะกอนต่าง ๆ เจือปนอยู่เป็นจำนวนมากโดยไม่ต้องกังวลว่าตะกอนสิ่งสกปรกทั้งหลายจะทำให้มิเตอร์อุดตัน หรือมีการกระแทกขีดข่วนจนทำให้เซนเซอร์ตรวจวัดเสียหาย
4. ไม่มีอุปกรณ์ส่วนเคลื่อนไหวในการตรวจวัด ทำให้การบำรุงรักษาง่ายดาย
5. วัดความเร็วในการไหลเป็นหลัก ทำให้ค่าความหนืด ความหนาแน่น คุณสมบัติของตัวกลางและอุณหภูมิตัวกลางไม่มีผลในการตรวจวัด ซึ่งความเร็วในการไหลของตัวกลางจะขึ้นอยู่กับปริมาณการไหลและขนาดของท่อเป็นหลัก
6. สามารถวัดอัตราการไหลได้ทั้งสองทิศทางของท่อ ซึ่งจะได้ค่าความแม่นยำที่เท่ากันทั้งสองทิศทาง
7. ใช้พลังงานต่ำ โดยทั่วไปจะกินพลังงานอยู่ที่ 15-20 W
8. ไม่ต้องสัมผัสกับสื่อที่ไหลผ่าน ทำให้สามารถวัดได้ในสภาวะที่มีสื่อที่เปลี่ยนแปลงง่ายหรือมีความเปราะบาง เช่น น้ำ น้ำเสีย หรือสารเคมี และยังช่วยลดความเสี่ยงในการเสื่อมสภาพของอุปกรณ์อีกด้วย
9. Electromagnetic Flow Meter มีความทนทานต่อการกัดกร่อนจากสารเคมีหรือสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือเค็ม ช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องมือให้นานมากยิ่งขึ้น

ข้อควรระวังในการใช้ Electromagnetic Flow Meter

1. ของเหลวตัวกลางที่ต้องการวัดจะต้องมีค่าความนำไฟฟ้าไม่น้อยกว่ากำหนด ซึ่งจะต้องตรวจสอบของเหลวแต่ละชนิดตามคุณสมบัติหรือนำเครื่องมือวัดค่าความนำไฟฟ้าไปวัดกับของเหลวตัวกลางเพื่อตรวจสอบ ซึ่งมิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดนี้ไม่เหมาะกับตัวกลางที่มีส่วนผสมประเภทไฮโดรคาร์บอน เช่น น้ำมันเบนซิน , น้ำมัน ปิโตรเคมีต่าง ๆ หรือแก๊ซต่าง ๆ อีกทั้งยังไม่สามารถใช้ได้กับ น้ำกลั่น , น้ำ DI (Deionized water)
2. ระบบกราวด์ มิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดนี้มีความไวต่อสัญญาณไฟฟ้ารบกวน หรือสนามแม่เหล็กรบกวนควรต่อสายระบบกราด์และแผ่นกราวด์ริง(Ground Ring)ให้ถูกต้องเพื่อลดสัญญาณรบกวนและความแม่นยำในการวัด

Electromagnetic Flow Meter แบรนด์ที่นิยมในท้องตลาดทั่วไป 

1. Endress+Hauser เป็นบริษัทชั้นนำในวงการการวัดและควบคุมกระบวนการ 
2. Siemens เป็นบริษัทที่มีชื่อเสียงในการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ มีเครื่องวัดการไหลแบบสนามแม่เหล็กที่มีคุณภาพและเชื่อถือได้
3. Supmea บริษัทจากประเทศจีนที่มีความเชี่ยวชาญในการผลิต Electromagnetic Flow Meter และอุปกรณ์วัดการไหลอื่น ๆ ในอุตสาหกรรม ได้รับการยอมรับจากลูกค้าที่หลากหลาย เนื่องจากคุณภาพของผลิตภัณฑ์และราคาที่เข้าถึงง่าย รวมถึงการให้บริการหลังการขายที่ดี มีสต็อกสินค้าพร้อมส่งเสมอ
4. ABB เป็นบริษัทที่มีชื่อเสียงในการผลิตเครื่องมือและอุปกรณ์ไฟฟ้า มี Electromagnetic flow meter ที่มีความล้ำสมัยและมีประสิทธิภาพสูง
5. Yokogawa บริษัทญี่ปุ่นที่มีชื่อเสียงในวงการควบคุมกระบวนการและวัดการไหล มี Electromagnetic flow meter ที่ได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมต่าง ๆ
6. Krohne เป็นบริษัทที่มีสินค้าที่มีคุณภาพสูงในด้านการวัดและควบคุมกระบวนการ มี Electromagnetic flow meter ที่ใช้งานได้อย่างเชื่อถือ
7. Emerson บริษัทที่มีชื่อเสียงในการผลิตอุปกรณ์ควบคุมและวัดการไหล มี Electromagnetic flow meter ที่มีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพสูง

โดยการเลือกใช้ Electromagnetic Flow Meter จากแบรนด์ต่าง ๆ นั้นก็ขึ้นอยู่กับความเหมาะสม ความต้องการและการใช้งานของลูกค้า แต่ทุกแบรนด์ที่กล่าวมาก็ล้วนเป็นแบรนด์ที่มีชื่อเสียงและได้รับการยอมรับในวงการวัดการไหล และสำหรับใครที่อยากได้ Electromagnetic Flow Meter คุณภาพดีเพื่อไปติดตั้งกับอุตสาหกรรมของตนเอง ทาง SCMA ก็มีตัว Electromagnetic Flow Meter จากแบรนด์ Supmea มาแนะนำ 

Electromagnetic Flow Meter จาก SCMA

SUPMEA FMC240

SUPMEA SUP-LDG

SUPMEA SUP-LDG Remote type