คำศัพท์ทั่วไปในเครื่องมือวัดกระบวนการผลิต
ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ เครื่องมือวัดกระบวนการมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง ด้วยการวัดและควบคุมที่แม่นยำ เครื่องมือเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพและประสิทธิภาพของกระบวนการผลิต ไม่ว่าจะเป็นอุณหภูมิ ความดัน การไหล หรือระดับของเหลว เครื่องมือวัดกระบวนการจะให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์และให้ข้อมูลป้อนกลับ ซึ่งเป็นพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตเอการเจริญเติบโต ฉันอุปกรณ์เราเข้าใจถึงความสำคัญของการควบคุมกระบวนการที่แม่นยำและเชื่อถือได้ในการยกระดับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ดังนั้น ในบทความนี้ เราจะแนะนำคำศัพท์เฉพาะทางที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องมือวัดกระบวนการ เพื่อช่วยให้คุณเข้าใจหลักการทำงานและการใช้งานของอุปกรณ์ที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้ดียิ่งขึ้น ทำให้คุณสามารถใช้งานได้อย่างเชี่ยวชาญและปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการผลิตได้
โดยทั่วไปแล้ว ประเภทของเครื่องส่งสัญญาณความดันจะแบ่งออกเป็นหมวดหมู่ดังต่อไปนี้: เครื่องส่งสัญญาณความดันแตกต่าง, เครื่องส่งสัญญาณความดันสัมบูรณ์, เครื่องส่งสัญญาณระดับของเหลวแบบหน้าแปลน, เครื่องวัดระดับแบบเรดาร์, เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิค, เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์, เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกังหัน, เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นต้น
1. พิสัย ผลต่างเชิงพีชคณิตระหว่างค่าขีดจำกัดบนและล่างของช่วงที่กำหนด ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่มีช่วงการวัด 50°C ถึง 150°C จะมีช่วงการวัด 100°C
2. สัญญาณเอาต์พุต รูปแบบที่เครื่องมือแปลงค่าที่วัดได้ให้เป็นสัญญาณที่ใช้งานได้ เช่น กระแสไฟฟ้า (เช่น 4-20 มิลลิแอมป์) แรงดันไฟฟ้า (เช่น 0-10 โวลต์) หรือสัญญาณดิจิทัล (เช่น Modbus) ตัวอย่างเช่น เอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณความดันคือ 4-20 มิลลิแอมป์ เพื่อแสดงค่าความดันที่วัดได้
3. เวลาตอบสนอง ระยะเวลาที่อุปกรณ์ใช้ในการปรับค่าเอาต์พุตให้คงที่หลังจากได้รับสัญญาณเปลี่ยนแปลง ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิใช้เวลา 1 วินาทีในการปรับค่าเอาต์พุตหลังจากตรวจพบการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
4. เวลาตอบสนองขั้นบันได เวลาที่อุปกรณ์ต้องการเพื่อให้ได้เอาต์พุตที่เสถียรเมื่อสัญญาณอินพุตเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันจากค่าหนึ่งไปอีกค่าหนึ่ง ตัวอย่างเช่น เมื่อความดันเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันจาก 10 บาร์เป็น 20 บาร์ ตัวส่งสัญญาณต้องการเวลา 0.5 วินาทีเพื่อให้เอาต์พุตเสถียร
5. ค่าคงที่เวลา ความเร็วในการตอบสนองของระบบต่อการเปลี่ยนแปลงของอินพุต โดยทั่วไปหมายถึงเวลาที่ใช้ในการเข้าถึง 63.2% ของค่าสุดท้าย ยิ่งค่าคงที่เวลาน้อยเท่าไร ระบบก็จะยิ่งตอบสนองเร็วขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่มีค่าคงที่เวลา 2 วินาที หมายความว่าจะถึง 63.2°C เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 0°C เป็น 100°C ใน 2 วินาที
6. ระบบป้องกันการกลับขั้ว ฟังก์ชันที่ป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์เมื่อต่อสายไฟผิดด้าน ตัวอย่างเช่น หากต่อขั้วบวกและขั้วลบของเครื่องส่งสัญญาณผิด อุปกรณ์จะไม่เสียหาย
7. อัตราส่วนการลดลง อัตราส่วนของช่วงการวัดสูงสุดต่อช่วงการวัดต่ำสุด ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ที่มีช่วงการวัด 0-100 บาร์ จะมีอัตราส่วนการลดช่วงการวัด (turndown ratio) เท่ากับ 10:1 ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้งานได้ในช่วง 0-10 บาร์
8. เสถียรภาพในระยะยาว ความสามารถของเครื่องมือในการรักษาความแม่นยำตลอดการใช้งานเป็นเวลานาน ตัวอย่างเช่น เครื่องส่งสัญญาณความดันยังคงรักษาค่าความคลาดเคลื่อนของเอาต์พุตไว้ที่ ±0.1% หลังจากใช้งานไป 5 ปี
9. อุณหภูมิกระบวนการ ช่วงอุณหภูมิของตัวกลาง (ของเหลวหรือก๊าซ) ที่สัมผัสโดยตรงกับเครื่องมือวัด ตัวอย่างเช่น เครื่องวัดอัตราการไหลที่ใช้วัดน้ำร้อน อาจมีอุณหภูมิของกระบวนการได้สูงถึง 90°C
10. สภาพแวดล้อม สภาพแวดล้อมโดยรอบของเครื่องมือ รวมถึงปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และการสั่นสะเทือน ตัวอย่างเช่น สภาพแวดล้อมโดยรอบต้องการช่วงอุณหภูมิระหว่าง -20°C ถึง 50°C และความชื้น 80%
11. อุณหภูมิในการจัดเก็บ ช่วงอุณหภูมิที่สามารถจัดเก็บเครื่องมือได้อย่างปลอดภัยเมื่อไม่ได้ใช้งาน ตัวอย่างเช่น สามารถจัดเก็บเครื่องมือนี้ในคลังสินค้าแช่เย็นที่มีอุณหภูมิต่ำสุดที่ -40°C
12. ชั้นเรียนภูมิอากาศ ความสามารถของอุปกรณ์ในการทำงานภายใต้สภาพภูมิอากาศเฉพาะ ซึ่งโดยปกติจะกำหนดโดยมาตรฐาน ตัวอย่างเช่น เครื่องมือที่มีเครื่องหมายระบุระดับสภาพภูมิอากาศ "industrial-grade" นั้นเหมาะสมสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง
13. ระดับการป้องกันน้ำและฝุ่น (IP Rating) ระดับการป้องกันฝุ่นและน้ำของตัวเรือนอุปกรณ์ แสดงด้วยสัญลักษณ์ "IPxx," โดยที่ "xx" คือตัวเลข ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ IP68 ป้องกันฝุ่นได้อย่างสมบูรณ์และสามารถแช่น้ำได้เป็นเวลานาน
14. EMC (ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า) ความสามารถของอุปกรณ์ในการทำงานโดยปราศจากการรบกวนในสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้า และไม่ก่อให้เกิดการรบกวนเอง ตัวอย่างเช่น เครื่องส่งสัญญาณที่ติดตั้งในโรงงาน สัญญาณจะไม่ถูกรบกวนจากเสียงมอเตอร์
15. การเชื่อมต่อกระบวนการ ชนิดของส่วนเชื่อมต่อระหว่างเครื่องมือวัดและอุปกรณ์ในกระบวนการผลิต เช่น เกลียวหรือหน้าแปลน ตัวอย่างเช่น เครื่องวัดระดับเชื่อมต่อกับถังเก็บโดยใช้หน้าแปลน
16. การเชื่อมต่อทางไฟฟ้า หมายถึงวิธีการเชื่อมต่ออุปกรณ์เข้ากับแหล่งจ่ายไฟหรือระบบควบคุม เช่น การใช้กล่องรวมสายหรือขั้วต่อ ตัวอย่างเช่น ขั้วต่อไฟฟ้า M12 ทั่วไป
17. ระลอกคลื่น ความผันผวนเล็กน้อยหรือสัญญาณรบกวนในสัญญาณเอาต์พุต ตัวอย่างเช่น สัญญาณ 4-20mA มีความผันผวน ±0.1mA
18. เสียงรบกวน การรบกวนที่ไม่พึงประสงค์หรือความผันผวนของสัญญาณ ตัวอย่างเช่น การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าอาจทำให้สัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ผันผวนได้
19. นามูร์ องค์กรมาตรฐานสากลที่กำหนดอินเทอร์เฟซและข้อกำหนดการใช้งานสำหรับเครื่องมือวัดในกระบวนการผลิต ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ที่สอดคล้องกับมาตรฐาน NAMUR สามารถเชื่อมต่อกับ PLC ได้โดยตรง
20. ระบบตัดการไหลต่ำ ฟังก์ชันที่ใช้กรองสัญญาณที่ไม่มีความหมายซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด ตัวอย่างเช่น เครื่องวัดอัตราการไหลจะไม่สนใจสัญญาณการไหลที่ต่ำกว่า 1 ลิตร/ชั่วโมง
21. เวลาเริ่มต้น ระยะเวลาที่อุปกรณ์ใช้ในการทำงานจนกลับสู่สภาวะปกติหลังจากเปิดเครื่อง ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ต้องใช้เวลา 3 วินาทีในการเริ่มส่งข้อมูลหลังจากเปิดเครื่อง
22. ความถี่การกระตุ้น ความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าที่ใช้ขับเคลื่อนเซ็นเซอร์ ตัวอย่างเช่น ความถี่ในการกระตุ้นสำหรับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้าคือ 50 เฮิรตซ์
23. ภาระเชิงกล แรงภายนอกสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถทนได้ เช่น แรงกดหรือแรงสั่นสะเทือน ตัวอย่างเช่น เครื่องมือที่ติดตั้งบนแท่นสั่นสามารถทนแรงได้ 20 นิวตัน
24. การใช้พลังงาน ปริมาณพลังงานที่อุปกรณ์ใช้ระหว่างการทำงาน ตัวอย่างเช่น เครื่องส่งสัญญาณความดันใช้พลังงาน 1.5 วัตต์
25. การรับรองการป้องกันการระเบิด ใบรับรองที่ระบุว่าอุปกรณ์นั้นปลอดภัยสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซระเบิดได้ ตัวอย่างเช่น เครื่องส่งสัญญาณที่มีใบรับรอง ATEX สามารถใช้งานบนแท่นขุดเจาะน้ำมันได้
26. ระดับมลพิษ บ่งบอกถึงความเหมาะสมของอุปกรณ์สำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีระดับการปนเปื้อนแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ที่มีระดับการปนเปื้อนระดับ 3 เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม
27. ความสามารถในการทำซ้ำ ความสม่ำเสมอของการวัดด้วยเครื่องมือภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิให้ค่า 99°C อย่างสม่ำเสมอในการวัดแต่ละครั้ง
28. ความไม่สามารถทำซ้ำได้ หมายถึงความคลาดเคลื่อนจากความไม่สอดคล้องกันในการวัดหลายครั้ง ตัวอย่างเช่น การวัดอุณหภูมิเดียวกันอาจมีค่าผันผวน ±0.5°C
29. การป้องกันการเขียน คุณสมบัติที่ป้องกันไม่ให้มีการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่าโดยไม่ตั้งใจ ตัวอย่างเช่น เมื่อเปิดใช้งานการป้องกันการเขียนบนตัวส่งสัญญาณแรงดันแล้ว ค่าที่ตั้งไว้จะไม่สามารถแก้ไขได้
30. อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน อัตราส่วนของความแรงของสัญญาณต่อความแรงของสัญญาณรบกวน ใช้ในการประเมินคุณภาพของสัญญาณ ตัวอย่างเช่น อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูง หมายถึงการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น
31. ช่วงไดนามิกของสัญญาณ อัตราส่วนของสัญญาณที่เล็กที่สุดต่อสัญญาณที่ใหญ่ที่สุดที่อุปกรณ์สามารถจัดการได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ที่มีช่วงไดนามิกกว้างสามารถตรวจจับได้ทั้งสัญญาณอ่อนและสัญญาณแรง
32. ความเสถียรของน้ำหนักบรรทุก ความสามารถของอุปกรณ์ในการรักษาระดับเอาต์พุตให้คงที่ภายใต้สภาวะโหลดที่เปลี่ยนแปลงไป ตัวอย่างเช่น เครื่องส่งสัญญาณความดันจะรักษาระดับเอาต์พุตให้คงที่แม้ว่าโหลดจะเปลี่ยนแปลงไปก็ตาม
33. ขั้วเดียวและสองขั้ว
· ขั้วเดียวสัญญาณจะมีค่าได้เฉพาะบวกหรือลบเท่านั้น ตัวอย่างเช่น สัญญาณแรงดันไฟฟ้า 0-10 โวลต์
· ไบโพลาร์สัญญาณนี้มีทั้งค่าบวกและค่าลบ ตัวอย่างเช่น สัญญาณจาก -10V ไปยัง 10V