เกจวัดแรงดัน (Pressure Gauge) : หลักการทำงานและการนำไปใช้

ในโลกของอุตสาหกรรมและระบบเครื่องกล “แรงดัน” เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยของเครื่องจักร หากไม่มีอุปกรณ์สำหรับตรวจสอบและควบคุมแรงดันอย่างแม่นยำ อาจนำไปสู่ปัญหาต่าง ๆ เช่น การรั่วไหลของของไหล การทำงานผิดพลาดของระบบ หรือแม้กระทั่งอุบัติเหตุร้ายแรง

เกจวัดแรงดัน (Pressure Gauge) เป็นอุปกรณ์ที่ถูกออกแบบมาเพื่อวัดและแสดงค่าความดันในระบบต่าง ๆ โดยสามารถพบเห็นได้ในแทบทุกอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็น โรงงานผลิตอาหาร ระบบไฮดรอลิก โรงกลั่นน้ำมัน หรือแม้แต่เครื่องมือแพทย์

วันนี้ผมจะพาคุณไปรู้จักกับ หลักการทำงาน ประเภท และการนำไปใช้ ของ Pressure Gauge อย่างละเอียด เพื่อให้คุณสามารถเลือกใช้งานได้อย่างเหมาะสมและมีประสิทธิภาพมากที่สุด

Pressure Gauge คืออะไร?

Pressure Gauge หรือ เกจวัดความดัน เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับวัดแรงดันของของไหล (ก๊าซหรือของเหลว) ภายในระบบอุตสาหกรรมหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ โดยค่าความดันที่วัดได้จะถูกแสดงผลเป็นหน่วยที่กำหนด เช่น PSI (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว), Bar, kPa (กิโลปาสคาล) หรือ kg/cm² ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถตรวจสอบและควบคุมความดันได้อย่างแม่นยำ

หลักการทำงานของ Pressure Gauge

Pressure Gauge ทำงานโดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับแรงดันของของไหล ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็นสองหลักการหลัก ได้แก่:

การแปลงแรงดันเป็นการเคลื่อนที่ทางกลไก – ใช้หลักการที่เมื่อแรงดันของของไหลเพิ่มขึ้น จะทำให้ชิ้นส่วนภายในเกิดการขยับตัว และส่งผลให้เข็มบนหน้าปัดแสดงค่าความดัน
การแปลงแรงดันเป็นสัญญาณไฟฟ้า – ในเครื่องวัดความดันแบบดิจิทัล จะมีเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับแรงดัน และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อแสดงค่าบนหน้าจอดิจิทัล

ประเภทเกจวัดแรงดัน มีอะไรบ้าง

1. Bourdon Tube Gauge

เป็นประเภทที่ใช้กันมากที่สุด ใช้ท่อโลหะบางรูปทรงโค้งงอที่ขยายตัวเมื่อได้รับแรงดันของไหล การขยายตัวนี้จะถูกส่งผ่านไปยังกลไกที่ทำให้เข็มแสดงค่าบนหน้าปัด อุปกรณ์ชนิดนี้นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมและระบบไฮดรอลิกเนื่องจากมีความทนทานสูง

2. Diaphragm Gauge

ใช้แผ่นไดอะแฟรมที่ทำจากวัสดุยืดหยุ่น เช่น สแตนเลสหรือยาง เมื่อมีแรงดันเข้ามา แผ่นไดอะแฟรมจะโค้งงอ และส่งแรงไปยังกลไกที่ใช้วัดความดัน มักใช้ในงานที่เกี่ยวข้องกับของไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรืออุณหภูมิสูง

3. Capsule Gauge

ประกอบด้วยแคปซูลโลหะที่บางและยืดหยุ่น ซึ่งจะเปลี่ยนรูปร่างเมื่อได้รับแรงดัน โดยค่าการเปลี่ยนแปลงนี้จะถูกส่งไปยังกลไกการวัด เหมาะสำหรับการวัดความดันต่ำ เช่น อุตสาหกรรมยาและชีวเคมี

4. Digital Pressure Gauge

ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์วัดแรงดันในการแสดงผลค่าความดันบนหน้าจอดิจิทัล มีความแม่นยำสูง สามารถบันทึกข้อมูลและส่งสัญญาณไปยังระบบควบคุมอัตโนมัติได้ เหมาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมที่ต้องการตรวจวัดความดันแบบเรียลไทม์

5. Differential Pressure Gauge

ใช้วัดความแตกต่างของแรงดันระหว่างสองจุด ซึ่งมีความสำคัญในงานที่ต้องการตรวจสอบความดันภายในอุปกรณ์ เช่น การวัดการอุดตันของไส้กรองอากาศหรือไส้กรองน้ำมัน

สรุปความแตกต่างของประภทเกจวัดแรงดัน

ความแตกต่างของประภทเกจวัดแรงดัน

เทคนิคการเลือกใช้ Pressure Gauge ให้เหมาะกับงาน

การเลือกใช้ Pressure Gauge ควรคำนึงถึงปัจจัยดังต่อไปนี้:

ช่วงการวัด (Measuring Range): เลือกช่วงการวัดที่เหมาะสมกับระบบ โดยปกติค่าความดันที่อ่านได้ไม่ควรเกิน 75% ของช่วงการวัดสูงสุดของอุปกรณ์
ความแม่นยำ (Accuracy Class): เลือกอุปกรณ์ที่มีระดับความแม่นยำเหมาะสมกับงาน เช่น งานวิจัยต้องการความแม่นยำสูงกว่างานอุตสาหกรรมทั่วไป
วัสดุของตัวเครื่อง (Material): ควรเลือกวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนและอุณหภูมิสูง เช่น สแตนเลส เหมาะสำหรับงานที่ต้องเผชิญกับสารเคมี
ประเภทของแรงดันที่วัด (Type of Pressure): เช่น วัดความดันสัมบูรณ์ (Absolute Pressure) หรือวัดความดันสัมพัทธ์ (Gauge Pressure)

ควรหลีกเลี่ยงการใช้ Pressure Gauge วัดแรงดันที่เกินขีดจำกัดของอุปกรณ์ เนื่องจากอาจทำให้เซ็นเซอร์เสียหายหรืออ่านค่าผิดพลาด ส่งผลต่อความปลอดภัยของระบบ

การใช้งานในอุตสาหกรรม ใช้ทำอะไรบ้าง

เกจวัดแรงดัน ถูกนำไปใช้งานในหลายอุตสาหกรรม ได้แก่:

อุตสาหกรรมปิโตรเคมี: ใช้ควบคุมแรงดันของก๊าซและของเหลวในกระบวนการผลิต
โรงไฟฟ้า: ตรวจสอบแรงดันของไอน้ำและน้ำในระบบหม้อไอน้ำ
อุตสาหกรรมยานยนต์: ใช้ควบคุมแรงดันของน้ำมันเครื่อง น้ำมันเชื้อเพลิง และระบบเบรก
ระบบ HVAC: ตรวจสอบแรงดันของสารทำความเย็นในเครื่องปรับอากาศและระบบทำความเย็น
ตรวจระบบดับเพลิง : ในระบบดับเพลิง โดยเฉพาะระบบท่อน้ำดับเพลิง (Fire Sprinkler System) การตรวจสอบ แรงดันน้ำ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์เหล่านี้จะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในกรณีเกิดเหตุการณ์เพลิงไหม้ขึ้นในโรงงาน

สำหรับผู้ที่สนใจบริการตรวจระบบดับเพลิง จากทีมวิศวกรมืออาชีพที่มีคุณสมบัติผู้ตรวจสอบถูกต้องตามกฎหมาย เราพร้อมให้บริการไม่ว่าจะเป็นการตรวจระบบดับเพลิง อาคาร บ้าน ห้าง หรือ โรงงาน พร้อมเดินทางไปให้บริการถึงที่ >> ติดต่อสอบถาม

วิธีการบำรุงรักษา Pressure Gauge

การบำรุงรักษาเครื่องวัดความดันอย่างเหมาะสม จะช่วยยืดอายุการใช้งานและรักษาความแม่นยำของอุปกรณ์ โดยมีแนวทางดังนี้:

ตรวจสอบสภาพภายนอก เช่น ตรวจหารอยร้าว รั่วซึม หรือสนิม
สอบเทียบ (Calibration) ควรดำเนินการทุก 6-12 เดือนตามมาตรฐานอุตสาหกรรม นั้นก็คือมาตรฐาน ISO/IEC 17025 ซึ่งเป็นมาตรฐานสากลที่ให้การยอมรับทั่วโลก
ทำความสะอาด โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นหรือสารเคมีปนเปื้อน

สรุป

Pressure Gauge เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ โดยมีหลายประเภทที่เหมาะสมกับงานที่แตกต่างกัน เช่น Bourdon Tube Gauge ที่ใช้ท่อโลหะในการแสดงค่าความดัน, Diaphragm Gauge ที่ใช้แผ่นไดอะแฟรมในการวัดความดันในของไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, Capsule Gauge ที่เหมาะสำหรับการวัดความดันต่ำ, Digital Pressure Gauge ที่แสดงผลแบบดิจิทัล และ Differential Pressure Gauge ที่ใช้วัดความแตกต่างของแรงดันระหว่างสองจุด

การเลือกใช้เกจวัดแรงดันควรพิจารณาจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น ช่วงการวัด ความแม่นยำ และวัสดุที่ใช้ในการผลิต เช่น การเลือกวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีสารเคมี

อ้างอิง

Beebe, R. (2004). Predictive Maintenance of Pumps Using Condition Monitoring. Elsevier.
Lipták, B. G. (2015). Instrument Engineers’ Handbook: Process Measurement and Analysis. CRC Press.
API Standard 526. (2017). Pressure-Relieving and Depressuring Systems. American Petroleum Institute.

บทความที่น่าสนใจ