วันอังคารที่ 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2555

เทอร์โมคัปเปิล (THERMOCOUPLE) ตอนที่ 3

การเชื่อมหัวเทอร์โมคัปเปิล มีความสำคัญมาก ต้องเชื่อมให้ถูกต้องตามหลักการ เพื่อให้ได้การวัดที่แม่นยำและมีอายุการใช้งานยาวนาน การเชื่อมหัวเทอร์โมคัปเปิลมีการแบ่งตามขนาดของลวดดังนี้



1. ลวดโตที่มีขนาดพื้นที่หน้าตัดตั้งแต่ประมาณ 2 Sq.mm. ขึ้นไป ใช้เครื่องเชื่อมแบบใช้มือธรรมดา โดยมีก๊าซอาร์กอนซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อยไม่ทำปฏิกิริยาเคมีกับสารใดฉีดปกคลุมบริเวณเชื่อมเพื่อไม่ให้เกิด Oxide ขึ้นตรงรอยต่อของลวด เรียกว่า การเชื่อมแบบ Butt ซึ่งง่ายกว่าการเชื่อมลวดขนาดเล็ก


2. ลวดที่มีขนาดพื้นที่หน้าตัดเล็กกว่า 2 Sq.mm. การเชื่อมด้วยมือจะมี Human Error (ความผิดพลาดจากคนทำ) ได้มาก เพราะขึ้นอยู่กับทักษะ และ สมาธิ ซึ่งต้องผ่านการฝึกฝนมาอย่างดี จึงควรใช้เครื่องจักรอัตโนมัติเชื่อม เพื่อให้เกิดรอยต่อสนิท,สามาตร และ ไม่มีค่าความผิดพลาดเกิดขึ้นได้ การเชื่อมลวดขนาดเล็ก เรียกว่า การเชื่อมแบบ Bead Welding ซึ่งเครื่องจักรอัตโนมัติจะเชื่อมให้เกิดรอยต่อที่เป็นลูกบอลครึ่งลูก 2 ชิ้นเชื่อมต่อกันสนิทตลอดรอยต่อดังรูปข้างล่าง
 
(A)  การเชื่อมโดยใช้เครื่องจักร                      
อัตโนมัติระยะห่างระหว่างลวดทั้ง
สองและระยะจากหัวเชื่อมเท่ากัน
ทุกครั้งทำให้รอยเชื่อมเกิดลูกบอล
ติดสนิทและสมมาตรกันทำให้วัด
ได้แม่นยำและอายุการใช้งานนาน
กว่า



(B)  การเชื่อมโดยใช้มือไม่แน่นอน
รอยเชื่อมอาจจะไม่ติดสนิทไม่สมมาตร
อายุการใช้งานสั้นและค่าผิดพลาด
มากกว่า







การประกอบหัวเทอร์โมคัปเปิลเข้ากับท่อ หรือ Metal Sheath มี 3 ลักษณะคือ

  1. แบบเปลือย (Exposed Junction) ให้ผลการวัดที่ไวที่สุด (Minimum Response Time) จุดต่อสำหรับวัดสัมผัสกับของเหลว (Fluid) ที่ต้องการวัดโดยตรงผลเสียของแบบเปลือย คือ ชำรุดเสียหายง่ายและอายุการใช้งานสั้น ไม่เหมาะสำหรับงานความดันสูงหรือ Fluid ที่มีการกลั่นตัว
  2. แบบ Grounded Junction สายทั้งคู่ของเทอร์โมคัปเปิลที่เชื่อมติดกัน จะถูกเชื่อมต่อลงบนส่วนปลายท่อโลหะของ Metal Sheath อีกทีหนึ่ง สามารถใช้ได้กับ Fluid ที่เป็นสารกัดกร่อน ให้ผลการตอบสนองต่ออุณหภูมิไวกว่าแบบ Ungrounded Junction แต่มีข้อเสียคือ ถ้ามีกระแสไฟรั่วจากอุปกรณ์อื่นมาที่ Metal Sheath จะทำให้ค่าวัดอุณหภูมิผิดพลาดได้
  3. แบบ Ungrounded Junction ใช้ได้กับ Fluid ที่เป็นสารกัดกร่อน มีอายุการใช้งานยืนยาวที่สุด แต่มีข้อเสียคือให้ผลการวัดช้า เหมาะกับงานที่อุณหภูมิไม่ค่อยเปลี่ยนแปลง ในอุตสาหกรรมใช้แบบนี้เกือบทั้งหมด สำหรับ Metal Sheath ที่เป็น Ceramic นั้นมักจะใช้ในกรณีที่อุณหภูมิใช้งานสูง เช่น 800 C ขึ้นไป หรือในบรรยากาศที่มีการกัดกร่อนสูง
    ชีตเทอร์โมคัปเปิล (Sheath Thermocouple) คือ เทอร์โมคัปเปิลที่ตัว Metal Sheath ผลิตสำเร็จรูปมาพร้อมกับตัวสายเทอร์โมคัปเปิลเลย จึงทนอุณหภูมิได้สูงกว่าแบบธรรมดามาก เพราะฉนวนไฟฟ้าที่อยู่ระหว่างลวดเทอร์โมคัปเปิลกับ Metal Sheath จะถูกบีบอัดแน่นกว่าปกติหลายเท่า ท่อ Metal Sheath มักทำจากโลหะเหนียวและยืดหยุน สามารถดัดท่องอได้ตามความเหมาะสมกับงาน
    ฉนวนของเทอร์โมคัปเปิล (Insulation)
ป็นส่วนที่ใช้กั้นระหว่างตัวเทอร์โมคัปเปิล กับ Metal Sheath ส่วนใหญ่จะเป็นสารประเภทแมกนีเซียมออกไซด์ , อะลูมิเนียมออกไซด์ หรือเบอรีลเลียมออกไซด์
    เทอร์มอเวล (Thermowell)เป็นอุปกรณ์เสริม (Accessory) ใช้ป้องกันไม่ให้เทอร์โมคัปเปิล สัมผัสกับสารที่ต้องการวัดอุณหภูมิโดยตรง เช่น สารที่กัดกร่อน ,มีความดันสูง หรือในบางกรณี ที่ต้องการถอดตัวเทอร์โมคัปเปิลเพื่อซ่อมบำรุงโดยไม่รบกวนการทำงานของระบบจำเป็นตัองใช้ Thermowell เป็นตัวกลางด้วยเช่นกัน
    สายต่อเทอร์โมคัปเปิล (Extension Wire)คือ สายที่ใช้ในการเชื่อมต่อ หรือต่อเพิ่มจากที่ตัวเทอร์โมคัปเปิลมีอยู่แล้ว ในกรณีที่จุดวัดอุณหภูมิและจุดที่ต้องการรับสัญญานจากเทอร์โมคัปเปิลอยู่ห่างกัน มี 2 แบบ คือ แบบที่ทำจากสารประเภทเดียวกับ เทอร์โมคัปเปิล (เช่น Type E , J , K , T) และแบบที่ทำจากโลหะต่างชนิดกับเทอร์โมคัปเปิล (เช่น Type R , S , B) เนื่องจาก วัสดุที่ใช้ทำสาย คือ Platinum มีราคาแพง

     กฏของวงจรโลหะชนิดเดียว (Law of the Homogeneous Circuit)ในวงจรที่ประกอบด้วยโลหะชนิดเดียวกัน 2 เส้น ถึงแม้อุณหภูมิที่ปลายจุดต่อทั้ง 2 ข้างจะไม่เท่ากันก็จะไม่เกิดกระแสไฟฟ้าไหล
    กฏของโลหะแทรก (Law of Intermediate Matals)ถ้ามีโลหะแทรกอยู๋ในส่วนหนึ่งส่วนใดของวงจร หากอุณหภูมิของจุดต่อที่ปลายโลหะแทรกทั้งสองเท่ากันแล้ว โลหะแทรกนี้จะไม่มีผลต่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้น


     กฏของอุณหภูมิแทรก (Law of Intermediate Temperature)แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นโดยเทอร์โมคัปเปิลหลายชุดต่อกันโดยมีอุณหภูมิที่จุดต่อต่างกันจะมีค่าเท่ากันผลบวกทางพีชคณิตของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเทอร์โมคัปเปิลเหล่านั้น

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น