ปัจจัยที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกเกจวัดสุญญากาศ มกราคม 2024
6 MIN READ
เมื่อถึงเวลาเลือกเกจวัดสุญญากาศใหม่เพื่อเสริมปั๊มหรือระบบสุญญากาศของคุณ สิ่งสําคัญคือต้องใช้แนวทางที่รอบคอบ ดูเหมือนเป็นงานที่เรียบง่าย แต่มีปัจจัยหลายประการที่คุณต้องพิจารณา
องค์ประกอบต่างๆ ส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของเกจวัดสุญญากาศและควบคุมกระบวนการตัดสินใจ เกจวัดแต่ละเครื่องมีช่วงการทํางาน ระดับความแม่นยํา และข้อดีและข้อจํากัดของตัวเอง เมื่อพิจารณาประเด็นสําคัญเหล่านี้ เราสามารถช่วยกําหนดเกจที่เหมาะสมสําหรับระบบสุญญากาศของคุณได้
- ระดับสุญญากาศและความแม่นยําในการทํางาน
- ผลกระทบของกระบวนการหรือการใช้งานต่อเกจ
- สภาพแวดล้อมในการทํางาน
- อินเทอร์เฟซกับระบบของคุณ
- ต้นทุนและการบํารุงรักษา
ตัวเลือกเกจวัดสุญญากาศ
ก่อนที่เราจะเจาะลึกถึงตัวเลือกหลักเหล่านี้ เรามาดูประเภทของเกจกัน เกจวัดสุญญากาศมีอยู่สองหมวดหมู่ ได้แก่ เกจวัดโดยตรงและเกจวัดโดยอ้อม
เครื่องวัด
เกจวัดโดยตรงจะให้แรงดันของระบบสุญญากาศโดยไม่ขึ้นอยู่กับประเภทก๊าซ (ดังนั้นจึงเรียกว่าเกจวัดอิสระจากก๊าซ) ซึ่งจะทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่แรงดันสูงกว่า 10-4 mbar เท่านั้น เนื่องจากโมเลกุลต่างๆ ในระบบจะมีผลทางกายภาพ และที่แรงดันต่ํากว่านั้น โมเลกุลเหล่านี้จะไม่เพียงพอที่จะสร้างผลที่วัดได้ ประกอบด้วย:
- Piezo - การวัดที่แม่นยําของสุญญากาศและแรงดันส่วนเกินลงถึงประมาณ 1 mbar ซึ่งเป็นจุดที่ความแม่นยําเบี่ยงเบน
- หน้าปัดแบบกลไก - ให้การบ่งชี้แรงดันด้วยภาพ จึงมีประโยชน์ในการใช้งานที่มีจอแสดงผลในเครื่อง
- ความจุ - มีความแม่นยําสูง สามารถวัดค่าได้ตั้งแต่บรรยากาศจนถึง 10-4 mbar
เครื่องวัดทางอ้อม
เครื่องวัดค่าทางอ้อมมักใช้วิธีการสองวิธีคือการถ่ายเทความร้อนหรือการสร้างไอออน ทั้งสองอย่างนี้ขึ้นอยู่กับประเภทก๊าซ ดังนั้นการทราบว่าก๊าซที่คุณกําลังวัดค่าคือก๊าซชนิดใดจึงเป็นสิ่งสําคัญหากคุณต้องการทราบแรงดันที่แท้จริง เมื่อทราบประเภทแก๊ส คุณสามารถใช้ตัวประกอบการแก้ไขแก๊สได้ เกจเหล่านี้แบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก ได้แก่
- Pirani - เกจวัดความร้อน - ใช้ในสุญญากาศระดับหยาบถึงปานกลาง ซึ่งมักเป็นทางเลือกที่ราคาถูกกว่าเกจวัด Piezo/Capacitance ซึ่งความถูกต้องแม่นยํามีความสําคัญน้อยกว่า
- แคโทดเย็น - เกจวัดไอออน - ใช้ในสุญญากาศปานกลางถึงสูงเพื่อบ่งชี้แรงดัน
- แคโทดร้อน - เกจวัดไอออน - ใช้ในสุญญากาศปานกลางถึงสูงพิเศษ - ความแม่นยําสูงกว่าแคโทดเย็นและมีช่วงที่กว้างขึ้น ข้อเสียคือกําลังที่สูงขึ้นและความไวต่อการสั่นสะเทือน/ลมกระชาก
สําหรับเกจวัดทางอ้อม จะมีส่วนย่อยอีกส่วนหนึ่งคือ Active (ใช้งาน) และ Passive (พาสซีฟ) เกจวัดส่วนใหญ่ที่คุณเห็นในตลาดเป็นแบบแอ็คทีฟ โดยมีระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ประมวลผลสัญญาณเพื่อให้เอาต์พุต 0-10 V หรือเอาต์พุตอื่นๆ บนบอร์ด อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่มีการแผ่รังสีปริมาณมาก การดําเนินการนี้ก็ไม่สามารถทําได้ เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะแตกหัก ในสถานการณ์ดังกล่าว คุณจะได้รับเกจรุ่นที่เรียกว่าแบบพาสซีฟ กล่าวคือ มีอิเล็กทรอนิกส์เคลื่อนเข้าไปในตัวควบคุมที่สามารถจัดวางให้ห่างจากพื้นที่แผ่รังสีได้
ที่เกี่ยวข้อง: เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเกจวัดสุญญากาศและระดับความไวต่ออิทธิพลภายนอกที่หลากหลายในโพสต์บล็อกนี้: ปัจจัยสําคัญที่ส่งผลต่อความแม่นยําของความไวของเกจวัดสุญญากาศ
ระดับสุญญากาศและความแม่นยํา
ระดับสุญญากาศอาจเป็นข้อพิจารณาที่สําคัญที่สุด
ซึ่งส่งผลต่อปัจจัยอื่นๆ แต่ละประการ เนื่องจากคุณจําเป็นต้องใช้เกจวัดที่วัดแรงดันในการทํางานของคุณ การจําแนกประเภทและช่วงทั่วไป ได้แก่:
- สุญญากาศหยาบ: จากเหนือบรรยากาศถึง 1 mbar
- สุญญากาศปานกลาง: 1 mbar ถึง 10 -3 mbar
- สุญญากาศสูง: 10 -3 mbar ถึง 10 -9 mbar
- สุญญากาศสูงพิเศษ: 10 -9 mbar ถึง 10 -12 mbar
ต้องใช้เทคโนโลยีเกจที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ช่วงแรงดันสุญญากาศที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับระดับสุญญากาศเป้าหมาย อาจจําเป็นต้องใช้เกจวัดร่วมกันเพื่อให้ได้การวัดค่าตลอดช่วงการปั๊มทั้งหมด
เกจวัดสุญญากาศแบบหยาบ/ปานกลาง - มีตัวเลือกมากมาย รวมถึงเกจวัดทั้งแบบโดยตรงและโดยอ้อม ดังนั้นการทราบข้อกําหนดของกระบวนการจึงเป็นสิ่งสําคัญในการเลือกเกจวัดที่เหมาะสม
เกจวัดสุญญากาศระดับสูงและสูงพิเศษ - ตัวเลือกที่น้อยลงเล็กน้อย โดยมีพื้นที่โดดเด่นด้วยเกจวัดประเภทแคโทดร้อนหรือแคโทดเย็น ซึ่งทั้งสองประเภทเป็นเกจวัดทางอ้อม
โดยทั่วไปแล้ว เกจที่ทํางานในสุญญากาศระดับหยาบถึงปานกลางมีความแม่นยําสูงกว่าเกจที่ทํางานในสุญญากาศระดับปานกลางถึงสูงพิเศษ นอกจากนี้ เครื่องวัดโดยตรงยังมีความแม่นยํามากกว่าเครื่องวัดโดยอ้อม เกจวัดโดยตรงมักมีความแม่นยําระหว่าง 0.2 ถึง 2% โดยความแม่นยําจะลดลงเมื่อแรงดันลดลง โดยทั่วไปแล้ว มาตรวัดทางอ้อมจะแตกต่างกันระหว่าง 10% และ 30% ขึ้นอยู่กับประเภทของผลิตภัณฑ์ แต่มีความถูกต้องแม่นยําที่สม่ําเสมอในทุกช่วง
ดังนั้น คุณจําเป็นต้องเลือกเครื่องชั่งที่เหมาะสมระหว่างความแม่นยําที่ต้องการและความดันในการทํางาน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณตั้งใจจะใช้เกจวัด
สํารวจกลุ่มผลิตภัณฑ์เกจวัดสุญญากาศและตัวควบคุมที่แม่นยําของ Leybold
ผลกระทบของกระบวนการหรือการใช้งานต่อเกจ
วิธีการที่กระบวนการสามารถส่งผลกระทบต่อเกจมีบทบาทสําคัญในการเลือก ผลกระทบของการใช้งานที่มีต่อเทคโนโลยีเกจที่เลือกต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบ รวมถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจาก:
- ฝุ่นหรือเศษวัสดุจากกระบวนการ
- ก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น คลอรีนหรือส่วนผสมที่เป็นกรดในสภาพที่มีไอน้ํา
- การระบายอากาศบ่อยครั้ง
- การสั่นสะเทือน
- อนุภาคหรือรังสีเอ็กซเรย์
- สนามแม่เหล็กและไฟฟ้า
ตัวอย่างเช่น เกจ Pirani เหมาะสําหรับการใช้งานสุญญากาศระดับหยาบและปานกลางมากมาย เช่น:
- การวิจัยและพัฒนา
- เครื่องมือวิเคราะห์
- กิจกรรมอุตสาหกรรมและการเคลือบผิว
- การทำให้แห้งด้วยการแช่แข็ง
- การประมวลผล
ในทางกลับกัน เครื่องวัดความจุให้ความแม่นยําสูงโดยการวัดค่าการเบี่ยงเบนเล็กน้อยบนเมมเบรนไดอะแฟรมที่เกิดจากความผันผวนของระดับสุญญากาศ อย่างไรก็ตาม ความถูกต้องแม่นยําที่ยอดเยี่ยมจะทําให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น และยังมีช่วงการวัดค่าที่โฟกัสมากขึ้นด้วย ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสําคัญที่จะต้องทราบว่าคุณต้องการอะไรจากระบบการตรวจวัดของคุณ
สภาพแวดล้อมในการทํางาน
สภาพแวดล้อมทั่วไปสําหรับการติดตั้งเกจวัดเฉพาะอาจส่งผลกระทบต่อการตัดสินใจเลือกอุปกรณ์เกจวัด หากมีการติดตั้งเกจวัดในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ความเสี่ยงจากสิ่งสกปรก ฝุ่น และ/หรือน้ําที่อาจเข้ามาอาจทําให้จําเป็นต้องมีการป้องกันเพิ่มเติมสําหรับเกจวัดและอาจเป็นตัวเครื่องหรือสภาพแวดล้อมที่ดัดแปลง นอกจากนี้ คุณต้องพิจารณาถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการแผ่รังสีและการสูญเสียสัญญาณเอาต์พุต เนื่องจากจําเป็นต้องควบคุมเกจวัดจากระยะไกล
อินเตอร์เฟซเข้ากับระบบของคุณ
เกจวัดสุญญากาศทุกตัวจะส่งสัญญาณออกมา อย่างไรก็ตาม ด้วยการแพร่กระจายของอินเตอร์เฟซการสื่อสาร จึงอาจเป็นปัญหาในการกําหนดว่าสัญญาณใดดีที่สุด การใช้งานส่วนใหญ่จะใช้สัญญาณ 0-10 V ที่เรียบง่าย ซึ่งสามารถแปลงเป็นแรงดันได้โดยใช้สมการที่เรียบง่าย นี่คือวิธีการตั้งค่าระบบที่ต้องการความพยายามน้อยที่สุด แม้ว่าการใช้งานทางอุตสาหกรรมบางอย่างจะยังคงใช้เอาท์พุท 4-20 mA
อย่างไรก็ตาม ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการรวบรวมข้อมูล โปรโตคอลการสื่อสารดิจิตอลจึงกลายเป็นที่นิยมใช้โดยตรงกับหัววัดเอง แทนที่จะใช้ตัวแปลงแบบฮับ ซึ่งรวมถึง RS232/RS485, EtherCAT, Profibus, Ethernet IP และอื่นๆ อีกมากมาย
ต้นทุนและการบํารุงรักษา
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การทราบว่าคุณต้องการวัดแรงดันเท่าใดเป็นสิ่งสําคัญ แต่ทุกคนมีงบประมาณ ในอุดมคติแล้ว คุณอาจต้องการความถูกต้องแม่นยําที่ 0.1% แต่หากคุณได้รับความถูกต้องแม่นยําที่ 1% สําหรับค่าใช้จ่ายครึ่งหนึ่ง ก็อาจเป็นเรื่องสําคัญที่จะพิจารณาสิ่งที่คุณต้องการจริงๆ เพื่อใช้งานและตรวจสอบระบบของคุณ
ประเด็นหลักที่ส่งผลกระทบต่อต้นทุนคือความถูกต้องแม่นยําและช่วงแรงดัน:
- ความถูกต้องแม่นยํา - ตามที่คุณคาดหวัง ความถูกต้องแม่นยําสูงมักจะนําไปสู่ต้นทุนที่สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสุญญากาศแบบหยาบ/ปานกลาง โดยที่เกจวัดความจุมีราคาแพงกว่าเกจวัดแบบ Piezo มาก
- ช่วงความดัน - บ่อยครั้งที่สามารถใช้เกจสองประเภทร่วมกันหรือรวมเข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเดียวเพื่อวัดค่าในช่วงความดันที่กว้างขึ้น ส่งผลให้ต้นทุนสําหรับเกจแบบรวมสูงขึ้น
การประเมินผล
คําแนะนําสุดท้ายเกี่ยวกับการติดตั้งเกจเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ:
หากเป็นไปได้ ขอแนะนําให้ติดตั้งเกจในแนวตั้งโดยให้ข้องอ 90 องศาใกล้กับห้องมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมและป้องกันอนุภาค ฝุ่น สิ่งสกปรก และความชื้นที่ไม่พึงประสงค์เข้าสู่เกจ นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสําคัญที่จะต้องติดตั้งเกจวัดของคุณให้ห่าง 90 องศาจากก๊าซฉีดพ่นขาเข้าหรือกระแสระบายอากาศ
การเลือกเกจวัดที่เหมาะสมสําหรับการสร้างสุญญากาศที่มีประสิทธิภาพจําเป็นต้องเข้าใจระดับสุญญากาศและความต้องการข้อมูลของคุณ ความต้องการระดับสุญญากาศ ต้นทุน และการบํารุงรักษายังส่งผลต่อการเลือกเกจวัดสุญญากาศด้วย
แม้ว่าอาจดูน่ากลัว แต่ตัวเลือกต่างๆ สามารถจํากัดให้เหลือแค่เกจที่เหมาะสมได้อย่างง่ายดายโดยการพิจารณาข้อกําหนดของระบบของคุณอย่างละเอียด ซึ่งเรามีให้เลือกมากมายเพื่อตอบสนองความต้องการของกระบวนการทุกรูปแบบ
