ประโยชน์ของ PT100 (RTD) Titanium

2023-08-02 11:57:54

โทรสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม
กรอกข้อมูลเพื่อให้เจ้าหน้าที่ติดต่อกลับ CLICK

Temperature Sensor หรือ เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ คือ เซ็นเซอร์สำหรับงานวัดอุณหภูมิที่นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ ได้แก่ เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple), อาร์ทีดี (RTD), เทอร์มิสเตอร์ (Thermistor) ชนิด NTC, PTC เป็นต้น ซึ่งแต่ละประเภทมีหลักการทำงานและวัตถุประสงค์การวัดอุณหภูมิที่แตกต่างกันออกไป แต่โดยส่วนใหญ่ในงานอุตสาหกรรม จะใช้เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ (Temperature Sensor) ประเภทเทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) และอาร์ทีดี (RTD Pt100) เนื่องจากมีย่านการวัดอุณหภูมิที่กว้างและมีความแม่นยำ ทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้ดี สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นประเภทอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมเกษตรกรรม อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมเหล็ก อุตสาหกรรมพลาสติก อุตสาหกรรมแก้ว อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ เป็นต้น ซึ่ง Temperature Sensor หรือ เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิมีรูปแบบการเลือกติดตั้งใช้งานดังนี้

Thermocouple & RTD (PT100) แบบหัวกะโหลก			Thermocouple & RTD (PT100) แบบออกสาย

แบบเกลียว	แบบเกลียวยกคอ (Sleeve)	แบบหน้าแปลน Ferrule	แบบออกสาย	แบบรัดท่อ	แบบเขี้ยวล็อค

โดยในวันนี้ผู้บรรยายจะขอนำเสนอเกี่ยวกับ PT100/RTD (Resistance Temperature Detector) เป็นทรานสดิวเซอร์วัดอุณหภูมิ (Transducer Temperature) ที่อาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุ ต้องอาศัยแหล่งจ่ายไฟภายนอกป้อนให้กับวงจร โดยค่าความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุและอุณหภูมิแสดงความสัมพันธ์แบบแปรผันตรง โดยเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นค่าความต้านทานของโลหะจะมีค่าสูงขึ้น ในการใช้งานควรเลือกใช้วัสดุที่ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานสูง เพราะเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิไปเพียงเล็กน้อยค่าความต้านทานของโลหะจะเปลี่ยนแปลงอย่างชัดเจน วัสดุที่นิยมใช้ทำ RTD ได้แก่ แพลตทินั่ม (Platinum) โดย RTD (PT100) มีโครงสร้างและส่วนประกอบดังนี้

โครงสร้างของอาร์ทีดี (RTD Pt100)	ส่วนประกอบของอาร์ทีดี (RTD Pt100)

จากโครงสร้างและส่วนประกอบของ RTD (PT100) ในการเลือกวัสดุของท่อ (Tube) ให้เหมาะกับหน้างาน เพื่อทำให้หัววัดอุณหภูมิสามารถใช้งานได้ยาวนานมากขึ้นเป็นสิ่งที่มีความสำคัญ ซึ่งในหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับการเลือกวัสดุของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ (Temperature Sensor) ซึ่งทางผู้บรรยายได้เคยกล่าวไว้แล้วในหัวข้อ “การเลือกวัสดุของ Thermocouple & RTD (PT100) ให้เหมาะสมกับอุณหภูมิการใช้งาน” ซึ่งผู้อ่านน่าจะพอทราบคุณสมบัติได้พอสังเขป โดยวันนี้จะขอยกตัวอย่างเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ (Temperature Sensor) ชนิด RTD (PT100) โดยการใช้วัสดุท่อแบบไทเทเนียม (Titanium) ในรูปแบบหัวกะโหลกแบบ Bakelite ในหัวข้อ “ประโยชน์ของ PT100 (RTD) Titanium” ว่ามีประโยชน์และเหมาะกับการใช้งานกับประเภทใด โดยขอยกตัวอย่าง PT100 รุ่น TSP-08 โดยสามารถอธิบายส่วนประกอบของ Titanium PT100 : RTD (Resistance Temperature Detector) ได้ดังนี้

ตัวอย่าง PT100 : RTD (Resistance Temperature Detector) โดยการใช้วัสดุท่อแบบ Titanium และหัวกะโหลกแบบ Bakelite
รูปตัวอย่างของ RTD (PT100) โดยการใช้วัสดุท่อแบบ Titanium และหัวกะโหลกแบบ Bakelite

• ส่วนท่อ (Probe)	• ส่วนหัวกะโหลก Bakelite

วัสดุท่อ Titanium	กรณีใช้งานที่มีความชื้นสูง มีฝุ่น ละอองน้ำ เป็นต้น

จากรูปตารางข้างต้นสามารถอธิบายส่วนประกอบของ Titanium PT100 : RTD (Resistance Temperature Detector) ได้ดังนี้
• ส่วนท่อ (Probe)
วัสดุทำจากไทเทเนียม (Titanium) คือ โลหะที่มีความแข็งกว่าอลูมิเนียม 2 เท่า มีสีเทาขาวเนื้อเงา น้ำหนักเบากว่าเหล็ก 50% ไม่เกิดสนิม ทนต่อสารกัดกร่อนประเภท สารเคมี ได้ดี
• ส่วนหัวกะโหลก
วัสดุทำจาก Bakelite
- หัวกะโหลกแบบ Bakelite หัวเล็ก ใช้ในกรณีที่อุณหภูมิที่ติดตั้งสูงและมีพวกละอองน้ำ (ไม่ขึ้นสนิม)
- หัวกะโหลกแบบ Bakelite หัวใหญ่ ใช้อุณหภูมิสูง และใส่ Transmitter หรือ แบบ Double (2 หัว)

จากคุณสมบัติเบื้องต้นของ Titanium PT100 : RTD (Resistance Temperature Detector) เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมพลาสติก ยาง ถุงยาง ถุงมือยาง อาหารและยา เป็นต้น สามารถยกตัวอย่างการใช้งานได้ดังนี้

ยกตัวอย่างการติดตั้งใช้งาน Titanium PT100 : RTD (Resistance Temperature Detector) กับงานน้ำยาสารเคมีในโรงงานถุงมือยาง

จากตัวอย่างการใช้งาน Titanium PT100 : RTD (Resistance Temperature Detector) ร่วมกับ Temperature Controller สามารถบอกถึงประโยชน์ของการใช้ Titanium PT100 : RTD (Resistance Temperature Detector) ได้ดังนี้
• แกนโพรบและเกลียว วัสดุทำจาก Titanium ทนกับการกัดกร่อนของสารเคมี น้ำหนักเบา ทนอุณหภูมิได้สูง
• หัวกะโหลกทำจาก Bakelite ทนกับการกัดกร่อนของสารเคมีและละอองน้ำ
• เหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรมสารเคมีเข้มข้นสูง
• ย่านวัดอุณหภูมิ -200 ถึง 600 ํC
• สามารถต่อใช้งานได้กับอุปกรณ์หลากหลาย เช่น Temp Controller, Indicator, Recorder, PLC เป็นต้น

นอกจากนี้ยังมีวัสดุท่ออื่น ๆ โดยการลือกวัสดุของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ (Temperature Sensor) ชนิด Thermocouple & RTD (PT100) ให้เหมาะสมกับอุณหภูมิการใช้งานมีความสำคัญอย่างมากจากข้อมูลดังต่อไปนี้

ตัวอย่างวัสดุท่อแต่ละประเภท

• SUS304 เหมาะกับการใช้งานวัดอุณหภูมิอากาศหรือของเหลวทั่วไป เช่น ของเหลวที่ไม่มีสารเคมี, วัดอากาศอุณหภูมิห้อง นิยมใช้กับทั้ง Thermocouple และ RTD SUS316 เหมาะกับการใช้งานวัดอุณหภูมิอากาศหรือของเหลวที่มีกรดทางเคมี หรือเป็นเกรดที่มีปฏิกิริยากับกรดน้อย นิยมใช้กับทั้ง Thermocouple และ RTD • SUS316L เหมาะกับการใช้งานวัดอุณหภูมิสำหรับงานอาหาร/ยา นิยมใช้กับทั้ง Thermocouple และ RTD	• SUS310S แกน Stainless เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ทนการผุกร่อนในสภาวะที่มีการกัดกร่อนที่สูง ทนต่อแรงอัดและกรดด่างที่เป็นสารเคมีได้ดี ทนต่ออุณหภูมิที่จุดหลอมละลายได้สูงถึง 1100 ํC	• Sheath Thermocouple SUS316 (หรือ Mineral Insulated Thermocouple) คือ เทอร์โมคัปเปิลแบบที่ตัว Metal Sheath ผลิตสำเร็จรูป มีขนาดแกนเล็กและทนอุณหภูมิสูงกว่าแบบธรรมดามาก นิยมใช้ในกรณีอุณหภูมิกลางถึงสูงและต้องการความคงทน มีความยืดหยุ่นในการติดตั้งที่สามารถดัดได้หน้างานเพื่อให้เข้ากับลักษณะของงาน


• Inconel (Ni-CoNel) 600 จะสามารถทนความร้อนได้สูงถึง 1200 ํC ทนต่อการกัดกร่อนจากสารประกอบคลอไรด์ สารละลายด่างที่ทุกอุณหภูมิและความเข้มข้น ทนต่อกรดของสารกลุ่มฮาโลเจน, คลอรีน และกรดไฮโดรคลอริก (เหมาะสำหรับ Type K, R, S)	• Ceramic Alumina (วัสดุจากเซรามิค) นิยมใช้ในการวัดอุณหภูมิสูง เป็นวัสดุผสมทำมาจากดินอะลูมิน่า ทำให้วัดอุณหภูมิสูงได้ดีถึง 1600 ํC (เหมาะสำหรับ Type R, S)	• Silicon Carbide Tube (ซิลิกอนคาร์ไบด์) นิยมใช้ในการวัดอุณหภูมิสูง เหมาะสำหรับงานหลอมอลูมิเนียม วัดอุณหภูมิได้สูงและทนการกัดกร่อนได้ดีมาก วัดอุณหภูมิได้สูงถึง 1500 ํC (เหมาะสำหรับ Type R, S)

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งาน

อุตาหกรรมยาและเครื่องสำอาง	โรงงานผลิตถุงยางอนามัย/ถุงมือยาง	อุตสาหกรรมโรงชุบสารเคมี