ติดตั้ง Ultrasonic Sensor อย่างไร? ให้ผลออกมาดีไม่มีการคลาดเคลื่อน ” ทำได้ไม่ยาก “ หากท่านผู้อ่านมีความเข้าใจถึงความต้องการหรือเงื่อนไขต่างๆ ในการติดตั้งการใช้งานของเซ็นเซอร์ชนิดนี้ ก็ไม่ยากที่จะทำได้
โดยเราได้รวบรวมวิธีที่จะทำให้ท่านสามารถติดตั้ง Ultrasonic Sensor ให้ได้ตรงตามใจ ซึ่งท่านสามารถลองนำไปปรับและประยุกต์ใช้ดูกันได้นะครับ โดยเนื้อหาในส่วนนี้จะช่วยให้ท่านมีความเข้าใจถึงความหมายของ Ultrasonic Sensor นั้นคืออะไร? และ จะทำให้ท่านเลือกใช้ กลุ่มสินค้าของ Ultrasonic Sensor ได้อย่างเหมาะสมอีกด้วย โดยรายละเอียดต่างๆจะเป็นอย่างไรนั้น มาติดตามกันได้เลยครับ
ติดตั้ง Ultrasonic Sensor ให้ผลออกมาได้ตรงตามใจ?
การติดตั้งใช้งานตัว Ultrasonic Sensor ในการตรวจจับวัตถุหรือตรวจจับระดับน้ำนั้น ต้องคำนึงถึงปัจจัยในการติดตั้ง ที่จะส่งผลต่อการเดินทางของคลื่น เพื่อให้ได้ผลรับในการวัดที่เที่ยงตรง โดยปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้งมีดังนี้
1.ย่านบอดในการตรวจจับของอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์ (Dead Band)
ย่านบอดในการตรวจจับของอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์ (Dead Band) นั้นจะอยู่ที่บริเวณตั้งแต่ด้านหน้าของเซ็นเซอร์ไปจนถึงระยะที่ใกล้ที่สุดที่ตัวเซ็นเซอร์ สามารถทำงานหรือเริ่มวัดได้
โดย Dead Band นี้ เกิดจากระยะที่รอการเดินทางของคลื่นที่ส่งออกไป เพื่อที่จะให้ตัวเซ็นเซอร์สามารถรับคลื่นเสียงได้อย่างถูกต้อง
เราสามารถดูค่า Dead Band ของเซ็นเซอร์ได้จากคู่มือของตัวเซ็นเซอร์
รูปที่ 1 การดูค่า Dead Band ในคู่มือของอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์
2.ผลกระทบของอุณหภูมิและความชื้น (Humidity and Temperature Effect)
ความไวของเสียงขึ้นอยู่กับความดัน อุณหภูมิความชื้นของก๊าซที่เสียงเดินทางผ่าน ในการประยุกต์ใช้อัลตร้าโซนิคส่วนใหญ่ อุณหภูมิจะมีความสัมพันธ์กับความเร็วของคลื่น โดยความเร็วของคลื่นเสียงจะเพิ่มขึ้น 1% เมื่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 10°F (6°C)
รูปที่ 2 ผลกระทบของอุณหภูมิและความชื้น
3.มุมในการตกกระทบกับชิ้นงาน (Target Angle)
วัตถุหรือชิ้นงานที่มีลักษณะแบนและทำมุมที่ตั้งฉากกับแกนของคลื่น จะทำให้การสะท้อนพลังงานเสียงไปยังเซ็นเซอร์เกิดขึ้นได้มากที่สุด ดังนั้นถ้ามุมของวัตถุเพิ่มมากขึ้น พลังงานโดยรวมจะส่งกลับไปยังเซ็นเซอร์ได้น้อยลง สำหรับ Ultrasonic Sensor ส่วนใหญ่มุมของวัตถุควรจะน้อยกว่า 10 องศา
รูปที่ 3 มุมในการตกกระทบของคลื่นกับชิ้นงาน (Target Angle)
4.กระแสอากาศ(Air Currents)
กระแสอากาศที่เกิดขึ้นอันเนื่องมาจากลม พัดลม หรืออุปกรณ์นิวเมติกหรือแหล่งอื่นๆ สามารถรบกวนเส้นทางของพลังงานเสียงได้ ดังนั้นเซ็นเซอร์อาจไม่สามารถตรวจจับวัตถุในสภาพแวดล้อมแบบนี้ได้ ในการติดตั้งเซ็นเซอร์ควรคำนึงถึงปัจจัยของลมที่มีอยู่ในระบบด้วย
5.การต่อเอาท์พุตของ Ultrasonic Sensor เข้ากับคอนโทรลเลอร์
ในการต่อการต่อเอาท์พุตของ Ultrasonic Sensor เข้ากับคอนโทรลเลอร์ หรือไปใช้งานทั่วๆ ไปนั้นมีอยู่ด้วยกัน 3 แบบดังนี้
5.1 การต่อเอาท์พุตของ Ultrasonic Sensor แบบกระแสหรือแรงดัน
เป็นการต่อสัญญาณเอาท์พุตแบบอนาล็อกที่จะนำ
สัญญาณกระแส 4~20mA หรือแรงดัน 0~10VDC ไปต่อเข้ากับ PLC หรือ Process Meter ต่างๆ เพื่อใช้ในการอ่านค่า หรือการควบคุม
รูปที่ 4 การต่อเอาท์พุตของ Ultrasonic Sensor แบบกระแสหรือแรงดัน
5.2 การต่อเอาท์พุตของ Ultrasonic Sensor แบบ NPN หรือ PNP
เป็นการต่อสัญญาณเอาท์พุตแบบที่มีสถานะ 2 สถานะ
คือ On-Off โดยเอาท์พุตชนิดนี้จะทำหน้าที่เป็นตัวรับแรงดัน NPN Sink หรือจ่ายแรงดัน PNP Source ซึ่งเป็นแรงดัน DC โดยจะ
ต่อสายไปเข้ากับ PLC หรือ Process Meter ต่างๆ เพื่อใช้การควบคุม หรือแจ้งเตือนเป็นหลัก
รูปที่ 5 การต่อเอาท์พุตของ Ultrasonic Sensor แบบ NPN หรือ PNP
5.3 การต่อเอาท์พุตของ Ultrasonic Sensor แบบรีเลย์
เป็นการต่อสัญญาณเอาท์พุตแบบที่มีสถานะ 2 สถานะ คือ เปิด กับ ปิด
หรือ On-Off โดยเอาท์พุตชนิดนี้จะมีการต่อใช้งานเหมือนหน้าคอนแท็กรีเลย์ คือ NO, NC และสามารถทนกระแสได้มากที่สุด ในบรรดาเอาท์พุตทั้งหมด ซึ่งสามารถใช้งานกับแรงดัน AC หรือ DC ก็ได้
รูปที่ 6 การต่อเอาท์พุตของ Ultrasonic Sensor แบบรีเลย์
6.จุดติดตั้งที่เหมาะสมสำหรับ Ultrasonic Sensor
จุดติดตั้งที่เหมาะสมสำหรับ Ultrasonic Sensor นั้นมีความสำคัญมากเนื่องจากถ้าติดตั้งไม่ดี หรือ ไม่ถูกต้องอาจจะทำให้เกิดมุมกระทบกับวัตถุที่เกินกว่าคุณสมบัติของเซ็นเซอร์ที่จะสามารถรับและทำงานได้ โดยสามารถดูตัวอย่างการติดตั้งได้ดังนี้
- การติดตั้งเซ็นเซอร์บริเวณที่โดนแสงแดดควรมีอุปกรณ์ป้องกันเซ็นเซอร์ที่จะได้รับความเสียหายจากความร้อน และรังสียูวีที่มากับแสงแดด
รูปที่ 7 ระยะห่างในการติดตั้งเซ็นเซอร์จากผนังของถัง
- ในการตรวจวัดระดับของวัตถุดิบที่เป็นของแข็งในถังที่มีการปล่อยของออกด้านล่างตรงจุดกลางของถัง โดย Media เป็นของแข็งที่มีขนาดตั้งแต่ 5mm ระยะห่างในการติดตั้งเซ็นเซอร์จากผนังของถังนั้นควรติดตั้งให้มีระยะห่างจากจุดศูนย์กลางประมาณ 0.3~0.5 เท่าของรัศมี R เช่น R = 5 เมตร ระยะห่างในการติดตั้งเซ็นเซอร์จากจุดศูนย์กลาง r = 0.3 x 5 = 1.5 m ถึง 0.5 x 5 = 2.5 m
- ในกรณีที่มีการเติม Media ที่ต้องการวัดเข้าไปในถัง แบบอาศัยแรงโน้มถ่วงของโลก จุดที่เหมาะกับการติดตั้งเซ็นเซอร์นั้น ควรอยู่ให้ห่างจากจุดเติม เพื่อป้องกันการทำงานผิดพลาดหรือความเสียหายแก่ตัวเซ็นเซอร์
รูปที่ 8 การติดตั้งเซ็นเซอร์ในถังที่มีการเติมวัตถุดิบโดยใช้แรงโน้มถ่วง
รูปที่ 9 การติดตั้งเซ็นเซอร์ที่ถูกต้องในถังที่วัตถุดิบเป็นของแข็ง
- ในการตรวจวัดระดับของวัตถุดิบที่เป็นของเหลวในถังที่มีการปล่อยของออกด้านล่างตรงจุดกลางของถัง ระยะห่างในการติดตั้งเซ็นเซอร์จากจุดศุนย์กลางของถังนั้นควรติดตั้งให้มีระยะห่างจากจุดศูนย์กลางประมาณ 0.2~0.4 เท่าของเส้นผ่าศุนย์กลาง D เช่น D = 5 เมตร ระยะห่างในการติดตั้งเซ็นเซอร์จากจุดศูนย์กลาง r = 0.2 x 5 = 1 m ถึง 0.4 x 5 = 2 m
รูปที่ 10 การติดตั้งเซ็นเซอร์ที่ถูกต้องในถังที่วัตถุดิบเป็นของเหลว
- ในกรณีที่มีการเติม Media ที่ต้องการวัดเข้าไปในถัง แบบอาศัยแรงลม จุดที่เหมาะกับการติดตั้งเซ็นเซอร์นั้น ควรอยู่ในจุดที่จะไม่โดนลม เพื่อป้องกันการทำงานผิดพลาดหรือความเสียหายแก่ตัวเซ็นเซอร์
รูปที่ 11 การติดตั้งเซ็นเซอร์ในถังที่มีการเติมวัตถุดิบโดยใช้แรงลม
7.วัสดุที่ใช้ทำ Ultrasonic Sensor
เนื่องจากตัว Ultrasonic Sensor ที่ใช้ในการบวนการผลิตนั้นมีโอกาสที่ต้องสัมผัสกับสารเคมี มีการกัดกร่อน หรือต้องทนอุณหภูมิสูงกว่าปกติ รวมถึงบางงานที่ใช้ตรวจจับวัตถุดิบที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ดังนั้นควรจะเลือกวัสดุที่ใช้ทำตัวอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมกับงานที่ใช้ ตัวอย่างวัสดุที่ใช้อยู่บ่อยๆ ได้แก่ PP, PVDF, PTFE, stainless steel or foam faced transducer
ทั้งหมดนี้คือ 7 ปัจจัยหลักที่ทาง my.Factomart.com ได้นำมาเสนอให้กับท่านผู้อ่านนะครับ
- ย่านบอดในการตรวจจับของอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์ (Dead Band)
- ผลกระทบของอุณหภูมิและความชื้น (Humidity and Temperature Effect)
- มุมในการตกกระทบกับชิ้นงาน (Target Angle)
- กระแสอากาศ (Current Air)
- การต่อเอาท์พุตของอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์เข้ากับคอนโทรลเลอร์
- จุดติดตั้งที่เหมาะสมสำหรับอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์
- อุปกรณ์เสริมสำหรับอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์
ทั้ง 7 ปัจจัยนี้ จะเป็นข้อมูลที่ช่วยให้ท่านสามรถติดตั้ง Ultrasonic Sensor ได้ดีในระดับที่พึงพอใจได้เลยนะครับ ซึ่งในแต่ละหน้างานนั้น
ก็อาจมีปัจจัยเพิ่มเติมอื่นๆ ที่แตกต่างกันออกไป ทั้งนี้จึงจำเป็นต้องอาศัยการวิเคราะห์ ของท่านผู้ใช้งานด้วยนะครับว่า หน้างานของท่านมี
ปัจจัยที่จำเป็นต้องนึกถึงเพิ่มอีกหรือไม่นะครับ เพื่อการใช้งานที่เต็มประสิทธิภาพและได้คุณภาพงานสูงสุดนะครับ
โดยเนื้อหานี้เป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่ง ที่จะทำให้ท่านรู้ว่า Ultrasonic Sensor นั้นคืออะไร? และ สามารถเลือกใช้ กลุ่มสินค้าของ Ultrasonic Sensor ได้อย่างเหมาะสม หากท่านมี ข้อสังสัยเพิ่มเติม หรือ ต้องการเสนอแนะในส่วนใด ท่านสามารถส่งข้อความของท่านได้ในกล่องเสนอความคิดเห็นที่อยู่ทางด่านล่าง หรือ ติดต่อเราได้โดยตรงในทุกช่องทางการติดต่อของเรานะครับ