ภาพรวม
- ฮิสเตอรีซิส (Hysteresis) คือการที่สถานะของระบบขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงในอดีต ซึ่งส่งผลกระทบต่อวัสดุและเทคโนโลยีต่างๆ เช่น ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์และสนามแม่เหล็ก
- ฮิสเตอรีซิสเป็นส่วนสำคัญสำหรับการวัดที่แม่นยำและความน่าเชื่อถือของระบบในสัญญาณเตือนเซ็นเซอร์และเครื่องวัดการไหล
- การนำฮิสเตอรีซิสมาใช้ช่วยเพิ่มความเสถียรของระบบและลดการเตือนผิดพลาด
ฮิสเตอรีซิสหมายถึงการพึ่งพาของสถานะของระบบที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในอดีต ซึ่งมีผลต่อวัสดุและเทคโนโลยีต่างๆ เช่น ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ และสนามแม่เหล็ก
1. ฮิสเตอรีซิสคืออะไร?
ฮิสเตอรีซิส (Hysteresis) เป็นปรากฏการณ์ที่ความสัมพันธ์ระหว่างอินพุตและเอาต์พุตของระบบขึ้นอยู่กับประวัติของระบบ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เอาต์พุตของระบบไม่ขึ้นอยู่กับอินพุตปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับอินพุตก่อนหน้า
ตัวอย่างหนึ่งของฮิสเตอรีซิสคือพฤติกรรมของวัสดุแม่เหล็ก เมื่อสนามแม่เหล็กถูกนำไปใช้กับวัสดุแม่เหล็ก วัสดุนั้นจะถูกแม่เหล็ก แต่เมื่อสนามแม่เหล็กถูกถอดออก วัสดุก็ไม่ได้ถูกทำให้สูญเสียแม่เหล็กทั้งหมด แต่จะยังคงมีแม่เหล็กบางส่วน เพราะโดเมนแม่เหล็กในวัสดุได้จัดเรียงตัวตามสนามแม่เหล็ก และพวกมันจะไม่กลับสู่สถานะเดิมเมื่อสนามแม่เหล็กถูกถอดออก
ฮิสเตอรีซิสยังพบในระบบอื่นๆ เช่น วัสดุเฟอโรอิเล็กทริก อัลลอยส์ที่มีสมบัติการจำลองรูปทรง และระบบชีวภาพ
2. การวัดการไหลที่มีความแม่นยำด้วยฮิสเตอรีซิส
เซ็นเซอร์เครื่องวัดการไหลที่มีฮิสเตอรีซิสสามารถให้การวัดการไหลที่แม่นยำและเชื่อถือได้มากกว่าเซ็นเซอร์ที่ไม่มีฮิสเตอรีซิส ฮิสเตอรีซิสคือการพึ่งพาของผลลัพธ์จากเซ็นเซอร์ที่มีต่อประวัติการเปลี่ยนแปลงของมัน ในกรณีของเครื่องวัดการไหล ฮิสเตอรีซิสสามารถทำให้ผลลัพธ์ล่าช้ากว่าการไหลที่แท้จริง ซึ่งอาจทำให้เกิดการอ่านค่าผิดพลาดโดยเฉพาะเมื่ออัตราการไหลมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว
[3]
3. การตั้งค่าช่วงฮิสเตอรีซิส: การเลือกช่วงที่เหมาะสม
ฮิสเตอรีซิสคือความสัมพันธ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นระหว่างการป้อนข้อมูลและผลลัพธ์ของเซ็นเซอร์ ในเครื่องวัดการไหล ฮิสเตอรีซิสสามารถทำให้ผลลัพธ์ล่าช้ากว่าการไหลที่แท้จริง ซึ่งอาจทำให้เกิดการอ่านค่าผิดพลาด โดยเฉพาะเมื่ออัตราการไหลมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว
ช่วงฮิสเตอรีซิส (hysteresis range) คือช่วงของค่าการป้อนข้อมูลที่ผลลัพธ์ของเซ็นเซอร์แสดงออกถึงฮิสเตอรีซิส ช่วงฮิสเตอรีซิสที่เหมาะสมคือช่วงที่ช่วยลดข้อผิดพลาดในผลลัพธ์ของเซ็นเซอร์ให้ต่ำที่สุด
ช่วงฮิสเตอรีซิสที่เหมาะสมสามารถเลือกได้โดยพิจารณาจากปัจจัยดังต่อไปนี้:
- ความต้องการความแม่นยำของการใช้งาน
- ช่วงของค่าการป้อนข้อมูลที่เซ็นเซอร์จะได้รับ
- ต้นทุนของเซ็นเซอร์
ตัวอย่าง: การประยุกต์ใช้งาน－เครื่องวัดการไหล
- ความต้องการความแม่นยำ: การไหลต้องได้รับการวัดอย่างแม่นยำภายใน ±5%.
- ช่วงค่าการป้อนข้อมูลที่เซ็นเซอร์ได้รับ: 0 LPM ถึง 1000 LPM.
- ต้นทุนของเซ็นเซอร์: ราคากลาง.
- ช่วงฮิสเตอรีซิสที่เหมาะสม: ±25 LPM.
ในแอปพลิเคชันของเครื่องวัดการไหล ความแม่นยำที่ต้องการคือ ±5% ซึ่งหมายความว่าค่าคลาดเคลื่อนระหว่างค่าเอาต์พุตของเครื่องวัดการไหลและการไหลจริงไม่สามารถเกิน ±5% ได้ ช่วงอินพุตที่เซ็นเซอร์สามารถแสดงได้บ่งชี้ว่าเครื่องวัดการไหลต้องสามารถวัดการไหลระหว่าง 0 ถึง 1000 LPM ต้นทุนของเซ็นเซอร์ที่มีราคาปานกลางหมายความว่าผู้ผลิตเครื่องวัดการไหลต้องหาจุดสมดุลระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพ และการตั้งค่าช่วงฮิสเตอรีซิสที่เหมาะสมที่ ±25 LPM หมายความว่า ค่าเอาต์พุตของเครื่องวัดการไหลจะไม่เปลี่ยนแปลงภายในช่วง ±25 LPM
เหตุผลในการเลือก ±25 LPM
1. เครื่องวัดการไหลต้องการความแม่นยำสูง ดังนั้นช่วงฮิสเตอรีซิส (hysteresis range) ไม่สามารถใหญ่เกินไปได้
2. เซ็นเซอร์มีราคาปานกลาง ดังนั้นช่วงฮิสเตอรีซิสไม่สามารถเล็กเกินไปได้
หากช่วงฮิสเตอรีซิสเล็กเกินไป ค่าเอาต์พุตของเครื่องวัดการไหลจะเปลี่ยนแปลงไปตามความแปรปรวนเล็กน้อยในการไหล ซึ่งจะลดความแม่นยำของเครื่องวัดการไหล หากช่วงฮิสเตอรีซิสใหญ่เกินไป ค่าเอาต์พุตของเครื่องวัดการไหลอาจล่าช้าเมื่อเทียบกับการไหลจริง ซึ่งก็จะลดความแม่นยำเช่นกัน
ช่วงฮิสเตอรีซิส ±25 LPM จะช่วยบาลานซ์ความแม่นยำและต้นทุนของเครื่องวัดการไหล ซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่า ค่าเอาต์พุตของเครื่องวัดการไหลอยู่ภายในช่วงความแม่นยำ ±5% ในขณะที่ยังคงลดต้นทุนของเครื่องวัดการไหล
ในแอปพลิเคชันเฉพาะ ช่วงฮิสเตอรีซิสสามารถปรับได้ตามความต้องการด้านความแม่นยำ ต้นทุน และเวลาตอบสนอง ตัวอย่างเช่น หากต้องการความแม่นยำที่สูงขึ้น ช่วงฮิสเตอรีซิสสามารถลดลงเหลือ ±10 LPM หากให้ความสำคัญกับต้นทุนมากขึ้น ช่วงฮิสเตอรีซิสสามารถเพิ่มขึ้นเป็น ±50 LPM
ตัวอย่างอื่นๆ
นี่คือตัวอย่างเฉพาะบางประการ:
- โรงงานเคมี: เครื่องวัดการไหลที่ใช้ในโรงงานเคมิมักต้องการความแม่นยำที่สูงขึ้นเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและความเสถียรของกระบวนการผลิต ดังนั้น ช่วงฮิสเตอรีซิสสามารถตั้งค่าเป็น ±10 LPM
- โรงงานบำบัดน้ำ: เครื่องวัดการไหลที่ใช้ในโรงงานบำบัดน้ำมักให้ความสำคัญกับต้นทุนที่ต่ำกว่าเพื่อลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน ดังนั้น ช่วงฮิสเตอรีซิสสามารถตั้งค่าเป็น ±50 LPM
- โรงไฟฟ้า: เครื่องวัดการไหลที่ใช้ในโรงไฟฟ้ามักต้องการเวลาตอบสนองที่เร็วขึ้นเพื่อความปลอดภัยและความเสถียรในการผลิตไฟฟ้า ดังนั้น ช่วงฮิสเตอรีซิสสามารถตั้งค่าเป็น ±25 LPM
4. ความเสถียรของสัญญาณเตือนเครื่องวัดการไหล LORRIC ผ่านฮิสเตอรีซิส
ความสัมพันธ์ระหว่างเอาต์พุตและอัตราการไหล:
ภายใต้เส้นทางสัญญาณเดิม (เส้นสีน้ำเงินในภาพด้านล่าง) สมมติว่า 200 LPM เป็นค่ากระตุ้นสำหรับสัญญาณเตือนแสงสีแดง เมื่อค่าเป็น 0 (เปิด) จะทำให้แสงสีแดงดับ และเมื่อค่าเป็น 1 (ปิด) จะทำให้แสงสีแดงติด
หากข้อมูลการไหลสวิงระหว่าง 199 และ 201 LPM โดยไม่มีฮิสเตอรีซิส แสงสีแดงจะดับเมื่อค่าเป็น 199 LPM และแสงสีแดงจะกะพริบที่ 201 LPM และแสงจะเปลี่ยนไปเรื่อยๆ กะพริบ ดับ กะพริบ ดับ ฯลฯ ซึ่งอาจรบกวนการปฏิบัติงานในพื้นที่ หากตั้งค่าฮิสเตอรีซิสเป็น 10% สัญญาณต้องต่ำกว่า 10% ของ 200 LPM คือ 180 LPM (เส้นสีแดงในภาพด้านล่าง) เพื่อทำให้แสงสีแดงดับ
FP-AS510 แพตเทนต์ AxleSense Paddlewheel Flowmeter
ผลิตในไต้หวันและมาพร้อมกับเทคโนโลยี AxleSense ที่ได้รับสิทธิบัตร ได้รับการตรวจสอบและทดสอบโดย SGS สอดคล้องกับ RoHS, FP-AS510 มีช่วงการวัดที่สูงกว่าของแบรนด์อื่นเป็นสองเท่า ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจจับการหายไปของพัดลมที่มักทำให้เกิดปัญหาการไหลเป็นศูนย์ พร้อมไฟแสดงผลขนาดใหญ่และหน้าจอขนาดใหญ่ที่ช่วยให้การดูแลและตรวจสอบในพื้นที่สะดวกยิ่งขึ้น