ในโรงงานเคมี โรงงานแปรรูปอาหาร โรงงานแปรรูปสัตว์น้ำ โรงงานล้างด้วยกรด และคลังสินค้าใต้ดิน ที่มีความชื้นสูง มีไอน้ำควบแน่นมากและมีไอระเหยที่กัดกร่อน เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเป็นอุปกรณ์หลักที่ใช้วัดระดับของเหลว ระดับวัสดุ และระยะทาง อย่างไรก็ตาม ความชื้นสูงรวมกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน มักทำให้เซ็นเซอร์ธรรมดาเสียหายก่อนกำหนด เช่น ตัวเครื่องเกิดสนิม วงจรไฟฟ้าเปียกทำให้ลัดวงจร หัวตรวจจับเสียหาย และสัญญาณเกิดการเบี่ยงเบน ปัญหาเหล่านี้ไม่เพียงแต่ทำให้ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนอุปกรณ์เพิ่มขึ้น แต่ยังทำให้สายการผลิตหยุดทำงาน และข้อมูลการตรวจวัดไม่ถูกต้อง ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการผลิตปกติ
หากต้องการเลือกเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกที่ทนทานและเหมาะสมกับสภาพการทำงานที่ยากลำบาก ไม่ควรพิจารณาเพียงแค่พารามิเตอร์ทางเทคนิค เช่น ช่วงการวัดเท่านั้น การเลือกซื้อจำเป็นต้องอ้างอิงตามเกณฑ์หลัก 6 ประการ ได้แก่ ความสามารถในการกันความชื้น ความสามารถในการต้านการกัดกร่อน การออกแบบโครงสร้าง วัสดุทำตัวเครื่อง ระดับการป้องกันการซึมเข้า และระบบป้องกันทางไฟฟ้า นอกจากนี้ยังต้องหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่พบบ่อยในการเลือกซื้อ และเลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมกับสภาพการทำงานจริงของโรงงาน
ประการแรก จำเป็นต้องทำความเข้าใจถึงอันตรายหลักที่เกิดจากความชื้นและการกัดกร่อนในโรงงาน ซึ่งเป็นพื้นฐานในการเลือกซื้อที่ถูกต้อง สภาพแวดล้อมที่ยากลำบากในโรงงานแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ประเภทแรกคือ สภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงและเกิดไอน้ำควบแน่นได้ง่าย การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมาก รวมกับความเข้มข้นของไอน้ำที่สูง จะทำให้เกิดน้ำควบแน่นภายในโพรงของเซ็นเซอร์ น้ำจะซึมเข้าไปในแผ่นวงจรและขั้วต่อสายไฟ ทำให้เกิดไฟรั่ว ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ถูกออกซิไดซ์ และจุดบัดกรีหลุดออก
ประเภทที่สองคือ สภาพแวดล้อมที่มีสารเคมีกัดกร่อน ไอระเหยกรด-เบสในโรงงานอาหาร ไอก๊าซที่ระเหยและกัดกร่อนในโรงงานเคมี ไอระเหยกรดในโรงงานล้างด้วยกรด รวมถึงส่วนผสมของไอน้ำมัน ฝุ่นและไอน้ำในโรงงานแปรรูปโลหะ จะกัดกร่อนตัวเครื่องและแผ่นไดอะแฟรมของหัวตรวจจับจากภายนอก ค่อยๆ ทำลายโครงสร้างการซีล และในที่สุดทำให้เซ็นเซอร์ทั้งตัวเสียหายอย่างสมบูรณ์
ผู้ซื้อจำนวนมากมักใส่ใจเฉพาะช่วงการวัดและความเร็วในการตอบสนอง แต่ละเลยความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อม ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุด แม้แต่เซ็นเซอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงก็ไม่สามารถทำงานได้อย่างเสถียรในระยะยาว หากวัสดุและระดับการป้องกันไม่เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก
ประการที่สอง การเลือกวัสดุทำตัวเครื่อง เป็นแนวป้องกันแรกในการต้านการกัดกร่อนจากภายนอก เนื่องจากวัสดุแต่ละชนิดมีความสามารถในการต้านการกัดกร่อนและกันความชื้นที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน ตัวเครื่องทำจากพลาสติกธรรมดาและแผ่นเหล็กบาง ไม่เหมาะสมอย่างสมบูรณ์สำหรับโรงงานที่ชื้นและมีสารกัดกร่อน
พลาสติก ABS ธรรมดาทนอุณหภูมิได้ไม่ดี และมีความสามารถในการต้านกรดและเบสต่ำ เมื่อสัมผัสกับไอน้ำและก๊าซที่กัดกร่อนเป็นเวลานาน จะแตก เสื่อมสภาพ และเปื่อยยุ่ยได้ง่าย ตัวเครื่องเหล็กที่ไม่มีชั้นเคลือบป้องกันสนิม จะเกิดรอยสนิมภายในไม่กี่วัน และสนิมจะลุกลามผ่านรอยรั่วเข้าไปภายในอุปกรณ์
วัสดุประสิทธิภาพสูง 3 ชนิด ที่ใช้งานอย่างแพร่หลายสำหรับสภาพการทำงานที่ยากลำบาก ได้แก่ ชนิดแรกคือ พลาสติกวิศวกรรม PBT/PC ผสมใยแก้ว มีความสามารถในการกันความชื้น ต้านกรดอ่อนและเบสอ่อนได้ดี มีน้ำหนักเบาและคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม เป็นตัวเลือกที่ประหยัดค่าใช้จ่ายสำหรับโรงงานแปรรูปอาหาร โรงงานผลิตธัญพืช และโรงงานทั่วไปที่มีความชื้นสูงแต่ไม่มีสารกัดกร่อนเข้มข้น
ชนิดที่สองคือ ตัวเครื่องทำจากสแตนเลสสตีล แนะนำให้เลือกสแตนเลสสตีล 316L แทนรุ่น 304 ธรรมดา เนื่องจากมีความสามารถในการต้านไอออนคลอไรด์ กรดและเบสที่ดีกว่ามาก วัสดุชนิดนี้ใช้งานอย่างแพร่หลายในโรงงานแปรรูปสัตว์น้ำ โรงงานเคมี โรงงานล้างด้วยกรด และพื้นที่ชายฝั่งที่มีไอเกลือ มีความแข็งแรงเชิงกลสูงและทนต่อการกระแทก สามารถรองรับการชนและการพ่นของของเหลวในพื้นที่ปฏิบัติงาน
ชนิดที่สามคือ วัสดุเคลือบ PTFE หรือพลาสติกฟลูออรีน ถูกออกแบบสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนรุนแรง ซึ่งมีกรดเข้ม เบสเข้ม และก๊าซที่ระเหยและกัดกร่อนอย่างเข้มข้น มีความเสถียรทางเคมีที่โดดเด่น PTFE แทบไม่ถูกกัดกร่อนโดยสารเคมีชนิดใด จึงเป็นโซลูชันเฉพาะทางสำหรับสภาพแวดล้อมเคมีที่ยากลำบาก แต่มีค่าใช้จ่ายที่สูงกว่า
ควรหลีกเลี่ยงผลิตภัณฑ์ตัวเครื่องเหล็กทาสีปลอมป้องกันการกัดกร่อน เนื่องจากชั้นสีจะถูกขัดสีได้ง่าย และโลหะด้านในจะเกิดสนิมอย่างรวดเร็ว
ประการที่สาม ต้องใส่ใจกับ ระดับการป้องกันการซึมเข้าและโครงสร้างการซีล การซีลที่แน่นหนาเป็นปัจจัยสำคัญในการกันความชื้น สำหรับโรงงานที่ชื้นและมีสารกัดกร่อน ข้อกำหนดขั้นต่ำคือระดับการป้องกัน IP67 และแนะนำให้เลือก IP68 เป็นอันดับแรก
IP67 หมายถึงอุปกรณ์กันฝุ่นได้สมบูรณ์ สามารถแช่ในน้ำได้ชั่วคราว เพียงพอที่จะต้านทานน้ำที่พ่น น้ำควบแน่น และน้ำขังในโรงงาน ส่วน IP68 ช่วยให้อุปกรณ์ทำงานขังในน้ำได้เป็นเวลานาน เหมาะสำหรับพื้นที่กลางแจ้ง พื้นที่ที่มีน้ำขังมากและเกิดไอน้ำควบแน่นอย่างรุนแรง
อย่างไรก็ตาม การพิจารณาเพียงระดับการป้องกันไม่เพียงพอ โครงสร้างการซีลด้วยวงแหวนยางชั้นเดียว มักเสียหายได้ง่าย ยางจะแข็งตัว สูญเสียความยืดหยุ่น และเกิดรอยรั่ว เมื่อต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องและผลกระทบจากสารกัดกร่อน
เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมระดับสูง จะใช้ โครงสร้างการซีลหลายชั้น ติดตั้งวงแหวนยางฟลูออรีนที่ต้านการกัดกร่อน ระหว่างหัวตรวจจับและตัวเครื่อง แยกโพรงต่อสายไฟและโพรงตรวจวัดด้วยโครงสร้างการซีลสองชั้น และใช้เทคโนโลยีฉีดกาวซีลที่ขั้วต่อสายไฟ เพื่อป้องกันไอน้ำและก๊าซที่กัดกร่อนซึมเข้ามาได้อย่างสมบูรณ์
จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงผลิตภัณฑ์ที่มีโพรงต่อสายไฟเปิด และตัวเครื่องประกอบด้วยตัวล็อกแบบง่าย เนื่องจากรอยรั่วบนโครงสร้างเหล่านี้ เป็นจุดที่ไอน้ำซึมเข้ามาได้ง่ายที่สุด
ประการที่สี่ ต้องตรวจสอบ หัวตรวจจับอัลตราโซนิกและแผ่นไดอะแฟรมส่งเสียง อย่างละเอียด เนื่องจากสัมผัสโดยตรงกับสภาพแวดล้อมโดยรอบ หัวตรวจจับจึงเป็นชิ้นส่วนที่เสียหายได้ง่ายที่สุด
แผ่นไดอะแฟรมทำจากโพลียูรีเทนและยางธรรมดา จะบวม แตก และประสิทธิภาพทางเสียงลดลง เมื่อสัมผัสกับไอระเหยที่กัดกร่อนเป็นเวลานาน ทำให้การวัดระยะทางไม่ถูกต้อง หรือสูญเสียสัญญาณไปอย่างสิ้นเชิง
สำหรับสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก แผ่นไดอะแฟรมจำเป็นต้องทำจาก ยางฟลูออรีนหรือยางซิลิโคนที่ต้านการกัดกร่อน ผลิตภัณฑ์ระดับสูงบางรุ่น ยังเคลือบสารกันไอน้ำควบแน่นและสารป้องกันการกัดกร่อน บนพื้นผิวหัวตรวจจับ เพื่อลดการเกาะติดของไอน้ำและผลกระทบจากสารเคมี
แนะนำให้เลือกหัวตรวจจับที่หุ้มแบบชิ้นเดียว แทนแบบแยกส่วน เนื่องจากรอยรั่วบนโครงสร้างแยกส่วน จะทำให้สารที่กัดกร่อนซึมเข้ามาได้ง่าย นอกจากนี้ ควรเลือกหัวตรวจจับที่ออกแบบพื้นผิวเอียง เพื่อป้องกันน้ำและฝุ่นสะสมบนพื้นผิวแผ่นไดอะแฟรม
สำหรับโรงงานที่เกิดไอน้ำควบแน่นอย่างรุนแรง แนะนำให้เลือกรุ่นที่มีระบบทำความร้อนกันไอน้ำควบแน่นในตัว ระบบทำความร้อนด้วยกำลังไฟต่ำ จะกำจัดน้ำควบแน่นบนแผ่นไดอะแฟรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรับประกันการส่งและรับคลื่นเสียงอย่างเสถียร
ประการที่ห้า ประเมิน การออกแบบวงจรไฟฟ้าภายในและระบบป้องกันทางไฟฟ้า แม้ระบบป้องกันภายนอกจะสมบูรณ์ แต่อายุการใช้งานของเซ็นเซอร์ ในที่สุดก็ขึ้นอยู่กับความสามารถในการกันความชื้นและต้านการกัดกร่อนของวงจรภายใน
เซ็นเซอร์ราคาประหยัด ไม่มีชั้นป้องกันสำหรับแผ่นวงจร ดังนั้นจุดบัดกรีและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ จะถูกออกซิไดซ์และเกิดลัดวงจรอย่างรวดเร็ว เมื่อไอน้ำซึมเข้ามา
เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมที่ต้านการกัดกร่อน จะใช้ระบบป้องกันสองชั้น ครอบคลุมแผ่นวงจรทั้งหมดด้วยสารเคลือบป้องกันชิ้นส่วน และฉีดกาวหุ้มทั้งตัว สารเคลือบป้องกันช่วยแยกไอน้ำ ฝุ่นและก๊าซที่กัดกร่อน ส่วนกาวหุ้มจะยึดชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และป้องกันสารต่างๆ ซึมเข้ามา
นอกจากนี้ ขั้วต่อสายไฟและขั้วต่อสัญญาณ ทำจากวัสดุชุบทองหรือชุบดีบุกที่ต้านการกัดกร่อน เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและปัญหาการต่อสัญญาณไม่เสถียรของขั้วต่อทองแดง
เนื่องจากแรงดันไฟฟ้ามักเปลี่ยนแปลง และมีสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าในโรงงาน เซ็นเซอร์ที่มีคุณภาพจำเป็นต้องรองรับช่วงแรงดันไฟฟ้าเข้าที่กว้าง มีระบบป้องกันไฟกระชาก และระบบป้องกันสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า ความสามารถในการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่สูง ยังเป็นข้อกำหนดที่จำเป็น เพื่อลดความเสี่ยงไฟรั่วในสภาพแวดล้อมที่ชื้น
แนะนำให้เลือกผลิตภัณฑ์ที่ทำสุญญากาศภายในโพรง และเติมก๊าซเฉื่อยที่แห้ง เพื่อป้องกันการเกิดไอน้ำควบแน่นภายในตั้งแต่ต้นเหตุ
ประการที่หก หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดอื่นๆ ในการเลือกซื้อ โดยพิจารณาสภาพการทำงานจริง โรงงานหลายแห่งมีสภาพแวดล้อมผสมผสานระหว่างฝุ่น ไอน้ำมันและไอน้ำ นอกจากความสามารถในการต้านการกัดกร่อนและกันความชื้น ยังต้องพิจารณาความสามารถในการป้องกันการอุดตัน จึงไม่ควรเลือกหัวตรวจจับที่มีร่องรอยซับซ้อน
เมื่อติดตั้ง ให้วางเซ็นเซอร์ห่างจากพื้นที่ที่มีไอน้ำและของเหลวกรด-เบสพ่นโดยตรง หากไม่สามารถเปลี่ยนสถานที่ติดตั้งได้ จำเป็นต้องติดตั้งขาตั้งป้องกันและแผ่นกันการกัดกร่อน
สำหรับโรงงานที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ต้องตรวจสอบช่วงอุณหภูมิการทำงานของเซ็นเซอร์ วัสดุที่ทนอุณหภูมิสูงและต่ำได้ดี จะป้องกันโครงสร้างการซีลเสียหายจากการขยายตัวและหดตัวตามอุณหภูมิ
ไม่ควรเลือกซื้อผลิตภัณฑ์ราคาถูกที่ไม่มีแหล่งกำเนิดชัดเจน ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ มักระบุพารามิเตอร์ไม่ตรงความเป็นจริง และใช้วัสดุที่มีคุณภาพต่ำ แม้ค่าใช้จ่ายในการซื้อครั้งแรกจะต่ำ แต่การซ่อมบำรุงบ่อยครั้งและการหยุดการผลิต จะทำให้ค่าใช้จ่ายรวมในการดำเนินงานสูงขึ้นอย่างมาก
สรุปแล้ว เมื่อเลือกเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกสำหรับโรงงานที่ชื้นและมีสารกัดกร่อน จำเป็นต้องปฏิบัติตามหลักการ 4 ประการ ได้แก่ เลือกวัสดุให้เหมาะกับสภาพการทำงาน ใช้ระบบการซีลป้องกันหลายชั้น ใช้หัวตรวจจับพิเศษที่ต้านการกัดกร่อน และวงจรไฟฟ้ามีระบบกันความชื้นอย่างสมบูรณ์
สำหรับสภาพแวดล้อมที่ชื้นเล็กน้อย มีกรดอ่อนและเบสอ่อน ให้เลือกเซ็นเซอร์ที่มีระดับการป้องกัน IP67 ขึ้นไป ตัวเครื่องทำจากพลาสติกวิศวกรรม PBT และแผ่นไดอะแฟรมทำจากยางฟลูออรีน
สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีไอเกลือ โรงงานแปรรูปสัตว์น้ำ และสภาพแวดล้อมที่มีกรด-เบสปานกลาง แนะนำให้เลือกผลิตภัณฑ์ที่มีตัวเครื่องสแตนเลสสตีล 316L และโครงสร้างการซีลสองชั้น
สำหรับสภาพแวดล้อมเคมีที่มีการกัดกร่อนรุนแรง ให้เลือกผลิตภัณฑ์เคลือบ PTFE หรือทำจากพลาสติกฟลูออรีน
ควรละทิ้งแนวคิดในการเลือกซื้อที่พิจารณาเพียงช่วงการวัดและราคาเท่านั้น ทำการประเมินอย่างครอบคลุม ตามประเภทสารที่กัดกร่อน ระดับความชื้น อุณหภูมิ และสภาพการพ่นของของเหลวในโรงงาน เพื่อรับประกันว่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในระยะยาว ภายใต้สภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก ช่วยลดค่าใช้จ่ายและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตให้กับองค์กร
