Pressure Gauge หรือ เกจวัดแรงดัน เป็นเครื่องมือวัดที่พบได้ทั่วไปในระบบอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นระบบลม น้ำ ไฮดรอลิก เครื่องจักร ระบบท่อ หรือกระบวนการผลิตต่าง ๆ

แม้ภายนอกจะดูเหมือนเพียงหน้าปัด เข็ม และข้อต่อ แต่ภายในของเกจแบบเข็มมีกลไกหลายส่วนที่ทำงานร่วมกันอย่างแม่นยำ โดยเฉพาะ Bourdon Tube ซึ่งเป็นชิ้นส่วนสำคัญที่รับแรงดันและเปลี่ยนแรงดันให้กลายเป็นการเคลื่อนที่ของเข็ม

หลักการพื้นฐานคือ แรงดันจากระบบจะเข้าสู่ส่วนรับแรงดัน ทำให้ Bourdon Tube เกิดการเปลี่ยนรูปเล็กน้อย จากนั้น Link & Lever และชุดเฟือง จะถ่ายทอดและขยายการเคลื่อนที่ไปยังแกนเข็ม ทำให้ผู้ใช้งานสามารถอ่านค่าบนหน้าปัดได้

5 ชิ้นส่วนสำคัญภายใน Pressure Gauge

จากภาพโครงสร้างที่ใช้ประกอบบทความ สามารถอธิบายชิ้นส่วนหลักได้ดังนี้

1. Bourdon Tube — ท่อรับแรงดัน

Bourdon Tube ถือเป็นหัวใจสำคัญของ Pressure Gauge แบบ Bourdon Tube

ลักษณะทั่วไปเป็นท่อโลหะกลวงที่มีหน้าตัดไม่เป็นวงกลม และดัดเป็นรูปตัว C โดยปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับทางเข้าแรงดัน ส่วนอีกด้านเป็นปลายปิดที่สามารถเคลื่อนที่ได้

เมื่อแรงดันเข้าสู่ภายในท่อ หน้าตัดของท่อจะพยายามเปลี่ยนรูป ส่งผลให้ส่วนโค้งของท่อคลายตัวหรือยืดออกเล็กน้อย การเคลื่อนที่นี้เป็นตัวแทนของแรงดันที่ต้องการวัด

พูดง่าย ๆ:
แรงดันไม่ได้ดันเข็มโดยตรง แต่จะทำให้ Bourdon Tube ขยับก่อน แล้วจึงส่งการเคลื่อนที่ไปยังกลไกด้านใน

2. Link & Lever — ก้านส่งกำลัง

เมื่อปลายของ Bourdon Tube เคลื่อนที่ การเคลื่อนที่ดังกล่าวจะถูกส่งผ่าน Link & Lever

หน้าที่หลักคือเชื่อมต่อการเคลื่อนที่ของ Bourdon Tube เข้ากับชุดกลไก เพื่อเปลี่ยนการขยับเพียงเล็กน้อยให้สามารถนำไปใช้กับชุดแสดงผลได้

ส่วนนี้มีความสำคัญต่อการถ่ายทอดการเคลื่อนที่ให้สัมพันธ์กับค่าบนหน้าปัด หากกลไกมีความคลาดเคลื่อนหรือเกิดการสึกหรอ ก็อาจส่งผลต่อความถูกต้องของค่าที่แสดง

3. Gear Mechanism — ชุดเฟือง

นี่คือส่วนที่ช่วยเปลี่ยน การเคลื่อนที่เล็ก ๆ ของ Bourdon Tube ให้กลายเป็นการหมุนของเข็ม

โดยทั่วไปกลไกจะมีชุดเฟืองที่ทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มระยะการเคลื่อนที่ให้เหมาะสมกับมุมการหมุนของเข็มบนหน้าปัด

ตัวอย่างลำดับการทำงานคือ

Bourdon Tube ขยับ → Link ส่งแรง → Sector Gear ขยับ → Pinion Gear หมุน → แกนเข็มหมุน

หลักการดังกล่าวทำให้การเคลื่อนที่เพียงไม่กี่มิลลิเมตรบริเวณปลายท่อสามารถถูกแปลงเป็นการหมุนของเข็มบนหน้าปัดที่สังเกตได้ชัดเจน

4. Pointer — เข็มแสดงค่าแรงดัน

Pointer คือส่วนที่ผู้ใช้งานมองเห็นและใช้สำหรับอ่านค่าจากหน้าปัด

เมื่อชุดเฟืองหมุน แกนที่เชื่อมต่อกับ Pointer จะหมุนตาม ทำให้เข็มชี้ไปยังค่าบน Scale เช่น

การอ่านค่าที่ถูกต้องจึงต้องพิจารณาทั้ง หน่วยวัด Scale และช่วงการวัด ที่ระบุบนหน้าปัด ไม่ควรดูเฉพาะตำแหน่งของเข็มเพียงอย่างเดียว

5. Process Connection — จุดเชื่อมต่อกับระบบ

Process Connection คือส่วนที่ใช้เชื่อม Pressure Gauge เข้ากับระบบท่อ เครื่องจักร หรืออุปกรณ์ที่ต้องการตรวจวัดแรงดัน

รูปแบบเกลียวที่พบได้ เช่น

NPT
BSP / G
M20 × 1.5

นอกจากชนิดเกลียวแล้ว ยังต้องพิจารณาขนาด วัสดุ ตำแหน่งข้อต่อ และความเหมาะสมกับระบบที่จะติดตั้ง

การเลือก Connection ผิดชนิดอาจทำให้ติดตั้งไม่ได้หรือเกิดปัญหาการซีล ดังนั้นควรตรวจสอบสเปกของอุปกรณ์และระบบก่อนสั่งซื้อ

จากแรงดันสู่ตัวเลขบนหน้าปัด เกิดอะไรขึ้น?

สามารถสรุปเส้นทางการทำงานของ Pressure Gauge ได้ง่าย ๆ ดังนี้

1. Process Pressure
แรงดันจากระบบเข้าสู่ตัวเกจ

↓

2. Process Connection
นำแรงดันเข้าสู่ส่วนรับแรงดัน

↓

3. Bourdon Tube
แรงดันทำให้ท่อเกิดการเปลี่ยนรูปและปลายท่อเคลื่อนที่

↓

4. Link & Lever
ถ่ายทอดการเคลื่อนที่

↓

5. Gear Mechanism
แปลงและขยายการเคลื่อนที่ให้กลายเป็นการหมุน

↓

6. Pointer
เข็มหมุนไปยังตำแหน่งที่สัมพันธ์กับแรงดัน

↓

7. Dial Scale
ผู้ใช้งานอ่านค่าที่แสดงบนหน้าปัด

หลักการนี้ทำให้เกจแบบกลไกสามารถแสดงแรงดันได้โดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้าในการแสดงผลพื้นฐาน

ทำไม Pressure Gauge จึงสามารถวัดแรงดันได้แม่นยำ?

ความแม่นยำไม่ได้เกิดจากชิ้นส่วนเพียงชิ้นเดียว แต่เกิดจากการออกแบบและการทำงานร่วมกันของหลายองค์ประกอบ เช่น

1. คุณสมบัติของ Bourdon Tube

วัสดุและรูปทรงต้องเหมาะสมกับช่วงแรงดันและลักษณะการใช้งาน

2. ความแม่นยำของชุดกลไก

Link, Lever และ Gear ต้องถ่ายทอดการเคลื่อนที่ได้อย่างสม่ำเสมอ

3. การออกแบบหน้าปัด

Scale ต้องสัมพันธ์กับช่วงการวัดและความละเอียดที่ต้องการ

4. การสอบเทียบ

Pressure Gauge ที่ใช้ในงานที่ต้องการความแม่นยำควรได้รับการตรวจสอบหรือสอบเทียบตามข้อกำหนดของงาน

5. การเลือก Range ให้เหมาะสม

ไม่ควรเลือกช่วงวัดโดยดูเพียงว่า “วัดได้ถึงแรงดันที่ต้องการ” แต่ควรเลือกช่วงให้เหมาะกับแรงดันใช้งานจริงและลักษณะของระบบ

Bourdon Tube ไม่ได้มีแค่รูปทรง C

แม้ C-Type Bourdon Tube จะพบได้อย่างแพร่หลาย แต่ Pressure Gauge ยังสามารถใช้รูปแบบของ Pressure Element อื่น ๆ ได้ เช่น

C-Type — ใช้งานทั่วไปในอุตสาหกรรม
Spiral Type — ใช้กับบางช่วงการวัดที่ต้องการการเคลื่อนที่มากขึ้น
Helical Type — เหมาะกับงานและช่วงแรงดันบางประเภท
Diaphragm — ใช้ในงานที่ต้องการวัดแรงดันต่ำหรือมีเงื่อนไขของ Process ที่เหมาะกับ Diaphragm
Capsule — ใช้กับงานแรงดันต่ำมากบางประเภท

WIKA ระบุว่า Bourdon Tube เหมาะกับงานหลากหลาย ขณะที่ Diaphragm Element มีจุดเด่นในงานแรงดันต่ำและงานที่ต้องการความสามารถด้าน Overload บางรูปแบบ

ดังนั้นการเลือก Pressure Gauge ไม่ควรดูเพียงขนาดหน้าปัด แต่ต้องดู Pressure Element และสภาพของ Process ด้วย

ถ้า Pressure Gauge อ่านค่าไม่ตรง เกิดจากอะไร?

หากพบว่าเข็มแสดงค่าผิดปกติ สาเหตุอาจไม่ได้มาจาก Bourdon Tube เพียงอย่างเดียว เช่น

เลือก Pressure Range ไม่เหมาะสม
มีแรงสั่นสะเทือนในระบบ
มีแรงดันกระชากหรือ Pulsation
ชุด Gear Mechanism สึกหรอ
Bourdon Tube เสียรูปจากการใช้งานเกินช่วง
วัสดุของส่วนรับแรงดันไม่เหมาะกับของไหล
มีปัญหาที่ Connection หรือระบบติดตั้ง
เครื่องมือจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบหรือสอบเทียบ

ดังนั้นเมื่อค่าแรงดันผิดปกติ ควรตรวจสอบทั้ง ตัวเกจและสภาพของระบบ ไม่ควรสรุปทันทีว่าเกิดจากหน้าปัดหรือเข็ม

สรุป Pressure Gauge หนึ่งตัว ทำงานร่วมกันหลายชิ้นส่วน

แม้ Pressure Gauge จะดูเป็นเครื่องมือที่เรียบง่าย แต่ภายในมีระบบกลไกที่ทำงานต่อเนื่องกันอย่างเป็นขั้นตอน

Bourdon Tube รับแรงดัน
→ Link & Lever ถ่ายทอดการเคลื่อนที่
→ Gear Mechanism แปลงการเคลื่อนที่
→ Pointer แสดงผล
→ Dial Scale ทำให้ผู้ใช้งานอ่านค่าแรงดันได้

ความแม่นยำจึงไม่ได้ขึ้นอยู่กับเข็มหรือหน้าปัดเพียงอย่างเดียว แต่เกี่ยวข้องกับ Pressure Element, กลไกภายใน, วัสดุ, Range, การสอบเทียบ และสภาพการใช้งาน

หากกำลังเลือก Pressure Gauge สำหรับโรงงาน เครื่องจักร ระบบลม ระบบน้ำ หรือระบบอุตสาหกรรม ควรพิจารณาสเปกให้ครบตั้งแต่ช่วงแรงดัน ชนิดเกลียว วัสดุ ไปจนถึงสภาพแวดล้อมในการใช้งาน เพื่อให้ได้เครื่องมือวัดที่เหมาะกับระบบจริง

FAQ คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Pressure Gauge

1. Bourdon Tube มีหน้าที่อะไร?

Bourdon Tube เป็น Pressure Element ที่รับแรงดันและเปลี่ยนแรงดันให้เป็นการเคลื่อนที่เชิงกล เพื่อนำไปแสดงผลผ่านชุดกลไกและเข็ม

2. ทำไมต้องมี Gear Mechanism?

เพราะการเคลื่อนที่ของปลาย Bourdon Tube มีขนาดเล็ก ชุดเฟืองจึงช่วยถ่ายทอดและขยายการเคลื่อนที่ให้เหมาะสมกับการหมุนของ Pointer

3. Pressure Gauge แบบ Bourdon Tube เหมาะกับงานอะไร?

เหมาะกับงานวัดแรงดันในอุตสาหกรรมหลายประเภท เช่น ระบบลม น้ำ ไฮดรอลิก เครื่องจักร และระบบกระบวนการผลิต ทั้งนี้ต้องเลือกวัสดุ Range และ Pressure Element ให้ตรงกับ Process

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม / ขอใบเสนอราคา: [เบอร์ติดต่อ : 089-612-8998 / 095-369-5694 / Line : @pinpointt / www.pinpointinstrument.co.th /https://pressuregaugethai.com // https://lin.ee/yuGLlkN

ดูรายละเอียดสินค้าเพิ่มเติมได้ที่ Pinpoint Instrument สินค้า valve วาล์วและเครื่องมือวัด

Facebook Fanpage : ขายวาล์ว และเครื่องมือวัด ขายเกจวัดแรงดันและโฟลมิเตอร์ Pinpoint Instrument

เปิดโครงสร้าง Pressure Gauge : ชิ้นส่วนภายในทำงานอย่างไรถึงวัดแรงดันได้แม่นยำ?