Blog

2026.10.16

การเลือกเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงาน: เทอร์โมคัปเปิลกับ Pt100 ปลอกป้องกัน และการสอบเทียบ

การเลือกเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงาน: เทอร์โมคัปเปิลกับ Pt100 ปลอกป้องกัน และการสอบเทียบ

บทนำ: 3 เรื่องที่ต้องกำหนดก่อนในการเลือกเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงาน

การเลือกเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงานดูเหมือนเป็นงานที่จบได้เพียงเลือกจากแคตตาล็อกว่า “เทอร์โมคัปเปิล K, Class 2” หรือ “Pt100, Class A” แต่ในหน้างานจริงมักได้ยินปัญหาอย่าง “ในแคตตาล็อกเป็น Class A แต่ค่าที่อ่านได้ไม่ตรงกับเทอร์โมมิเตอร์ตัวข้าง ๆ” “สายขาดไปแล้ว แต่ค่า 0℃ หรือค่าขีดบนยังถูกบันทึกค้างไว้ในระบบ” หรือ “ถูกถามระหว่างการตรวจประเมินว่ารอบการสอบเทียบกำหนดจากอะไร แล้วตอบไม่ได้”

ขอกล่าวถึงสภาพแวดล้อมการผลิตในไทยสักเล็กน้อย ตามรายงานของ The Star ซึ่งเผยแพร่ข่าวจากรอยเตอร์ (30 กันยายน 2026) ดัชนีผลผลิตอุตสาหกรรม (MPI) เดือนสิงหาคม 2026 ที่กระทรวงอุตสาหกรรมของไทยประกาศ เพิ่มขึ้น 4.44% เมื่อเทียบกับเดือนเดียวกันของปีก่อน สูงกว่าที่คาดการณ์ไว้ในผลสำรวจของรอยเตอร์ (เพิ่มขึ้น 1.0%) อย่างไรก็ตาม ผู้อำนวยการสำนักงานเศรษฐกิจอุตสาหกรรม (OIE) อธิบายว่าได้ปรับปรุงวิธีคำนวณ MPI โดยเพิ่มผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ใหม่และเปลี่ยนน้ำหนัก จึงต้องระวังว่าไม่สามารถนำไปเทียบกับตัวเลขของปีก่อนได้โดยตรง ตามข้อมูลของ Trading Economics (30 กันยายน 2026) กระทรวงอุตสาหกรรมได้ปรับคาดการณ์การเติบโตของผลผลิตโรงงานปี 2026 ขึ้นจากเดิม 0.0-0.5% เป็น 2.75-3.55% ขณะเดียวกัน บทความของ Trading Economics วันที่ 2 ตุลาคม 2026 ระบุว่าดัชนีความเชื่อมั่นทางธุรกิจ (Business Sentiment Index) ของไทยในเดือนกันยายนอยู่ที่ 48.1 (เดือนสิงหาคมอยู่ที่ 49.8) ต่ำกว่า 50 ติดต่อกันเป็นเดือนที่ 9 เราคิดว่ามีโรงงานจำนวนมากที่ต้องการสร้างหลักฐานด้านคุณภาพว่า “บันทึกอุณหภูมิเชื่อถือได้” ภายใต้งบประมาณที่จำกัด

บทความนี้มองว่า สิ่งที่ต้องกำหนดก่อนในการเลือกเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงานไม่ใช่ “Class ในแคตตาล็อก” แต่เป็น 3 เรื่องต่อไปนี้

  1. ต้องการรู้อุณหภูมิของอะไร ในช่วงใด และเร็วแค่ไหน: ใช้ช่วงอุณหภูมิ การตอบสนอง และเงื่อนไขการติดตั้ง คัดว่าจะใช้เทอร์โมคัปเปิลหรืออาร์ทีดี (RTD) และจะใช้ชนิดและโครงสร้างแบบใด
  2. มองความคลาดเคลื่อนของจุดวัดตลอดทั้งสายการวัด: ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ตาม Class ของอิลิเมนต์หรือเส้นลวด จะมีความคลาดเคลื่อนจากปลอกป้องกัน ความยาวจุ่ม การเดินสาย ทรานสมิตเตอร์ และการเลื่อนค่า (drift) ตามอายุใช้งานซ้อนทับเข้ามา
  3. เขียนลงใน RFP แล้วตรวจสอบด้วย FAT/SAT: เขียนการคำนวณความแข็งแรงของปลอกป้องกัน สัญญาณแจ้งความผิดพลาด (NAMUR NE43) การวินิจฉัย และวิธีกำหนดรอบการสอบเทียบไว้ในข้อกำหนด แล้วตรวจสอบด้วยการทดสอบก่อนส่งมอบจากโรงงานผู้ผลิต (FAT) และการทดสอบรับมอบที่หน้างาน (SAT)

วิธีเลือกเซนเซอร์โดยรวมที่ใช้ในโรงงานได้สรุปไว้ใน “ประเภทเซนเซอร์ IoT ในโรงงาน 2026” แล้ว บทความนี้จะเจาะเฉพาะเซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบสัมผัสสำหรับกระบวนการผลิต ที่ติดตั้งกับเครื่องจักร ท่อ เตา แม่พิมพ์ และถัง

ชนิดของเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงาน: เทอร์โมคัปเปิลและ RTD

เซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบสัมผัสสำหรับกระบวนการผลิตแบ่งได้กว้าง ๆ เป็นเทอร์โมคัปเปิลและอาร์ทีดี (RTD)

เทอร์โมคัปเปิลใช้ลวดโลหะ 2 ชนิดต่อกัน แล้วหาอุณหภูมิจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากความต่างของอุณหภูมิ ตามเอกสารทางเทคนิคของ Graphtec ผู้ผลิตเครื่องมือวัด เครื่องมือวัดจะรับรู้อุณหภูมิที่จุดต่อด้วยฟังก์ชันการชดเชยจุดต่ออ้างอิง (การชดเชยจุดต่อเย็น) แล้วจึงหาอุณหภูมิของจุดต่อวัด บริษัทอธิบายว่าการต่อความยาวต้องใช้สายชดเชยที่ตรงกับชนิดของเทอร์โมคัปเปิล และหากจุดต่อระหว่างเทอร์โมคัปเปิลกับสายชดเชยมีอุณหภูมิต่างกัน จะวัดได้ไม่ถูกต้อง

อาร์ทีดีใช้คุณสมบัติที่ค่าความต้านทานของโลหะอย่างแพลทินัมเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ ตัวแทนที่พบบ่อยคือ Pt100 ซึ่งเป็นอาร์ทีดีแพลทินัม ตามตัวอย่างเอกสาร (preview) อย่างเป็นทางการของ IEC 60751:2022 ขอบเขตของมาตรฐานนี้คือเทอร์โมมิเตอร์ความต้านทานแพลทินัมสำหรับอุตสาหกรรมและอิลิเมนต์ความต้านทานแพลทินัมในช่วง −200 ถึง +850℃

ในเรื่องการเลือกใช้ Senmatic ผู้ผลิตเซนเซอร์จากเดนมาร์กอธิบายว่า โดยทั่วไปอาร์ทีดีใช้ในช่วง −50 ถึง 600℃ ส่วนเทอร์โมคัปเปิลใช้ได้ถึงอุณหภูมิที่สูงกว่านั้น และโดยทั่วไปอาร์ทีดีมีเสถียรภาพสูงกว่าเทอร์โมคัปเปิล ส่วน JUMO อธิบายว่าอาร์ทีดีมีความแม่นยำและความละเอียดสูงกว่าเทอร์โมคัปเปิล

ทั้งนี้ วิธีเลือกฝั่งตัวควบคุมได้กล่าวไว้ใน “วิธีเลือกเครื่องควบคุมอุณหภูมิในโรงงานไทย” นอกจากนี้ โปรไฟล์อุณหภูมิในเตาบัดกรีเป็นขอบเขตของ “การจัดการโปรไฟล์อุณหภูมิรีโฟลว์” และการเฝ้าระวังคลังสินค้าแช่แข็งเป็นขอบเขตของ “การติดตั้งระบบติดตามอุณหภูมิคลังอาหารแช่แข็ง” ซึ่งอยู่นอกขอบเขตของบทความนี้ เซนเซอร์แบบไม่สัมผัส เช่น กล้องถ่ายภาพความร้อน ก็อยู่นอกขอบเขตเช่นกัน

เทอร์โมคัปเปิลกับ RTD (Pt100) ต่างกันอย่างไร

ตารางด้านล่างสรุปความแตกต่างของทั้งสองแบบ ภายในขอบเขตของเอกสารที่บทความนี้ตรวจสอบได้ เวลาตอบสนองเปลี่ยนไปมากตามโครงสร้างและเงื่อนไขการทดสอบ จึงไม่เปรียบเทียบระหว่างรุ่นแบบตรง ๆ

ประเด็นเทอร์โมคัปเปิลอาร์ทีดี (Pt100)
หลักการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากความต่างของอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานของแพลทินัม
ช่วงอุณหภูมิโดยประมาณใช้ได้ถึงอุณหภูมิสูงกว่าอาร์ทีดี (Senmatic)โดยทั่วไป −50 ถึง 600℃ (Senmatic) ขอบเขตตามมาตรฐานคือ −200 ถึง +850℃ (IEC 60751:2022)
แนวคิดเรื่องความแม่นยำClass ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของเส้นลวด (Class 1, 2) เป็นค่าจากเอกสารที่อ้างอิง IEC 60584-1 / JIS C 1602:2015Class ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (AA, A, B, C) เป็นค่าจากเอกสารของผู้ผลิตที่อ้างอิง IEC 60751 (ฉบับปี 2008)
การเดินสายต้องมีสายชดเชยและการชดเชยจุดต่อเย็น ความต่างอุณหภูมิที่จุดต่อจะกลายเป็นความคลาดเคลื่อนแบบ 2 สาย 3 สาย 4 สาย ความต้านทานของสายนำจะกลายเป็นความคลาดเคลื่อน
การเปลี่ยนแปลงระหว่างใช้งานความไม่สม่ำเสมอของเส้นลวดเป็นปัจจัยสำคัญของความไม่แน่นอน และในเทอร์โมคัปเปิลโลหะพื้นฐานอาจแย่ลงอย่างรวดเร็วระหว่างใช้งาน (NPL)โดยทั่วไปมีเสถียรภาพสูงกว่าเทอร์โมคัปเปิล (Senmatic)
มาตรฐานIEC 60584-1:2013 สายชดเชยคือ IEC 60584-3:2021 เทอร์โมคัปเปิลแบบ MI คือ IEC 61515:2016IEC 60751:2022 (แทนที่ฉบับปี 2008)

บทความนี้มองว่า หากอุณหภูมิอยู่ในช่วงของอาร์ทีดีและให้น้ำหนักกับความแม่นยำและเสถียรภาพ ให้พิจารณา Pt100 หากสูงกว่านั้นให้พิจารณาเทอร์โมคัปเปิล และไม่ว่าแบบใด “Class” เพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดความคลาดเคลื่อนของจุดวัด

ชนิดของเทอร์โมคัปเปิลและวิธีเลือก

ตามบทสรุปอย่างเป็นทางการของ IEC 60584-1:2013 มาตรฐานนี้กำหนดฟังก์ชันอ้างอิงและค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของชนิด R, S, B, J, T, E, K, N, C และ A ฉบับที่ 3 จำกัดช่วงของพหุนามชนิด K ไว้ถึง 1300℃ และภาคผนวก C ให้แนวทางเรื่องอุณหภูมิใช้งานสูงสุดและสภาพแวดล้อมของแต่ละชนิด

ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของชนิด K, J, N, T เป็นดังนี้ TC Direct ผู้ผลิตเทอร์โมคัปเปิลจากสหราชอาณาจักรเผยแพร่ค่าเหล่านี้ในฐานะ “ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของเอาต์พุตของเส้นลวดเทอร์โมคัปเปิลที่ใช้ผลิตเซนเซอร์” ตามที่ IEC 60584-1 กำหนด เอกสารทางเทคนิคของ Graphtec ก็เผยแพร่ค่าของชนิด K และ T ในฐานะ JIS C 1602:2015 และค่า Class 1 และ 2 ของ K และ T ตรงกันในเอกสารทั้งสอง

ชนิดClass 1Class 2เอกสารที่ตรวจสอบ
K−40 ถึง +375℃: ±1.5℃ / +375 ถึง +1000℃: ±0.004·t−40 ถึง +333℃: ±2.5℃ / +333 ถึง +1200℃: ±0.0075·tTC Direct, Graphtec
J−40 ถึง +375℃: ±1.5℃ / +375 ถึง +750℃: ±0.004·t−40 ถึง +333℃: ±2.5℃ / +333 ถึง +750℃: ±0.0075·tTC Direct
Nค่าเดียวกับ Kค่าเดียวกับ KTC Direct
T−40 ถึง +125℃: ±0.5℃ / +125 ถึง +350℃: ±0.004·t−40 ถึง +133℃: ±1℃ / +133 ถึง +350℃: ±0.0075·tTC Direct, Graphtec

t ในตารางคือค่าอุณหภูมิ (℃) โดยไม่คิดเครื่องหมาย เมื่อคำนวณจากสูตร K Class 1 ที่ 1000℃ คือ ±4.0℃ (0.004×1000) Class 2 ที่ 500℃ คือ ±3.75℃ (0.0075×500) และที่ 1200℃ คือ ±9.0℃ (0.0075×1200) ที่จุดรอยต่อของ Class 1 คือ 375℃ ได้ 0.004×375 = 1.5℃ ซึ่งต่อเนื่องกับค่าคงที่ ±1.5℃ เอกสารของ Graphtec ระบุว่า “Class 1 มีราคาสูง โดยทั่วไปจึงใช้ Class 2”

ในการเลือกชนิด ควรดูการเปลี่ยนแปลงระหว่างใช้งานด้วย เอกสาร DE18 ของ Tempco ผู้ผลิตจากสหรัฐฯ อธิบายแนวโน้มการเลื่อนค่าตามชนิดไว้ว่า K มีการเลื่อนค่าปานกลางถึงสูงที่อุณหภูมิสูง N เลื่อนค่าน้อยกว่า K และมักถูกเลือกเป็นทางเลือกที่เสถียรแทน K ส่วน J มีปัญหาเหล็กออกซิไดซ์ เป็นสนิม และเปราะ T เลื่อนค่าน้อยที่อุณหภูมิต่ำแต่ทองแดงออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิสูง และ R กับ S เกิดการปนเปื้อนและการโตของเกรน

ในการเดินสาย ให้ใช้สายชดเชยที่ตรงกับชนิดของเทอร์โมคัปเปิล IEC 60584-3:2021 กำหนดการระบุชนิดและค่าความคลาดเคลื่อนในการผลิตของสายต่อขยายและสายชดเชยสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรม โดยไม่ครอบคลุมสายต่อขยายและสายชดเชยแบบ MI เนื่องจากความต่างอุณหภูมิที่จุดต่อจะกลายเป็นความคลาดเคลื่อน Graphtec จึงแนะนำว่า หากต้องการความเข้มงวด ให้ใช้เทอร์มินัลบล็อกหรือคอนเนกเตอร์เฉพาะที่มีคุณลักษณะแรงเคลื่อนไฟฟ้าความร้อนเหมือนกัน

Pt100 Class A และ Class B กับรูปแบบการเดินสาย

ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของ Pt100 ในบทความนี้แสดงเป็นค่าจากเอกสารของผู้ผลิตที่อ้างอิง IEC 60751 (ฉบับปี 2008) Lapp ผู้ผลิตสายเคเบิลและเซนเซอร์เผยแพร่ค่าต่อไปนี้ในฐานะ “Class ความแม่นยำที่ IEC 60751:2008 กำหนด” และคำอธิบายของ JUMO ก็ให้ค่าเดียวกันสำหรับ Class A และ B ต้องระวังว่าช่วงอุณหภูมิที่ใช้ได้ของแบบขดลวด (wire-wound) และแบบฟิล์มบาง (thin-film) ไม่เหมือนกัน

Classสูตรค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (℃)0℃100℃ช่วงของแบบขดลวดช่วงของแบบฟิล์มบาง
AA±(0.1+0.0017·t)±0.1℃±0.27℃−50 ถึง +250℃0 ถึง +150℃
A±(0.15+0.002·t)±0.15℃±0.35℃−100 ถึง +450℃−30 ถึง +300℃
B±(0.3+0.005·t)±0.3℃±0.8℃−196 ถึง +600℃−50 ถึง +500℃
C±(0.6+0.01·t)——ไม่ระบุไม่ระบุ

t คือค่าอุณหภูมิโดยไม่คิดเครื่องหมาย ค่าที่ 0℃ และ 100℃ เป็นค่าที่ Lapp เผยแพร่ เมื่อคำนวณจากสูตร ที่ 200℃ Class A คือ ±0.55℃ และ Class B คือ ±1.3℃ เอกสารข้อกำหนดทางเทคนิคของ TM311 จาก Endress+Hauser (ต่อไปนี้เรียกว่า E+H) ก็ระบุความคลาดเคลื่อนสูงสุดของ Pt100 Class A ช่วง −50 ถึง +200℃ ไว้ที่ 0.55℃ ซึ่งสอดคล้องกับสูตร ตามข้อมูลของ Lapp Class C ไม่เป็นที่นิยมในวงจรวัดสำหรับอุตสาหกรรม JUMO อธิบายว่า Class B สมดุลกับราคาได้ดีและเป็นที่นิยมที่สุดในอุตสาหกรรม ส่วน Class A ใช้ในงานอย่างอุณหภูมิของตัวกลางความร้อนในอุตสาหกรรมพลังงาน

แผนภาพต่อไปนี้แสดงค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของ Pt100 Class A, B และเทอร์โมคัปเปิล K Class 1, 2 ซึ่งคำนวณจากสูตรและวาดเฉพาะภายในช่วงที่ใช้ได้ ค่าเหล่านี้เป็นค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของตัวเซนเซอร์เพียงอย่างเดียว ไม่รวมความคลาดเคลื่อนจากการติดตั้ง การเดินสาย ทรานสมิตเตอร์ และการเปลี่ยนแปลงตามอายุใช้งาน

การเลือกเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงาน: เทอร์โมคัปเปิลกับ Pt100 ปลอกป้องกัน และการสอบเทียบ - figure 1

ต้องระวังเรื่องฉบับของมาตรฐานด้วย IEC 60751 ฉบับที่ 3 ออกเมื่อวันที่ 27 มกราคม 2022 และแทนที่ฉบับปี 2008 Senmatic อธิบายว่าตั้งแต่ปี 2008 เป็นต้นมา ไม่ใช่เพียงอิลิเมนต์เท่านั้น แต่เทอร์โมมิเตอร์ทั้งตัวต้องเป็นไปตาม Class ที่ปลายจุดต่อ และฉบับปี 2022 ก็เช่นเดียวกัน บริษัทชี้ว่าในการขอใบเสนอราคา ยังมีการนำข้อกำหนดจากฉบับแรกปี 1983 มาใช้ซ้ำอยู่

รูปแบบการเดินสายมีแบบ 2 สาย 3 สาย และ 4 สาย ตามข้อมูลของ Senmatic ตามมาตรฐาน Class A และ AA ต้องใช้แบบ 3 สายหรือ 4 สาย บริษัทยังกล่าวด้วยว่า ในแบบ 3 สายที่เดินสายยาว จะไม่สามารถยืนยัน Class A ได้เพราะค่าความคลาดเคลื่อนของความต้านทานสายนำ และหากต้องการให้เป็นไปตาม Class A ขึ้นไปของฉบับปี 2008 ควรสั่งเป็นแบบ 4 สาย (เป็นความเห็นของบริษัท) บทความนี้มองว่า หากระบุ Class A ขึ้นไป ควรกำหนดในข้อกำหนดว่าจะใช้แบบ 3 สายหรือ 4 สาย ควบคู่กับความยาวสาย

“Class” ไม่ใช่ความคลาดเคลื่อนของจุดวัด: มองตลอดทั้งสายการวัด

นี่คือเสาหลักที่ 2 ของบทความนี้ Class A หรือ Class 1 คือค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของอิลิเมนต์ เส้นลวด หรือตัวเทอร์โมมิเตอร์เพียงอย่างเดียว ความคลาดเคลื่อนของค่าที่อ่านได้ในหน้างานจะมีองค์ประกอบก่อนและหลังจากนั้นซ้อนทับเข้ามา

  • ปลอกป้องกันและความยาวจุ่ม: ตามคำแนะนำการติดตั้ง TM311 ของ E+H หากความยาวจุ่มสั้นเกินไป ความร้อนที่นำผ่านจุดต่อกับกระบวนการหรือผนังภาชนะจะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อน
  • ความล่าช้าในการตอบสนอง: เมื่อใส่ในปลอกป้องกัน การตอบสนองจะช้าลง ใน TM311 ของ E+H ภายใต้เงื่อนไขทดสอบเดียวกัน (ในน้ำที่ 0.4 m/s, step 10 K) t90 ของอิลิเมนต์ TipSens เมื่อสัมผัสโดยตรงคือ 1.5 วินาที และเมื่อมีปลอกป้องกัน 6 mm (4.3×20 mm) คือ 3 วินาที ตามข้อมูลของ Emerson การตอบสนอง T90 ของการติดตั้งปลอกป้องกันแบบดั้งเดิมโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 30 วินาทีถึง 3 นาที (เงื่อนไขทดสอบต่างจากค่าของ E+H จึงไม่สามารถเปรียบเทียบทั้งสองค่าได้)
  • การเปลี่ยนแปลงของอิลิเมนต์และเส้นลวด: แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเทอร์โมคัปเปิลไม่ได้เกิดที่ปลาย แต่เกิดในส่วนที่มีเกรเดียนต์ของอุณหภูมิ บทคัดย่อบทความของสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติสหราชอาณาจักร (NPL) จึงระบุว่าความไม่สม่ำเสมอทางเทอร์โมอิเล็กทริกเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดของความไม่แน่นอน
  • การเดินสาย: ในอาร์ทีดี ความต้านทานของสายนำ ส่วนในเทอร์โมคัปเปิล สายชดเชยกับความต่างอุณหภูมิที่จุดต่อ และการชดเชยจุดต่อเย็น เป็นสาเหตุของความคลาดเคลื่อน
  • ทรานสมิตเตอร์: มีความคลาดเคลื่อนจากการแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัลเพิ่มเข้ามา Yokogawa ระบุความแม่นยำ A/D ของ YTA710 สำหรับ Pt100 แบบทั่วไปไว้ที่ 0.1℃ แต่นี่เป็นค่าของส่วนแปลง A/D ของทรานสมิตเตอร์ ไม่ใช่ความแม่นยำที่รวมเซนเซอร์แล้ว

ความคลาดเคลื่อนฝั่งทรานสมิตเตอร์มีวิธีรับมือ Yokogawa อธิบายว่าอาร์ทีดีจริงแต่ละตัวเบี่ยงจากเส้นโค้งมาตรฐานของ IEC 60751 (ภายในค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้) และสามารถใส่ค่าสัมประสิทธิ์ Callendar-van Dusen (CvD) ผ่านออปชัน CM1 เพื่อเพิ่มความแม่นยำของระบบทรานสมิตเตอร์และเซนเซอร์ได้ E+H ก็อธิบายว่ามีบริการแยกต่างหากชื่อ “การจับคู่เซนเซอร์กับทรานสมิตเตอร์” ซึ่งสอบเทียบที่อุณหภูมิอย่างน้อย 3 จุดเพื่อหาคุณลักษณะจริง แล้วตั้งค่าสัมประสิทธิ์ CvD ลงในทรานสมิตเตอร์

การเลือกเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงาน: เทอร์โมคัปเปิลกับ Pt100 ปลอกป้องกัน และการสอบเทียบ - figure 2

มาตรฐานเทอร์โมคัปเปิลแบบ MI คือ IEC 61515:2016 ก็ระบุในบทสรุปอย่างเป็นทางการว่า “ข้อกำหนดใช้กับผลิตภัณฑ์ใหม่ ณ เวลาส่งมอบ และไม่ใช้กับผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว” ดังนั้นเราจึงคิดว่า ในการเลือก ต้องกำหนดความแม่นยำที่ต้องการของแต่ละจุดวัด และควบคุมด้วยข้อกำหนดและการทดสอบรับมอบว่าความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นที่ส่วนใดของสายการวัด

การเลือกปลอกป้องกัน (เทอร์โมเวลล์) และการติดตั้ง

ปลอกป้องกันช่วยปกป้องเซนเซอร์จากกระบวนการ แต่เนื่องจากยื่นเข้าไปในกระแสการไหล จึงมีความเสี่ยงที่จะแตกเสียหายจากการสั่นที่เกิดจากกระแสวน

ตามหน้าเว็บของ ASME มาตรฐาน ASME PTC 19.3 TW-2016 (ยืนยันซ้ำในปี 2025 และยังใช้อยู่) ครอบคลุมปลอกป้องกันที่กลึงจากแท่งโลหะ รวมถึงแบบที่ติดตั้งด้วยการเชื่อมหน้าแปลน แบบเกลียว และแบบเชื่อมเข้ากับภาชนะหรือท่อ ปลอกป้องกันที่ทำจากท่อ ผิวพิเศษอย่างลายนูนหรือครีบเกลียว และการเชื่อมที่ก้านหรือปลาย (รวมถึงการพ่นเคลือบและการพอกผิว) อยู่นอกขอบเขต วิธีติดตั้งและขนาดมาตรฐานก็อยู่นอกขอบเขตเช่นกัน

แนวคิดในการประเมินได้อธิบายไว้ในเอกสารไวท์เปเปอร์ของ Emerson (มีนาคม 2014) ตามที่บริษัทระบุ การแตกหักจากความล้าของปลอกป้องกันที่เกิดขึ้นที่ Monju ในญี่ปุ่นเกิดจากการสั่นพ้องในแนวการไหล (in-line resonance) ซึ่งฉบับปี 1974 ไม่ได้คำนึงถึง TW-2010 ประเมินด้วยเกณฑ์ 4 ข้อ ได้แก่ ขีดจำกัดความถี่ ขีดจำกัดความเค้นพลวัต ขีดจำกัดความเค้นสถิต และขีดจำกัดแรงดันไฮโดรสแตติก และใช้ Scruton number ซึ่งแสดงการหน่วงเป็นครั้งแรก ส่วนการกัดกร่อนและการสึกกร่อนของวัสดุต้องพิจารณาแยกต่างหาก

บทความนี้มองว่า แทนที่จะตัดสินตัวเลขอย่างอัตราส่วนความถี่ด้วยตนเอง วิธีที่เป็นไปได้จริงคือระบุใน RFP ให้ผู้เสนอส่ง “เอกสารการคำนวณความแข็งแรงตาม ASME PTC 19.3 TW ฉบับปัจจุบัน” พร้อมเงื่อนไขที่ใช้เป็นสมมติฐาน ได้แก่ ความเร็วการไหล ความดัน อุณหภูมิ และชนิดของไหล

เรื่องความยาวจุ่ม E+H ระบุในคำแนะนำการติดตั้ง TM311 ว่า สำหรับท่อ ความยาวจุ่มที่เหมาะสมคือครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ Fluke ผู้ผลิตเครื่องสอบเทียบให้เกณฑ์โดยประมาณเพื่อหลีกเลี่ยงความคลาดเคลื่อนจากการนำความร้อนตามแนวแกนระหว่างการสอบเทียบว่า “อย่างน้อย 20 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางโพรบ + ความยาวส่วนรับรู้อุณหภูมิ” และยกตัวอย่างว่า หากเส้นผ่านศูนย์กลาง 3/16 นิ้ว และส่วนรับรู้อุณหภูมิ 3/4 นิ้ว จะต้องจุ่มอย่างน้อย 4½ นิ้ว ทั้งสองค่าเป็นคำแนะนำการติดตั้งของผู้ผลิตหรือหลักจากประสบการณ์ ไม่ใช่ค่าตามมาตรฐาน สารบัญของ IEC 60751:2022 มีหัวข้อการทดสอบ “ความลึกจุ่มต่ำสุด” แต่บทความนี้ไม่ได้ตรวจสอบตัวเลขดังกล่าว

การเลือกเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงาน: เทอร์โมคัปเปิลกับ Pt100 ปลอกป้องกัน และการสอบเทียบ - figure 3

ในฐานะวิธีที่ไม่ใช้ปลอกป้องกัน Emerson อธิบายถึง Rosemount X-well Technology ที่คำนวณอุณหภูมิกระบวนการด้วยอัลกอริทึมการนำความร้อนจากอุณหภูมิฝั่งอากาศภายนอกและอุณหภูมิผิวท่อ อย่างไรก็ตาม บริษัทเองระบุว่าปัจจัยที่มีผลต่อความแม่นยำมากที่สุดคือความต่างระหว่างอุณหภูมิกระบวนการกับอุณหภูมิอากาศภายนอก และเป็นวิธีที่พิจารณาได้สำหรับงานควบคุมที่ไม่ได้มีความสำคัญสูง จึงไม่ควรคิดว่าวิธีนี้จะให้ความแม่นยำเท่ากันเสมอเมื่อใช้แทนปลอกป้องกัน

การเลื่อนค่า (drift) ตามอายุใช้งานและแนวคิดเรื่องการเปลี่ยน

เทอร์โมคัปเปิล โดยเฉพาะเทอร์โมคัปเปิลโลหะพื้นฐาน มีคุณลักษณะเปลี่ยนไประหว่างใช้งาน ตามบทคัดย่อบทความของ NPL ความสม่ำเสมอของเส้นลวดอาจเสื่อมลงอย่างรวดเร็วระหว่างใช้งาน โดยเฉพาะในเทอร์โมคัปเปิลโลหะพื้นฐาน

เอกสาร DE18 ของ Tempco อธิบายเกี่ยวกับชนิด K ไว้ดังนี้ ในช่วง 200 ถึง 600℃ อาจเริ่มเกิดการเลื่อนค่าเพิ่มเติมประมาณ 1 ถึง 2℃ โดยสูงสุดที่ราว 400℃ และหากทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วอาจกลายเป็นการเปลี่ยนแปลงถาวร หากคงไว้ที่ 500℃ เป็นเวลา 3 ถึง 4 ชั่วโมง แล้วทำให้เย็นตัวช้า ๆ และสอบเทียบใหม่ จะลดผลกระทบได้ แต่หากสัมผัสกับอุณหภูมิเกิน 600℃ ผลจะกลับคืนมาอีก ช่วงอุณหภูมิแตกต่างกันไปตามเอกสาร จึงถือว่านี่เป็นคำอธิบายของ Tempco

บทความนี้มองว่า การเตรียมรับมือกับการเลื่อนค่าที่เป็นไปได้จริงมี 3 ข้อดังนี้

  • สำหรับเทอร์โมคัปเปิลที่ใช้ที่อุณหภูมิสูง ให้บันทึกอุณหภูมิใช้งานและระยะเวลาใช้งาน แล้วจึงกำหนดช่วงเวลาสำหรับการเปรียบเทียบเป็นระยะหรือการเปลี่ยน
  • จุดวัดที่สำคัญ ให้สามารถเปรียบเทียบกับเซนเซอร์อีกตัวได้ ตามข้อมูลของ Yokogawa YTA710 มีอินพุตคู่ (dual input) ที่สลับไปใช้ตัวสำรองเมื่อเซนเซอร์เสีย คำนวณค่าเฉลี่ย และคำนวณผลต่างอุณหภูมิได้
  • เนื่องจากความสม่ำเสมอของเส้นลวดเทอร์โมคัปเปิลอาจเสื่อมลงระหว่างใช้งาน (NPL) จึงควรมีแผนอะไหล่สำรองที่ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าต้องเปลี่ยน

ทรานสมิตเตอร์และสัญญาณ: 4-20 mA, NAMUR NE43, HART และ IO-Link

เมื่อใช้ทรานสมิตเตอร์ ต้องกำหนดไว้ก่อนว่าช่วงใดของสัญญาณ 4-20 mA ถือเป็น “ความผิดพลาด” NAMUR NE43 ไม่ใช่มาตรฐาน แต่เป็นข้อแนะนำของ NAMUR ซึ่งแบ่งช่วงของสัญญาณ 4-20 mA ไว้ ตามคำอธิบายของ ICS Schneider บริษัทจำหน่ายและสอบเทียบเครื่องมือวัดจากเยอรมนี ประมาณ 3.8-4.0 mA คือช่วงด้านล่างที่ยอมรับได้ 4.0-20.0 mA คือช่วงการวัดปกติ 20.0 ถึงประมาณ 20.5 mA คือช่วงด้านบนที่ยอมรับได้ ความผิดพลาดแบบ downscale โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 3.6 mA หรือต่ำกว่า และความผิดพลาดแบบ upscale โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 21 mA หรือสูงกว่า

ช่วงสัญญาณความหมาย (การแบ่งช่วงของ NE43)ตัวอย่างการใช้งานจริง
3.6 mA หรือต่ำกว่าความผิดพลาด (downscale)E+H TM311 เลือกได้ที่ 3.6 mA หรือต่ำกว่า Pyromation T71 ให้ 3.6 mA หรือต่ำกว่า หรือ 21.0 mA หรือสูงกว่า เมื่อสายขาดหรือลัดวงจร
3.8-4.0 mAต่ำกว่าขีดล่างของช่วงการวัดทั้งสองผลิตภัณฑ์ 4.0→3.8 mA
4.0-20.0 mAช่วงการวัดปกติ—
20.0-20.5 mAสูงกว่าขีดบนของช่วงการวัดทั้งสองผลิตภัณฑ์ 20.0→20.5 mA
21.0 mA หรือสูงกว่าความผิดพลาด (upscale)E+H TM311 ตั้งค่าด้านสูงได้ที่ 21.5-23 mA

กระแสความผิดพลาดจริงขึ้นอยู่กับทรานสมิตเตอร์และการตั้งค่า ICS Schneider ยกตัวอย่างค่า 3.5 mA และ 21.5 mA และอธิบายว่าแบบ upscale หรือ downscale จะดีกว่านั้นไม่สามารถตัดสินได้ด้วยหลักทั่วไป แต่ขึ้นอยู่กับแนวคิดด้านความปลอดภัยของโรงงาน

นอกจากค่าแอนะล็อกแล้ว ยังมีการสื่อสารที่ส่งสถานะและข้อมูลการวินิจฉัยของเซนเซอร์ขึ้นไปยังระบบระดับบนได้ ตามข้อมูลของ E+H TM311 แยกแยะ IO-Link กับ 4-20 mA ได้โดยอัตโนมัติ และในโหมด IO-Link จะส่งข้อมูลความผิดพลาดทั้งหมดในรูปดิจิทัล แต่ละบริษัทอธิบายว่า dTRANS T09 ของ JUMO รองรับ 4-20 mA หรือ IO-Link และ YTA710 ของ Yokogawa รองรับ 4-20 mA + HART 7 เป็นต้น การออกแบบการรับมอบ IO-Link กล่าวไว้ใน “การติดตั้ง IO-Link: รวมข้อมูลเซนเซอร์และเกณฑ์รับมอบ” และการปรับปรุงเครื่องมือวัด HART ที่มีอยู่เดิมกล่าวไว้ใน “การนำ Ethernet-APL มาใช้ในโรงงานไทย“

การเก็บข้อมูลเข้า PLC/MES และการจัดการความผิดพลาด

หากจะเก็บอุณหภูมิไว้เป็นบันทึกเพื่อการตรวจสอบย้อนกลับ (traceability) สิ่งสำคัญคือไม่บันทึกสัญญาณความผิดพลาดเป็นค่าอุณหภูมิ ICS Schneider ยกตัวอย่างกรณีที่สายของ Pt100 ขาดไป 1 เส้น แล้ว PLC ตีความเป็นค่าขีดบน 200℃ และอธิบายว่าหากแสดง 21.5 mA เป็นเพียง 200℃ ข้อมูลว่า “เซนเซอร์เสีย” จะสูญหายไป บริษัทระบุว่า การตั้งค่าเกณฑ์ (threshold) ฝั่ง PLC ให้ตรงกับการตั้งค่าของทรานสมิตเตอร์ และการใส่ hysteresis สั้น ๆ หรือการตรวจสอบความสมเหตุสมผลตามเวลาเพื่อหลีกเลี่ยงการแจ้งเตือนผิดพลาดจากสัญญาณรบกวน เป็นสิ่งที่มีประโยชน์

บทความนี้มองว่า ควรกำหนด 3 ข้อต่อไปนี้ไว้ระหว่าง PLC กับ MES

  • กระแสในช่วงความผิดพลาด ให้บันทึกเป็น “ข้อมูลขาดหาย” พร้อมรหัสสถานะ ไม่ใช่ค่าอุณหภูมิ
  • ช่วงที่สูงกว่าขีดบนหรือต่ำกว่าขีดล่างของช่วงการวัด ให้เก็บเป็นสถานะที่แยกจากความผิดพลาด
  • กำหนดว่าจากข้อมูลการวินิจฉัยที่ได้จาก HART หรือ IO-Link จะนำรายการใดเข้า MES

วิธีกำหนดจำนวนจุดและรอบการเก็บข้อมูลจาก PLC กล่าวไว้ใน “เก็บข้อมูลจาก PLC ปี 2026” และการตรวจจับข้อมูลขาดหายกับเกณฑ์รับมอบกล่าวไว้ใน “การป้องกันข้อมูลเซนเซอร์โรงงานสูญหาย” หากต้องการเก็บอุณหภูมิของเตาเป็นบันทึกเงื่อนไขกระบวนการอบชุบความร้อน โปรดดู “ระบบบันทึกเงื่อนไขกระบวนการอบชุบความร้อน” ด้วย ทั้งนี้ เราไม่พบค่ามาตรฐานของอุตสาหกรรมสำหรับความละเอียดหรือระยะเวลาการเก็บข้อมูลใน MES จึงต้องกำหนดเองให้เหมาะกับการใช้งาน

ผู้ผลิตรายหลักอธิบายไว้อย่างไร

ต่อไปนี้สรุปข้อมูลสาธารณะของผู้ผลิตรายหลักเรียงตามลำดับตัวอักษร โดยระบุเฉพาะฟังก์ชัน ทั้งหมดเป็นคำอธิบายของแต่ละบริษัท และบทความนี้ไม่ได้แนะนำผลิตภัณฑ์ใดเป็นการเฉพาะ เนื่องจากเงื่อนไขการทดสอบต่างกัน จึงไม่เปรียบเทียบตัวเลขเพื่อจัดอันดับว่าตัวใดดีกว่า

ผู้ผลิตผลิตภัณฑ์คำอธิบายของบริษัท (สรุป)
EmersonRosemount X-well Technologyคำนวณอุณหภูมิกระบวนการจากอุณหภูมิฝั่งอากาศภายนอกและผิวท่อ วัดได้โดยไม่ใช้ปลอกป้องกัน สูงสุด 650℃ เมื่อใช้ร่วมกับทรานสมิตเตอร์ 3144S พิจารณาได้สำหรับงานควบคุมที่ไม่ได้มีความสำคัญสูง
Endress+HauseriTHERM CompactLine TM311Pt100 Class A แบบ 4 สาย −50 ถึง +200℃ แยกแยะ IO-Link กับ 4-20 mA ได้อัตโนมัติ ในโหมด 4-20 mA ให้ข้อมูลความผิดพลาดตาม NE43
Endress+HauseriTHERM TrustSens TM371อาร์ทีดีแบบสอบเทียบตัวเองสำหรับงานด้านสุขอนามัย สอบเทียบอัตโนมัติที่จุดอ้างอิง 118℃ หรือ 39℃ และสร้างใบรับรองการสอบเทียบที่สอบกลับได้โดยอัตโนมัติ 4-20 mA, HART
JUMOdTRANS T09อินพุต Pt100 / Pt1000 (แบบ 4 สาย) 4-20 mA หรือ IO-Link M12 ทั้งสองด้าน IP66/IP67/IP69 สำหรับติดตั้งเพิ่มในเครื่องจักรที่มีอยู่เดิม
PyromationT71สัญญาณความผิดพลาดตาม NE43 (3.6 mA หรือต่ำกว่า หรือ 21.0 mA หรือสูงกว่า) และการตรวจจับข้อผิดพลาดของความต้านทานสายตาม NE89
YokogawaYTA710อินพุต RTD, เทอร์โมคัปเปิล, ความต้านทาน, mV อินพุตคู่ 4-20 mA + HART 7, BRAIN, FOUNDATION Fieldbus ตั้งค่าสัมประสิทธิ์ CvD ได้ด้วยออปชัน CM1

การสอบเทียบตัวเองของ TrustSens เป็นฟังก์ชันสำหรับงานด้านสุขอนามัยที่จุดอุณหภูมิเฉพาะ ไม่ได้หมายความว่าเซนเซอร์อุณหภูมิของเตาหรือแม่พิมพ์ไม่จำเป็นต้องสอบเทียบ เวลาตอบสนองก็เช่นกัน ค่าที่ E+H แสดงสำหรับ TM311 (ในน้ำที่ 0.4 m/s ตาม IEC 60751, step 10 K) กับ “30 วินาทีถึง 3 นาทีเมื่อติดตั้งในปลอกป้องกัน” ที่ Emerson แสดงนั้นมีเงื่อนไขต่างกัน จึงเปรียบเทียบกันไม่ได้

ราคาเปลี่ยนไปมากตามชนิด Class ปลอกป้องกัน (วัสดุและมีการคำนวณความแข็งแรงหรือไม่) ทรานสมิตเตอร์ (HART / IO-Link) และขอบเขตของใบรับรองการสอบเทียบ เราไม่พบราคาที่เปิดเผยต่อสาธารณะในหน้าเว็บทางการของผู้ผลิตข้างต้น จึงต้องขอใบเสนอราคาผ่าน RFP

การสอบเทียบและวิธีกำหนดรอบการสอบเทียบ

เสาหลักที่ 3 คือการสอบเทียบ ตามคำอธิบายของ E+H การสอบเทียบเทอร์โมมิเตอร์มีทั้งวิธีที่ใช้จุดคงที่ เช่น จุดน้ำแข็ง 0℃ และวิธีเปรียบเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์อ้างอิงที่มีความแม่นยำสูง โดยใช้อ่างสอบเทียบที่มีการกระจายอุณหภูมิสม่ำเสมอ หรือเตาสอบเทียบที่จุ่มเครื่องมือที่ถูกสอบเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์อ้างอิงได้ลึกเพียงพอ เราคิดว่าสำหรับเซนเซอร์ในหน้างาน การสอบเทียบแบบเปรียบเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์อ้างอิงจะเป็นวิธีหลัก

รอบการสอบเทียบไม่ใช่สิ่งที่มาตรฐานกำหนดให้ ISO/IEC 17025:2017 เป็นข้อกำหนดเกี่ยวกับความสามารถ ความเป็นกลาง และการดำเนินงานที่สม่ำเสมอของห้องปฏิบัติการทดสอบและสอบเทียบ เอกสาร ILAC-G24:2022 / OIML D 10:2022 ซึ่งแสดงวิธีกำหนดช่วงเวลาการสอบเทียบซ้ำ ระบุว่า “ไม่มีวิธีที่ดีที่สุดเพียงวิธีเดียวที่ใช้ได้กับทุกกรณี ในการกำหนดและปรับช่วงเวลาการสอบเทียบซ้ำ” ช่วงเวลาเริ่มต้นกำหนดโดยการประเมินความเสี่ยงเป็นหลัก และยกปัจจัยที่ต้องพิจารณา เช่น ความไม่แน่นอนที่ต้องการ ความเสี่ยงที่จะเกินค่าความคลาดเคลื่อนสูงสุดที่ยอมให้ คำแนะนำของผู้ผลิต แนวโน้มการสึกหรอและการเลื่อนค่า ระดับและความรุนแรงของการใช้งาน สภาพแวดล้อม ผลของปริมาณที่ถูกวัด (ยกตัวอย่างผลของอุณหภูมิสูงต่อเทอร์โมคัปเปิล) และความถี่กับผลของการตรวจสอบระหว่างรอบ ICS Schneider ก็อธิบายว่า DIN EN 60584 ไม่ได้กำหนดช่วงเวลาการสอบเทียบที่ตายตัว

เอกสารดังกล่าวกำหนดให้เก็บผลการสอบเทียบเป็นประวัติเพื่อใช้เป็นพื้นฐานในการตัดสินช่วงเวลาในอนาคต และให้มีการตรวจสอบระหว่างรอบการสอบเทียบ มีวิธีทบทวนแสดงไว้ 5 วิธี และในตัวอย่างการใช้วิธีตรวจสอบระหว่างใช้งาน ได้ยกอาร์ทีดีแพลทินัม (ใช้ร่วมกับวิธีตามเวลาปฏิทิน) ไว้

บทความนี้มองว่า การกำหนดรอบเริ่มต้นด้วยความเสี่ยง แล้วบันทึกขั้นตอนการทบทวนด้วยประวัติการสอบเทียบและการตรวจสอบระหว่างรอบ เป็นวิธีที่เป็นไปได้จริงในการอธิบายเหตุผลของรอบการสอบเทียบเมื่อถูกตรวจประเมิน การจัดการวันครบกำหนดกล่าวไว้ใน “ระบบบริหารจัดการการสอบเทียบเครื่องมือวัด” และการตรวจสอบจุดวัดและความไม่แน่นอนในใบรับรองกล่าวไว้ใน “แนวทางนำ AI มาตรวจสอบใบรับรองการสอบเทียบในโรงงาน“

ในด้านโครงสร้างพื้นฐานการสอบเทียบของไทย สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ (NIMT) ซึ่งเป็นหน่วยงานมาตรฐานการวัดแห่งชาติ มีฝ่ายมาตรวิทยาด้านอุณหภูมิและแสง NIMT จัดการอบรมการสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิลเมื่อวันที่ 28-30 พฤษภาคม 2025 โดยเนื้อหารวมถึงการสาธิตการชดเชยจุดต่อเย็น ผลของการจุ่ม ผลของความไม่สม่ำเสมอ และการคำนวณความไม่แน่นอน นอกจากนี้ สถาบันไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (EEI) ซึ่งอยู่ในเครือกระทรวงอุตสาหกรรมของไทย อธิบายในหน้าเว็บของตนว่าได้รับการรับรองการสอบเทียบตาม ISO/IEC 17025 จากสำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (TISI) ตั้งแต่ปี 2005 และมีสาขาการสอบเทียบด้านอุณหภูมิและความชื้น

รายการที่ต้องเขียนใน RFP

นำเนื้อหาทั้งหมดข้างต้นมาแปลงเป็นหัวข้อใน RFP (เอกสารขอข้อเสนอ) สำหรับเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ

หัวข้อเนื้อหาที่ต้องเขียนใน RFP
สิ่งที่วัดและช่วงอุณหภูมิสิ่งที่จะวัด (ท่อ เตา แม่พิมพ์ ถัง) อุณหภูมิปกติ อุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุด และความเร็วในการตอบสนองที่ต้องการ
ชนิดและ Classชนิดและ Class ของเทอร์โมคัปเปิล หรือ Class ของ Pt100 มาตรฐานและฉบับที่อ้างอิงค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (เช่น IEC 60751 ฉบับปี 2008 หรือฉบับปี 2022)
โครงสร้างแบบขดลวดหรือแบบฟิล์มบาง โครงสร้างปลอกหุ้มและ MI กล่องขั้วต่อ จำนวนอิลิเมนต์ (1 จุดหรือ 2 จุด)
ปลอกป้องกันและการคำนวณความแข็งแรงวัสดุ การต่อกับกระบวนการ เอกสารการคำนวณความแข็งแรงตาม ASME PTC 19.3 TW ฉบับปัจจุบัน และเงื่อนไขสมมติฐาน (ความเร็วการไหล ความดัน อุณหภูมิ ชนิดของไหล)
ความยาวจุ่มเหตุผลของความยาวจุ่ม (เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ คำแนะนำการติดตั้ง) และแบบแสดงตำแหน่งติดตั้ง
การเดินสายอาร์ทีดีใช้แบบ 3 สายหรือ 4 สาย เทอร์โมคัปเปิลใช้สายชดเชยชนิดใดและจัดการจุดต่ออย่างไร
ทรานสมิตเตอร์และสัญญาณกระแสความผิดพลาดของ 4-20 mA (downscale หรือ upscale และค่า) HART / IO-Link การวินิจฉัย และต้องจับคู่ CvD หรือไม่
การเชื่อมต่อข้อมูลชื่อแท็กและการสเกลใน PLC การตั้งค่าให้ช่วงความผิดพลาดถือเป็นข้อมูลขาดหาย และรายการวินิจฉัยที่จะนำเข้า MES
การสอบเทียบผู้ออกใบรับรองการสอบเทียบ ได้รับการรับรอง ISO/IEC 17025 หรือไม่ จุดวัดในการสอบเทียบและความไม่แน่นอน และการสอบกลับได้
อะไหล่สำรองและการเปลี่ยนจำนวนเซนเซอร์สำรอง ขั้นตอนการเปลี่ยน และการสอบเทียบใหม่เมื่อเปลี่ยน
เอกสารเอกสารที่เทียบเท่ากับ “ข้อมูลที่ผู้จำหน่ายต้องแสดง” ตามบทที่ 7 ของ IEC 60751:2022 คู่มือการใช้งาน และแบบ

เราคิดว่า เพื่อไม่ให้นำข้อกำหนดของฉบับเก่ามาใช้ซ้ำ สิ่งสำคัญคือการเขียนฉบับของมาตรฐานคู่กับรูปแบบการเดินสายไว้ใน RFP

สิ่งที่ต้องตรวจสอบใน FAT/SAT

บทความนี้เสนอให้รวมรายการต่อไปนี้ไว้ใน FAT/SAT เกณฑ์ผ่านให้โรงงานกำหนดเองตามความแม่นยำที่ต้องการของแต่ละจุดวัด

  • การสอบเทียบแบบเปรียบเทียบ: วางคู่กับเทอร์โมมิเตอร์อ้างอิง แล้วเปรียบเทียบค่าที่หลายจุดในช่วงอุณหภูมิที่ใช้งาน และตรวจสอบด้วยว่าจุดวัดในใบรับรองการสอบเทียบครอบคลุมช่วงอุณหภูมิใช้งานหรือไม่
  • การตรวจสอบลูป (loop check): ป้อนสัญญาณจำลองจากทรานสมิตเตอร์ แล้วตรวจสอบว่า PLC และ MES แสดงและบันทึกเป็นอุณหภูมิเดียวกันหรือไม่
  • สัญญาณเมื่อสายขาดหรือลัดวงจร: ถอดสายของเซนเซอร์ แล้วตรวจสอบว่ามีกระแสความผิดพลาดตามที่ตั้งค่าไว้ และ PLC กับ MES บันทึกเป็นข้อมูลขาดหาย ไม่ใช่อุณหภูมิ โดยแยกจากช่วงที่สูงกว่าขีดบนหรือต่ำกว่าขีดล่าง
  • ชื่อแท็กและการสเกล: หมายเลขจุดวัด ชื่อแท็ก และช่วงการวัด ตรงกับแบบหรือไม่
  • สภาพการติดตั้ง: ใน SAT ตรวจสอบความยาวจุ่ม การติดตั้งปลอกป้องกัน และสภาพจุดต่อของสายชดเชย ด้วยการตรวจด้วยสายตาและการบันทึก

คำถามที่พบบ่อย

เทอร์โมคัปเปิลกับ RTD ควรเลือกแบบไหน?

หากอุณหภูมิที่วัดอยู่ในช่วงของอาร์ทีดี (ตามข้อมูลของ Senmatic โดยทั่วไป −50 ถึง 600℃) และให้น้ำหนักกับความแม่นยำและเสถียรภาพ ให้พิจารณา Pt100 ส่วนงานอุณหภูมิสูงอย่างเตา ให้พิจารณาเทอร์โมคัปเปิล ไม่ว่าแบบใด ให้มองความแม่นยำตลอดทั้งสายการวัด

Pt100 Class A และ Class B ต่างกันอย่างไร?

ตามเอกสารของผู้ผลิตที่อ้างอิง IEC 60751 (ฉบับปี 2008) Class A คือ ±(0.15+0.002·t) และ Class B คือ ±(0.3+0.005·t) ที่ 100℃ คือ ±0.35℃ และ ±0.8℃ ตามลำดับ ช่วงที่ใช้ได้ต่างกันตามโครงสร้าง Class A แบบขดลวดคือ −100 ถึง +450℃ และแบบฟิล์มบางคือ −30 ถึง +300℃ ตามข้อมูลของ Senmatic ตามมาตรฐาน Class A และ AA ต้องใช้แบบ 3 สายหรือ 4 สาย

จำเป็นต้องใช้ปลอกป้องกัน (เทอร์โมเวลล์) เสมอหรือไม่?

หากใช้ปลอกป้องกัน เนื่องจากมีความเสี่ยงที่จะแตกเสียหายจากการสั่นที่เกิดจากการไหล ให้ขอเอกสารการคำนวณความแข็งแรงตาม ASME PTC 19.3 TW ฉบับปัจจุบัน มีวิธีที่ไม่ใช้ปลอกป้องกันอยู่เช่นกัน แต่ Emerson เองระบุว่าเป็นวิธีที่พิจารณาได้สำหรับงานควบคุมที่ไม่ได้มีความสำคัญสูง

รอบการสอบเทียบเซนเซอร์อุณหภูมิกำหนดอย่างไร?

ไม่มีรอบที่มาตรฐานกำหนดไว้ ILAC-G24 / OIML D 10:2022 ระบุว่าไม่มีวิธีที่ดีที่สุดที่ใช้ได้กับทุกกรณี และแสดงแนวทางให้กำหนดช่วงเวลาเริ่มต้นด้วยการประเมินความเสี่ยง แล้วทบทวนด้วยประวัติการสอบเทียบและการตรวจสอบระหว่างรอบ

ถ้าสายขาด PLC จะเห็นค่าอย่างไร?

เมื่อใช้ทรานสมิตเตอร์ หากตั้งค่าตาม NE43 กระแสความผิดพลาดจะเป็นประมาณ 3.6 mA หรือต่ำกว่าสำหรับ downscale และประมาณ 21 mA หรือสูงกว่าสำหรับ upscale หากแปลงกระแสความผิดพลาดเป็นอุณหภูมิโดยตรง อาจถูกบันทึกเป็นอุณหภูมิขีดบนหรือขีดล่าง จึงควรตั้งค่าให้ช่วงความผิดพลาดถือเป็นข้อมูลขาดหาย และตรวจสอบใน FAT/SAT ด้วยการถอดสาย

สรุป

  • เราคิดว่า สิ่งที่ต้องกำหนดก่อนในการเลือกเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในโรงงานไม่ใช่ Class ในแคตตาล็อก แต่เป็น 3 เรื่อง ได้แก่ ① ต้องการรู้อุณหภูมิของอะไร ในช่วงใดและเร็วแค่ไหน ② ความคลาดเคลื่อนตลอดทั้งสายการวัด และ ③ การเขียนการคำนวณความแข็งแรงของปลอกป้องกัน สัญญาณความผิดพลาด การวินิจฉัย และรอบการสอบเทียบไว้ใน RFP แล้วตรวจสอบด้วย FAT/SAT
  • ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของเทอร์โมคัปเปิลเป็นค่าจากเอกสารที่อ้างอิง IEC 60584-1 / JIS C 1602:2015 และเป็นค่าของเส้นลวด ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของ Pt100 เป็นค่าจากเอกสารของผู้ผลิตที่อ้างอิง IEC 60751 (ฉบับปี 2008) และช่วงที่ใช้ได้ของแบบขดลวดกับแบบฟิล์มบางไม่เหมือนกัน
  • ความคลาดเคลื่อนของจุดวัดมีปลอกป้องกัน ความยาวจุ่ม การเดินสาย ทรานสมิตเตอร์ และการเลื่อนค่าตามอายุใช้งานซ้อนทับอยู่
  • ช่วงความผิดพลาดของ 4-20 mA (ใน NE43 คือ 3.6 mA หรือต่ำกว่า และ 21.0 mA หรือสูงกว่า) ไม่บันทึกเป็นอุณหภูมิ แต่จัดการเป็นข้อมูลขาดหาย
  • รอบการสอบเทียบไม่ใช่สิ่งที่มาตรฐานกำหนด แต่กำหนดและบันทึกไว้ด้วยการประเมินความเสี่ยง ประวัติการสอบเทียบ และการตรวจสอบระหว่างรอบ

แม้อยู่ในขั้นสำรวจจุดวัดอุณหภูมิที่มีอยู่เดิม หรือกำลังพิจารณาว่าจะนำจุดวัดใดเข้า MES ก็สามารถปรึกษา TOMAS TECH ได้ ติดต่อเราได้ที่นี่

แหล่งอ้างอิง