RTD (Resistance Temperature Detector) คืออะไร? หลักการทำงานและการประยุกต์ใช้งานในอุตสาหกรรม
1. RTD คืออะไร?
RTD (Resistance Temperature Detector) หรือ เครื่องวัดอุณหภูมิแบบความต้านทาน เป็น Transducer ประเภท Passive ที่ทำงานโดยการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุตามอุณหภูมิ โดยมีหลักการทำงานที่ว่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความต้านทานของโลหะจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย
เนื่องจาก RTD เป็น ทรานสดิวเซอร์ประเภทพาสซีฟ (Passive Transducer) จึงต้องใช้ แหล่งจ่ายไฟภายนอก เพื่อให้สามารถวัดค่าได้
✅ RTD เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น:
- การตรวจสอบอุณหภูมิในกระบวนการผลิตอาหาร
- ระบบควบคุมอุณหภูมิในอุตสาหกรรมเคมี
- การควบคุมความร้อนในเครื่องพาสเจอร์ไรซ์
- กระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมยานยนต์และอิเล็กทรอนิกส์
2. วัสดุที่ใช้ทำ RTD และคุณสมบัติ
RTD ทำจากวัสดุที่มี ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานสูง เพื่อให้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ
กราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความต้านทานและอุณหภูมิของวัสดุต่าง ๆ (ที่มา: นวภัทรา และ ทวีพล , 2555)
📌 วัสดุที่นิยมใช้ทำ RTD ได้แก่:
| วัสดุ | คุณสมบัติ |
|---|---|
| Platinum (แพลตทินัม) | เที่ยงตรงสูง เชิงเส้นดีเยี่ยม นิยมใช้มากที่สุด (เช่น RTD PT100) |
| Nickel (นิกเกิล) | ราคาถูก แต่ใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิต่ำเท่านั้น |
| Copper (ทองแดง) | ราคาถูก แต่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ง่าย |
💡 RTD ที่นิยมใช้งานในอุตสาหกรรมมากที่สุด คือ RTD PT100 ซึ่งมีค่าความต้านทาน 100 โอห์ม ที่อุณหภูมิ 0°C
3. หลักการทำงานของ RTD
RTD ประกอบด้วย ขดลวดที่ทำจากวัสดุที่มีคุณสมบัติเหมาะสม พันรอบแกนเซรามิกหรือแก้ว และเชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าเพื่อวัดค่าความต้านทาน
✅ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ความต้านทานของโลหะก็เปลี่ยนแปลงตาม ซึ่งสามารถแปลงค่าออกมาเป็นอุณหภูมิได้โดยใช้สมการคำนวณ
🛠 โครงสร้างของ RTD ประกอบด้วย:
- ขดลวดความต้านทาน – ทำจากวัสดุแพลตทินัม, นิกเกิล หรือทองแดง
- แกนเซรามิกหรือแก้ว – เป็นฉนวนที่ช่วยป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร
- ตัวเรือน (Sheath RTD หรือ Probe) – ป้องกันอุปกรณ์จากสิ่งแวดล้อมภายนอก
4. รูปแบบของ RTD และการติดตั้ง
✅ 1. Sheath RTD (ปลอกโลหะครอบ RTD)
- ใช้ในอุตสาหกรรมที่ต้องการความแข็งแรงและป้องกันความเสียหาย
- สามารถติดตั้งร่วมกับเทอร์โมเวลล์ (Thermowell) เพื่อเสริมความแข็งแรง
✅ 2. หัวเชื่อมต่อ RTD (Connecting Head / Terminal Box)
- ใช้สำหรับเชื่อมต่อสายสัญญาณของ RTD กับระบบควบคุม
- ป้องกันการรบกวนของสัญญาณ
✅ 3. เทอร์โมเวลล์ (Thermowell)
- ป้องกัน RTD จากแรงดันสูง ของไหล และสารเคมี
- ช่วยยืดอายุการใช้งานของ RTD
📌 การเลือกใช้ RTD ให้เหมาะสมกับงานขึ้นอยู่กับ:
- ชนิดของของไหลที่ต้องการวัด
- สภาพแวดล้อม เช่น แรงดัน อุณหภูมิสูง หรือสารเคมี
- ความแม่นยำที่ต้องการ
5. การประยุกต์ใช้งาน RTD ในอุตสาหกรรม
📌 ตัวอย่างการใช้งาน RTD ในอุตสาหกรรมต่างๆ
✅ 1. อุตสาหกรรมอาหาร
- ใช้ RTD วัดอุณหภูมิของน้ำมันทอดในเครื่องทอด (Fryer)
- ใช้ RTD PT100 ใน เครื่องพาสเจอร์ไรซ์ (Pasteurizer) เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของน้ำนม
✅ 2. อุตสาหกรรมยาและเวชภัณฑ์
- ใช้ RTD ในหม้อฆ่าเชื้อ (Retort) เพื่อควบคุมการทำงานของวาล์วและปั๊ม
✅ 3. อุตสาหกรรมเคมีและพลังงาน
- ใช้ RTD ติดตั้งใน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchanger) เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของของไหล
- ใช้ RTD ใน ระบบควบคุมไอน้ำ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน
6. ข้อดีและข้อเสียของ RTD
📌 ✅ ข้อดีของ RTD
✔️ ความแม่นยำสูง – ดีกว่าเทอร์โมคัปเปิลในช่วงอุณหภูมิปานกลาง
✔️ ความเสถียรและเชิงเส้นดี – ให้ค่าที่แม่นยำในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง
✔️ อายุการใช้งานยาวนาน – หากติดตั้งอย่างถูกต้อง
7. สรุป: RTD คือเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่แม่นยำและเหมาะกับงานอุตสาหกรรม
✅ RTD (Resistance Temperature Detector) เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ใช้หลักการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของโลหะตามอุณหภูมิ
✅ RTD PT100 เป็นรุ่นที่นิยมใช้มากที่สุด เพราะมีความแม่นยำสูงและมีความเป็นเชิงเส้นดี
✅ การเลือก RTD ต้องคำนึงถึงวัสดุ ความแม่นยำ และวิธีติดตั้งให้เหมาะสมกับงานอุตสาหกรรม
🎯 หากคุณกำลังมองหาเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่แม่นยำและทนทาน RTD คือตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับงานอุตสาหกรรมของคุณ! 🚀
ที่มา : การวัดและเครื่องมือวัด ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร (นวภัทรา และ ทวีพล , 2555)
