เครื่องมือวัดการไหลแบบเทอร์ไบน์ (turbine flow meter) เป็นเครื่องมือวัดการไหล (flow measurement) เชิงกลที่สามารถวัดการไหลได้ทั้งของเหลวและก๊าซ พัฒนาดัดแปลงมาจากเครื่องมือวัดความเร็วลมชนิดแอนนิโมมิเตอร์แบบรูปถ้วย ซึ่งความเร็วรอบในการหมุนของแอนนิโมมิเตอร์ได้รับการสอบเทียบ (calibration) กับความเร็วลม หากทราบความเร็วรอบการหมุนก็สามารถทราบความเร็วลมได้ เครื่องมือวัดการไหลแบบเทอร์ไบน์ได้ออกแบบโดยใช้ชุดกังหัน (turbine) ติดตั้งภายในท่อที่ของไหลไหลผ่าน (ดังรูปที่ 1) ทำให้วงล้อใบพัดหมุน โดยความเร็วรอบที่ใบพัดหมุนแปรผันตรงกับความเร็วที่ของไหลไหลผ่าน โดยทั่วไปความเร็วที่ใบพัดหมุนสามารถวัดได้ด้วยแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ได้จากคอล์ยตรวจจับแม่เหล็ก (magnetic pick-up coil) มีลักษณะเป็นขดลวดพันรอบแม่เหล็กถาวรติดตั้งอยู่ที่ตัวเครื่องมือวัด โดยใบพัดต้องทำจากวัสดุที่มีสมบัติเป็นสารแม่เหล็ก เมื่อใบพัดแต่ละใบเคลื่อนที่ตัดผ่านคอล์ยตรวจจับแม่เหล็ก จะเกิดค่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านเอาต์พุตออกมามีลักษณะเป็นพัลส์ (pulse) ตามความเร็วในการหมุนของใบพัด และใช้ตัวนับแบบดิจิตอลตรวจนับจำนวนพัลส์ที่เกิดขึ้น จากนั้นทำการประมวลผลด้วยไมโครโปรเซสเซอร์แปลงหน่วยให้อยู่ในรูปของปริมาตรซึ่งได้จากการนับจำนวนพัลส์ที่เกิดขึ้น หรืออัตราการไหลซึ่งได้จากการนับจำนวนพัลส์ในหนึ่งช่วงเวลาหรือเรียกว่า อัตราการเกิดพัลส์
นอกจากนี้การวัดความเร็วรอบของใบพัดยังสามารถทำได้โดยการติดตั้งเซนเซอร์แสง (photo sensor/optical sensor) ที่ตัวเครื่องมือวัด โดยลักษณะของสัญญาณเอาต์พุตที่ได้เป็นพัลส์เช่นเดียวกับเอาต์พุตที่ได้จากการวัดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ หรือเอาต์พุตจากอุปกรณ์เข้ารหัสเชิงมุม (rotary encoder)
โครงสร้างของเครื่องมือวัดอัตราการไหลแบบเทอร์ไบน์
(ที่มา: นวภัทรา และ ทวีพล, 2555)
รูปแบบเครื่องมือวัดอัตราการไหลแบบเทอร์ไบน์
(ที่มา: http://www.sponsler.com/ptf.htm)
เครื่องมือวัดการไหลชนิดนี้มีลักษณะความเป็นเชิงเส้น (linearity) ที่ดีที่อัตราการไหลสูง ส่วนที่อัตราการไหลต่ำค่าการไหลที่วัดได้จะได้รับผลกระทบจากแรงต้านเนื่องจากความเสียดทาน โดยทั่วไปเครื่องมือวัดการไหลชนิดเทอร์ไบน์มีย่านการวัด (range) การไหลของของเหลวอยู่ในช่วง 1 ถึง 100,000 ลิตรต่อนาที และสำหรับการวัดการไหลของก๊าซมีย่านการใช้งานในช่วง 5 ถึง 100,000 ลิตรต่อนาที ไม่สามารถใช้วัดการไหลของของไหลที่มีสารแขวนลอยปะปนได้ และในการติดตั้งเครื่องมือวัดต้องพิจารณาระยะความตรงของท่อทั้งด้านหน้าก่อนเข้าตัวเครื่องมือวัดและระยะด้านหลัง เพื่อป้องกันไม่ให้ค่าความเร็วที่วัดได้คลาดเคลื่อน (error)
หลักการทำงานของเครื่องมือวัดการไหลแบบเทอร์ไบน์
(ที่มา: http://www.youtube.com/watch?v=1U7kVgK8Xz0)
ที่มา: การวัดและเครื่องมือวัด ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร (นวภัทรา และ ทวีพล, 2555)
