CI-PC90 Trace Oxygen Analyzer เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจนระดับ ppm
ในการผลิตและใช้งาน High Purity Gas ปริมาณออกซิเจนเพียงเล็กน้อยก็สามารถเป็นตัวแปรสำคัญต่อคุณภาพของกระบวนการได้ โดยเฉพาะกระบวนการที่ต้องควบคุมบรรยากาศของก๊าซ เช่น การผลิตก๊าซอุตสาหกรรม ระบบล้างและแทนที่ก๊าซใน Pipeline หรือภาชนะ การผลิตพลาสติกขั้นสูง รวมถึงการใช้งานในอุตสาหกรรม Semiconductor เป็นต้น
ดังนั้น การวัด Oxygen Concentration จึงไม่ได้จำเป็นต้องวัดเฉพาะในช่วงเปอร์เซ็นต์เท่านั้น แต่ในหลายกระบวนการจำเป็นต้องตรวจจับ Trace Oxygen ในระดับ ppm เพื่อดูว่ามีออกซิเจนตกค้างหรือปนเปื้อนอยู่ในระบบมากน้อยเพียงใด
CI-PC90 Trace Oxygen Analyzer เป็นเครื่องวิเคราะห์ออกซิเจนแบบ Online ที่ใช้ Fuel Cell Oxygen Sensor เป็นตัวตรวจวัด สามารถตรวจวัดออกซิเจนตั้งแต่ระดับ ppm ไปจนถึง 25% O₂ พร้อมระบบป้องกัน Sensor และการชดเชยอุณหภูมิ เหมาะสำหรับงานตรวจวัดก๊าซที่ต้องการความต่อเนื่องและความเสถียรของการวัด
Trace Oxygen คืออะไร และทำไมต้องวัดในระดับ ppm?
ในระบบก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง การมี Oxygen เพียงเล็กน้อยอาจเป็นสิ่งที่ต้องควบคุม ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการที่ใช้ Nitrogen, Hydrogen, Helium, Argon, Industrial Ethylene หรือ Propylene การตรวจวัด Oxygen ในระดับ ppm สามารถใช้เป็นข้อมูลสำหรับติดตามคุณภาพของก๊าซและสภาวะของกระบวนการได้
CI-PC90 รองรับการวัดตั้งแต่
- 0–10 ppm O₂
- 0–100 ppm O₂
- 0–1,000 ppm O₂
- 0–25% O₂
และสามารถ เปลี่ยนช่วงการวัดโดยอัตโนมัติ (Auto Range) ตามค่าที่ตรวจวัดได้
หลักการทำงานของ Fuel Cell Oxygen Sensor
CI-PC90 ใช้ Fuel Cell Oxygen Sensor ในการตรวจวัด Oxygen โดย Sensor ประกอบด้วย Cathode, Anode และ Electrolyte พร้อม Gas Permeable Membrane
เมื่อก๊าซตัวอย่างผ่าน Membrane และ Oxygen เข้าสู่ Electrolyte จะเกิดปฏิกิริยา Electrochemical ภายใน Sensor ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า โดยกระแสที่เกิดขึ้นมีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นของ Oxygen ในก๊าซตัวอย่าง
หลักการโดยรวมสามารถอธิบายได้ว่า
O₂ ใน Sample Gas → ผ่าน Gas Permeable Membrane → เกิด Electrochemical Reaction → เกิด Current Signal → แปลงเป็นค่า Oxygen Concentration
ข้อสำคัญของ Sensor ชนิดนี้คือปฏิกิริยาเป็นแบบ Irreversible และ Anode จะถูกใช้ไปตามการเกิดปฏิกิริยา ดังนั้น เมื่อ Oxygen Concentration สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง Sensor จะมีการใช้งานมากขึ้น ซึ่งเป็นเหตุผลที่ระบบป้องกัน Sensor จากการสัมผัส Oxygen ในระดับสูงหรือสัมผัสอากาศโดยไม่จำเป็นมีความสำคัญต่ออายุการใช้งานของ Sensor
ระบบป้องกัน Sensor เมื่อเครื่องหยุดทำงาน
หนึ่งในจุดที่น่าสนใจของ CI-PC90 คือการออกแบบ Protective Gas Circuit
เมื่อเครื่องถูกปิดหรือเกิด Power Failure ระบบจะสามารถตัด Gas Circuit อัตโนมัติ เพื่อลดการสัมผัสของ Sensor กับอากาศเป็นเวลานาน ซึ่งช่วยป้องกันผลกระทบต่ออายุการใช้งานของ Sensor
นอกจากนี้ หาก
- Oxygen Concentration สูงเกินช่วงที่กำหนด
- Gas Pressure สูงหรือต่ำเกินช่วงที่รองรับ
Solenoid Valve จะทำหน้าที่ตัดทางเดินก๊าซเพื่อช่วยป้องกัน Sensor
สำหรับงาน Industrial Application จุดนี้มีความสำคัญ เพราะเครื่องไม่ได้ทำหน้าที่เพียงอ่านค่า Oxygen แต่ยังมีระบบที่ช่วยลดความเสี่ยงต่อ Sensor ในระหว่างการใช้งานจริง
Temperature Compensation ช่วยให้การวัดมีความเสถียรมากขึ้น
อุณหภูมิของสภาพแวดล้อมสามารถส่งผลต่อการวัดของ Sensor ได้ CI-PC90 จึงมี Automatic Temperature Compensation เพื่อช่วยลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมต่อค่าที่วัดได้
ตัวเครื่องรองรับ Environment Temperature ประมาณ 0–45°C และความชื้นแวดล้อมต่ำกว่า 80%RH ตามข้อมูลทางเทคนิคของรุ่น CI-PC90
Accuracy ของ CI-PC90 ในแต่ละช่วงการวัด
| Measurement Range | Accuracy | Repeatability |
|---|---|---|
| 0.01–9.99 ppm O₂ | ±5% FS | ±2.5% FS |
| 10.0–99.9 ppm O₂ | ±3% FS | ±1.5% FS |
| 100–1,000 ppm O₂ | ±2% FS | ±1% FS |
ตัวเครื่องมี Response Time T90 < 60 seconds ที่ 25°C และสามารถแสดงค่าบนจอ LCD ขนาด 240 × 128
หมายเหตุสำหรับการเลือกเครื่อง: Accuracy และ Repeatability ควรพิจารณาร่วมกับช่วง Oxygen Concentration ที่ต้องการควบคุมจริง ไม่ควรพิจารณาจากค่า Full Scale เพียงอย่างเดียว
รองรับการเชื่อมต่อเข้ากับระบบ Control และ Monitoring
CI-PC90 ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อใช้เป็นเครื่องอ่านค่าแบบ Stand-alone เท่านั้น แต่สามารถนำไปเชื่อมต่อกับระบบ Monitoring หรือ Control ของโรงงานได้
Standard Signal Output คือ
4–20 mA
และรองรับรูปแบบ Output อื่น ได้แก่
- 0–20 mA
- 0–1 V
- 0–10 V
รวมถึง RS485 เป็น Standard และสามารถเลือก RS232 เป็น Option ได้
นอกจากนี้ยังมี Two-Way Alarm Relay สำหรับใช้เป็นสัญญาณ Alarm โดยมี Relay Contact Capacity 24 VDC, 0.2 A
จึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้ร่วมกับระบบ Monitoring หรือระบบควบคุมของโรงงานได้ ทั้งนี้รูปแบบการเชื่อมต่อจริงควรเลือกให้ตรงกับ I/O และ Control Architecture ของระบบที่ใช้งาน
ตัวอย่าง Application ของ CI-PC90
จากข้อมูลผู้ผลิต CI-PC90 เหมาะสำหรับการตรวจวัด High Purity Gas และสามารถประยุกต์ใช้ในกระบวนการและหน่วยงานด้านการผลิตและวิจัยหลายประเภท เช่น
1. High Purity Gas Monitoring
ใช้ตรวจสอบ Oxygen ในก๊าซที่ต้องการความบริสุทธิ์สูง เช่น
- Nitrogen
- Hydrogen
- Helium
- Argon
- Industrial Ethylene
- Propylene
โดยก๊าซที่นำมาวัดควรเป็นก๊าซที่ไม่ทำปฏิกิริยากับ Alkaline Electrolyte และ Electrode ของ Sensor
2. Pipeline Purging และ Gas Replacement
ในกระบวนการล้างหรือแทนที่ก๊าซภายใน Pipeline การตรวจวัด Oxygen สามารถใช้ติดตามว่าระบบมี Oxygen ตกค้างอยู่ในระดับที่ต้องการหรือไม่
3. Container Purging และ Filling
สามารถนำไปใช้ตรวจสอบ Oxygen ในกระบวนการล้างและเติมก๊าซให้กับภาชนะหรือ Container ต่าง ๆ
4. Semiconductor Industry
ใช้สำหรับตรวจสอบ Protective Gas ในกระบวนการที่ต้องการควบคุมบรรยากาศและลดการปนเปื้อนของ Oxygen
5. Vacuum Cleaning และ Deoxidizing Process
ผู้ผลิตระบุการใช้งานในกระบวนการ Vacuum Cleaning รวมถึงการตรวจสอบ Deoxidizing Catalyst และงาน Air Separation
สิ่งที่ควรตรวจสอบก่อนเลือก Trace Oxygen Analyzer
ก่อนเลือกเครื่องวิเคราะห์ Oxygen สำหรับติดตั้งใน Process ควรพิจารณาข้อมูลของ Sample Gas และเงื่อนไขการติดตั้งร่วมกัน โดยเฉพาะ
1. Oxygen Range ที่ต้องการวัด
ต้องทราบว่ากระบวนการต้องการวัด Oxygen ระดับ ppm หรือ %O₂ และควรเลือกช่วงให้เหมาะกับค่าที่ต้องการ Monitor
2. Gas Pressure
CI-PC90 รองรับ Positive Pressure, Micro Pressure หรือ Negative Pressure แต่ Gas Outlet ควรอยู่ที่ Atmospheric Conditions ตามข้อมูลทางเทคนิค
3. Sample Gas Composition
ควรตรวจสอบส่วนประกอบอื่นใน Sample Gas ด้วย โดยเฉพาะ CO₂, H₂S, SO₂, NOx, NH₃ และก๊าซอื่น ๆ เนื่องจากองค์ประกอบของ Sample Gas เป็นข้อมูลสำคัญต่อการพิจารณาความเหมาะสมของ Sensor
4. Sample Conditioning และ Filtration
ระบบรองรับ Filter เช่น GF2800 และ AF2000 ตามข้อมูลที่ระบุในเอกสาร
5. Signal ที่ต้องการนำไปใช้งานต่อ
หากต้องส่งค่าเข้า PLC, DCS หรือระบบ Monitoring ควรตรวจสอบตั้งแต่ต้นว่าต้องการ 4–20 mA, Voltage Output หรือ RS485
Technical Specification: CI-PC90
| รายการ | Specification |
|---|---|
| Sensor Principle | Fuel Cell Oxygen Sensor |
| Measurement Range | 0–10 / 100 / 1,000 ppm, 0–25% O₂ |
| Range Selection | Automatic |
| Accuracy | ±5% FS / ±3% FS / ±2% FS ตามช่วงการวัด |
| Repeatability | ±2.5% FS / ±1.5% FS / ±1% FS |
| Stability | ±2.5% FS/7d / ±1.5% FS/7d / ±1% FS/7d |
| Response Time | T90 < 60 s (25°C) |
| Power Supply | 85–264 VAC, 50/60 Hz |
| Analog Output | 4–20 mA, 0–20 mA, 0–1 V, 0–10 V |
| Communication | RS485 Standard / RS232 Optional |
| Alarm | Two-way Alarm Relay |
| Environment Temperature | 0–45°C |
| Environment Humidity | <80%RH |
| Sensor Protection | Solenoid Valve / Protective Gas Circuit |
| Display | 240 × 128 LCD |
| Dimensions | 275 × 190 × 300 mm |
| Weight | Approx. 6.8 kg |
