เซนเซอร์วัดระดับน้ำแบบจุ่ม (Submersible) ใช้กับบ่อ ถัง และบ่อบาดาล
LEVEL MEASUREMENT GUIDE
เซนเซอร์วัดระดับน้ำแบบจุ่ม (Submersible) ใช้กับบ่อ ถัง และบ่อบาดาล
หลักการทำงาน วิธีเลือกช่วงวัดและวัสดุ และเทคนิคติดตั้งในบ่อบาดาลให้วัดค่าแม่นยำและปั๊มไม่เดินแห้ง
วัดระดับน้ำในบ่อบาดาลใช้อะไร?
นิยมใช้ เซนเซอร์วัดระดับน้ำแบบจุ่ม (Submersible Level Transmitter) ซึ่งหย่อนลงไปในบ่อแล้ววัดแรงดันของน้ำที่อยู่เหนือหัววัด แรงดันจะเพิ่มขึ้นประมาณ 9.81 kPa ทุกความลึก 1 เมตร จึงแปลงเป็นระดับน้ำได้โดยตรง เหมาะกับบ่อบาดาลเพราะตัวเซนเซอร์เล็ก ใส่ในท่อแคบได้ ไม่ได้รับผลจากผนังบ่อหรือท่อปั๊มเหมือนเซนเซอร์แบบอัลตราโซนิก ส่งสัญญาณได้ทั้ง 420mA และ RS485 Modbus-RTU จึงใช้ทั้งเฝ้าดูระดับน้ำใต้ดินและป้องกันปั๊มเดินแห้ง
01
เซนเซอร์วัดระดับน้ำแบบจุ่มทำงานอย่างไร?
เซนเซอร์แบบจุ่มคือเซนเซอร์วัดแรงดันที่ออกแบบให้อยู่ใต้น้ำได้ตลอดเวลา ยิ่งหัววัดอยู่ลึก น้ำด้านบนยิ่งกดทับมาก แรงดันที่วัดได้จึงสัมพันธ์กับความสูงของน้ำโดยตรง ตามหลักแรงดันไฮโดรสแตติก
ระดับน้ำ (h) = แรงดัน (P) ÷ (ความหนาแน่นน้ำ ρ × แรงโน้มถ่วง g)
สำหรับน้ำจืด: แรงดัน 10 kPa ความลึกน้ำประมาณ 1.02 เมตร
ข้อควรรู้คือค่าที่วัดได้ขึ้นกับความหนาแน่นของของเหลว หากใช้กับน้ำทะเลหรือน้ำเสียที่หนาแน่นกว่าน้ำจืด ต้องปรับค่าความหนาแน่นในการคำนวณ ไม่เช่นนั้นระดับที่อ่านได้จะสูงกว่าความจริงเล็กน้อย
ทำไมสายเซนเซอร์ต้องมีท่ออากาศ?
ผิวน้ำได้รับแรงกดจากความดันบรรยากาศซึ่งเปลี่ยนตามสภาพอากาศ เซนเซอร์แบบจุ่มส่วนใหญ่จึงเป็นแบบ Gauge Pressure ที่มีท่ออากาศเล็ก ๆ (Vent Tube) อยู่ในสาย ต่อขึ้นมาถึงปลายสายด้านบน เพื่อหักล้างความดันบรรยากาศอัตโนมัติ ทำให้ได้ค่าระดับน้ำจริง ปลายท่ออากาศนี้ ต้องเปิดสู่อากาศ ห้ามอุดหรือให้น้ำเข้า และควรอยู่ในกล่องกันน้ำที่มีสารดูดความชื้น
02
ใช้งานที่ไหนได้บ้าง?
| การใช้งาน | ประโยชน์ |
| บ่อบาดาล | ติดตามระดับน้ำใต้ดินทั้งตอนพักและขณะสูบ ป้องกันปั๊มเดินแห้ง และประเมินว่าบ่อยังให้น้ำเพียงพอหรือไม่ |
| ถังเก็บน้ำ | สั่งปั๊มเติมน้ำอัตโนมัติ แจ้งเตือนน้ำใกล้หมดหรือน้ำล้น |
| บ่อพักน้ำและบ่อเลี้ยงสัตว์น้ำ | คุมระดับน้ำในบ่อ วางแผนการสูบเติมและถ่ายน้ำ |
| บ่อสูบน้ำเสีย | สั่งปั๊มสลับทำงานตามระดับ ป้องกันน้ำเสียล้นบ่อ |
| คลอง แม่น้ำ อ่างเก็บน้ำ | เฝ้าระวังระดับน้ำและแจ้งเตือนน้ำท่วม เมื่อติดตั้งในท่อป้องกันริมตลิ่ง |
03
เปรียบเทียบเซนเซอร์แบบจุ่มกับเซนเซอร์วัดระดับแบบอื่น
| หัวข้อ | แบบจุ่ม | อัลตราโซนิก | เรดาร์ | ลูกลอย |
| หลักการ | วัดแรงดันใต้น้ำ | คลื่นเสียงจากด้านบน | คลื่นไมโครเวฟจากด้านบน | สวิตช์ตามจุด |
| บ่อบาดาลท่อแคบ | เหมาะมาก | ไม่เหมาะ คลื่นสะท้อนผนัง | จำกัดมาก | ทำได้แค่บางจุด |
| ค่าต่อเนื่อง | ได้ | ได้ | ได้ | ไม่ได้ |
| สัมผัสน้ำ | สัมผัส | ไม่สัมผัส | ไม่สัมผัส | สัมผัส |
| ข้อจำกัดหลัก | ต้องดูแลท่ออากาศ ตะกอนเกาะ | ไอน้ำ ฟอง ลม | ราคาสูงกว่า | ติดขัด สึกหรอ |
สำหรับถังเปิดหรือบ่อที่ไม่ต้องการให้อุปกรณ์สัมผัสน้ำ เช่น น้ำเสียที่มีไขมันมาก เซนเซอร์แบบเรดาร์อาจเหมาะกว่า แต่สำหรับ บ่อบาดาลและท่อแคบ เซนเซอร์แบบจุ่มคือตัวเลือกหลัก
04
วิธีเลือกเซนเซอร์วัดระดับน้ำแบบจุ่ม
| พารามิเตอร์ | ข้อแนะนำ |
| ช่วงการวัด | เลือกให้ครอบคลุมความลึกน้ำสูงสุดเหนือหัววัด และเผื่อไว้ราว 2030% ไม่ควรเลือกกว้างเกินจำเป็น เพราะความแม่นยำคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ของช่วงวัดเต็มสเกล |
| ความแม่นยำ | งานทั่วไปมักอยู่ที่ ±0.250.5% ของเต็มสเกล เช่น ช่วงวัด 10 เมตร คลาดเคลื่อนประมาณ 2.55 ซม. |
| ขนาดตัวเซนเซอร์ | สำหรับบ่อบาดาล ต้องเล็กพอใส่ในช่องว่างระหว่างท่อกรุบ่อกับท่อปั๊ม หรือในท่อนำทางที่เตรียมไว้ |
| วัสดุตัวเซนเซอร์ | สแตนเลส 316L สำหรับน้ำทั่วไป ไทเทเนียมหรือวัสดุพิเศษสำหรับน้ำเค็มและน้ำกัดกร่อน |
| สายเคเบิล | มีท่ออากาศในตัว ทนการแช่น้ำต่อเนื่อง และรับน้ำหนักตัวเองได้ ความยาวต้องเพียงพอจากหัวบ่อถึงจุดติดตั้ง |
| หน้าวัด | น้ำสะอาดใช้หัววัดมาตรฐานได้ น้ำเสียหรือน้ำมีตะกอนควรเลือกแบบหน้าเรียบ (Flush Diaphragm) ที่ไม่อุดตันง่าย |
| สัญญาณเอาต์พุต | 420mA แบบ 2 สายเดินสายยาวได้ดี ส่วน RS485 Modbus-RTU ต่อหลายจุดบนสายเดียวและส่งค่าอุณหภูมิมาด้วย |
| มาตรฐานการกันน้ำ | IP68 ที่ระบุความลึกการแช่น้ำได้ตามช่วงวัด |
05
เทคนิคติดตั้งในบ่อบาดาล
บ่อบาดาลมีระดับน้ำสองค่าที่ต้องรู้ คือ ระดับน้ำปกติ (Static Water Level) ขณะไม่สูบ และ ระดับน้ำขณะสูบ (Pumping Water Level) ซึ่งจะลดลงต่ำกว่า เซนเซอร์ต้องวัดได้ครอบคลุมทั้งสองค่า
- วางหัววัดต่ำกว่าระดับน้ำขณะสูบที่ต่ำที่สุด เพื่อให้หัววัดจมน้ำตลอดเวลา แต่ไม่ควรอยู่ชิดหัวดูดของปั๊ม ซึ่งมีแรงดูดและความปั่นป่วนทำให้ค่าแกว่ง
- ใช้ท่อนำทาง (Sounding Tube) ท่อ PVC ขนาดเล็กหย่อนข้างท่อปั๊ม แล้วใส่เซนเซอร์ในท่อนี้ ป้องกันสายพันกับท่อปั๊มและสายไฟ และถอดเซนเซอร์ออกมาตรวจได้ง่าย
- ยึดสายที่หัวบ่อด้วยตัวจับสาย ให้เซนเซอร์อยู่ระดับคงที่ ไม่เลื่อนขึ้นลง และไม่ให้หัววัดจมอยู่ในโคลนก้นบ่อ
- ตั้งค่าชดเชยความลึก (Offset) บันทึกความลึกที่ติดตั้งจากหัวบ่อ เพื่อคำนวณระดับน้ำจากผิวดิน ซึ่งเป็นค่าที่ใช้ในงานติดตามน้ำใต้ดิน
- ปลายสายและท่ออากาศ ต่อเข้ากล่องกันน้ำที่มีช่องระบายอากาศและสารดูดความชื้น ห้ามอุดปลายท่ออากาศ
- ป้องกันไฟกระชาก สายที่เดินจากบ่อกลางแจ้งไปยังตู้ควบคุมควรติดอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและต่อกราวด์ให้ถูกต้อง
สำหรับถังและบ่อพักน้ำ
ติดตั้งเซนเซอร์ในท่อนิ่ง (Stilling Tube) ที่เจาะรูด้านล่าง ห่างจากจุดน้ำไหลเข้า เพื่อไม่ให้แรงกระแทกของน้ำหรือคลื่นผิวน้ำทำให้ค่าแกว่ง และยกหัววัดสูงจากก้นถังเล็กน้อยเพื่อเลี่ยงตะกอน
06
ปัญหาที่พบบ่อยและวิธีแก้
| อาการ | สาเหตุที่พบบ่อย |
| ค่าลอยขึ้นลงตามสภาพอากาศ | ท่ออากาศอุดตันหรือมีน้ำเข้า ระบบจึงชดเชยความดันบรรยากาศไม่ได้ |
| ค่าแกว่งขณะปั๊มทำงาน | หัววัดอยู่ใกล้หัวดูดปั๊มหรือจุดน้ำไหลเข้า ควรย้ายตำแหน่งหรือใช้ท่อนำทาง |
| ค่าค้างหรือเพี้ยนช้า ๆ | ตะกอนหรือตะกรันเกาะหน้าวัด ควรถอดล้างตามรอบ |
| ค่าหายหลังพายุ | ไฟกระชากจากฟ้าผ่าทำให้วงจรเสียหาย ควรติดตั้ง SPD |
| ระดับที่อ่านได้สูงกว่าจริง | ใช้กับของเหลวที่หนาแน่นกว่าน้ำจืดโดยไม่ได้ปรับค่าความหนาแน่น |
07
ต่อยอดเป็นระบบควบคุมปั๊มอัตโนมัติกับ E-POWER
ค่าระดับน้ำจากเซนเซอร์แบบจุ่มนำไปใช้งานได้มากกว่าการดูตัวเลข FlowPLC และ IoT Edge Gateway ของ E-POWER อ่านค่าได้ทั้ง 420mA และ RS485 Modbus-RTU แล้วนำไปใช้
- ป้องกันปั๊มบาดาลเดินแห้ง สั่งหยุดปั๊มเมื่อระดับน้ำลดต่ำกว่าค่าที่ตั้ง และกลับมาทำงานเมื่อน้ำคืนตัว
- เติมถังอัตโนมัติ สั่งปั๊มเติมน้ำเมื่อถังต่ำ และหยุดเมื่อเต็ม
- ควบคุมร่วมกับอินเวอร์เตอร์ ปรับรอบปั๊มรักษาระดับหรือแรงดันน้ำ ช่วยประหยัดไฟ
- บันทึกและแจ้งเตือน เก็บกราฟระดับน้ำย้อนหลัง และแจ้งเตือนผ่าน LINE หรือ Telegram เมื่อน้ำต่ำหรือเซนเซอร์ขาดการสื่อสาร
คำถามที่พบบ่อย
วัดระดับน้ำในบ่อบาดาลใช้อะไร?
นิยมใช้เซนเซอร์วัดระดับน้ำแบบจุ่ม ซึ่งวัดแรงดันน้ำเหนือหัววัดแล้วแปลงเป็นระดับ เหมาะกับท่อแคบและวัดได้ต่อเนื่อง
เซนเซอร์วัดระดับน้ำแบบจุ่มทำงานอย่างไร?
วัดแรงดันไฮโดรสแตติกของน้ำที่อยู่เหนือหัววัด แรงดันเพิ่มประมาณ 9.81 kPa ต่อความลึก 1 เมตร จึงคำนวณเป็นระดับน้ำได้
ทำไมสายเซนเซอร์แบบจุ่มต้องมีท่ออากาศ?
เพื่อหักล้างความดันบรรยากาศที่กดผิวน้ำ ทำให้ได้ระดับน้ำจริงไม่แกว่งตามสภาพอากาศ ปลายท่อต้องเปิดสู่อากาศและแห้งเสมอ
ควรเลือกช่วงวัดเท่าไหร่?
เลือกให้ครอบคลุมความลึกน้ำสูงสุดเหนือหัววัด เผื่อไว้ราว 2030% และไม่เลือกกว้างเกินจำเป็น เพราะความคลาดเคลื่อนคิดตามเต็มสเกล
ใช้เซนเซอร์แบบจุ่มกับน้ำเสียได้ไหม?
ได้ แต่ควรเลือกแบบหน้าเรียบที่ไม่อุดตันง่าย วัสดุทนการกัดกร่อน และถอดล้างตามรอบ หากน้ำเสียมีไขมันมาก เซนเซอร์แบบเรดาร์อาจเหมาะกว่า
ต้องการระบบวัดระดับน้ำและควบคุมปั๊มอัตโนมัติ?
ทีมวิศวกร E-POWER พร้อมช่วยเลือกเซนเซอร์ให้ตรงกับบ่อและถังของคุณ ออกแบบการติดตั้ง และเชื่อมต่อระบบควบคุมปั๊มพร้อมแจ้งเตือนผ่านมือถือ
ปรึกษาทาง LINE @epower info@epower.co.thโทร 081-559-5145 · YouTube: Epower Service · TikTok: epowerservice_
