full2012.pdf - page 351

šœÎµ
ปัจจุบันการตรวจวัดปริมาณนํ้ าฝนได้เข้ามามีบทบาทเพื่อใช้งานด้านต่างๆ ในหน่วยงานต่างๆ ตัวอย่างเช่น สถานี
อุตุ นิยมวิทยา สถานี ตรวจอากาศทางการเกษตร สํานักบริ หารพื้ นที่อนุ รักษ์ และส่วนกลาง กรมอุทยานแห่ งชาติ สัตว์ป่ า และ
พันธุ ์พืช หรื อการเรี ยนการสอนในวิชาอุตุ นิยมวิทยา โดยเครื่ องมือการตรวจวัดที่มีในปั จจุบันที่มีใช้ในหน่ วยงานราชการ
และที่ขายอยู่ตามท้องตลาดหลายรู ปแบบ อาทิเช่น เครื่ องมือวัดมาตรฐานรู ปทรงกระบอก เครื่ องมือวัดนํ้ าฝนแบบใช้ไม้
บรรทัด เครื่ องมือวัดนํ้ าฝนแบบใช้นํ้ าหนัก และเครื่ องมือวัดนํ้ าฝนแบบคานกระดก เป็ นต้น อย่างไรก็ ตามเครื่ องมื อ
เหล่านี้ ที่ต่ างมีข้อจํากัดที่แตกต่างกันตามแต่ลักษณะการใช้งาน ยกตัวอย่างเช่ น เครื่องมื อวัดมาตรฐานรู ปทรงกระบอกที่ต้อง
ใช้การวัดด้ วยแก้วตวง พบว่ามีข้อจํากัด ไม่ สามารถจะบันทึกปริ มาณนํ้ าฝนได้ตลอดเวลา แต่จะวัดปริมาณนํ้าฝนรวมในการ
อ่านแต่ละครั้ ง หากเกิดฝนตกหนักในช่วงที่ไม่ ได้ทําการวัดก็ไม่ สามารถระบุปริ มาณนํ้ าฝนที่แท้จริงได้ ส่ วนเครื่ องวัดปริมาณ
นํ้ าฝนอัตโนมั ติ จะมี ลั กษณะ เ ป็ นแบบกระดกโดยมี อิ นฟร า เ รด เ ซน เ ซอร์ เ ป็ นตั วตรวจจั บ เ พื่ อส่ งข้ อมู ลผ่ าน
ไมโครคอนโทรลเลอร์ในการคํานวณหาปริ มาณนํ้ าฝน ปัญหาและอุปสรรคในการสร้ างเครื่ องมือแบบนี้ คือ การสร้ างถาด
รับนํ้ าฝนทั้งสองด้านให้มีปริ มาณใกล้เคียงกัน และให้มีปริ มาณใกล้เคียงกับที่ได้กําหนดค่าไว้ทําได้ยาก เพราะการกระดกแต่
ละครั้ งของถาดรับนํ้าฝนมีปริ มาตรไม่เท่ ากัน นอกจากนี้ ยังมีปัจจัยอื่นๆ เช่น ความแรงของนํ้าที่ มาจากกรวย ปริ มาณนํ้ าฝนที่
เหลือค้างอยู่ในถาดรั บ เป็ นต้น ดังนั้ นได้แนวคิดในการปรับปรุงเทคนิ คการวัดปริ มาณนํ้ าฝนโดยใช้หลักการวัดค่าความจุ
ไฟฟ้ ากึ่งทรงกระบอก ซึ่ งมี คุณลั กษณะการวัดระดับนํ้ าโดยใช้รู ปแบบของหัววัดความจุไฟฟ้ าแบบกึ่งทรงกระบอก เป็ น
เทคนิคแบบใหม่ที่ ยังไม่ มีการนํามาประยุ กต์ใช้ในการวัดปริ มาณนํ้ าฝน ดังนั้ นสามารถสร้ างขึ้ นมาใช้เองได้โดยการใช้
เทคโนโลยีที่ไม่ ซับซ้อน ซึ่ งจะเป็ นการลดการนําเข้าเครื่ องมือที่ มีราคาแพงจากต่ างประเทศได้อี กทางหนึ่ ง
บทความนี้ เสนอเทคนิ คสําหรับตรวจวัดปริ มาณนํ้าฝนโดยเทคนิ คการวัดค่าความจุ ไฟฟ้ าแบบกึ่งทรงกระบอกด้วย
การประยุกต์ ใช้หัววัดรู ปทรงกึ่ งทรงกระบอก ร่ วมกับวงจรบริดจ์ที่ปรับปรุ ง โดยที่เครื่ องมือวัดปริมาณนํ้ าฝนประกอบด้วย
หัววัดความจุไฟฟ้ าแบบกึ่ งทรงกระบอกที่สร้างจากท่อทรงกระบอกกลวงที่ทําจากวัสดุ polyvinyl chloride (PVC) และมี
อิเล็กโตรดเป็ นแผ่นกึ่งทรงกระบอกทําจากเทปอลูมิเนียมที่ มีราคาถูก ใช้งานง่าย พกพาสะดวก แต่มีประสิ ทธิภาพและความ
คล่องตัวในการใช้งานสู ง โดยมีข้อดีคือการติดตั้ งที่ไม่ ยุ่งยาก ราคาถู ก มีความละเอียด และมีผลตอบสนองเป็ นเชิงเส้น
ª·›¸„µ¦ª·‹´¥
¦¼žÂ®´ ªª´—‡ªµ¤‹»Å¢¢o µÂ„¹ÉŠš¦Š„¦³°„
ลักษณะของเซนเซอร์ ความจุ ไฟฟ้ าสํ าหรับวั ดระดับของเหลวที่ อาศัยเทคนิ คการวั ดความจุ ไฟฟ้ าแบบกึ่ ง
ทรงกระบอกแสดงโดยมีรู ปแบบของหัววัดเป็ นท่อทรงกระบอกกลวงที่ทําจากวัสดุที่เป็ นฉนวนคือ PVC (Polyvinyl chloride)
และมีอิ เล็กโตรดที่ เป็ นแผ่นกึ่ งทรงกระบอกทําจากเทปอลู มิเนี ยมมาห่ อหุ้มท่อทรงกระบอก แสดงดังรู ปที่ 1 สํ าหรับการ
วิเคราะห์ค่าความจุไฟฟ้ าของหัววัดความจุ ไฟฟ้ าในกรณี ที่โครงสร้างหัววัดความจุไฟฟ้ าแบบกึ่ งทรงกระบอกเมื่อมี ของเหลว
เป็ นไดอิเล็กตริก จากรู ปที่ 2a แสดงมุมมองด้านบนของแผ่นโลหะทั้ งสองของแบบกึ่งทรงกระบอก และรู ปที่ 2b แสดง
แผ่นโลหะ 2 แผ่ นเล็กๆที่ ถูกแบ่งจากแผ่นอิเล็กโตรดกึ่ งทรงกระบอก โดยแผ่นโลหะทั้งสองของแบบกึ่ งทรงกระบอกจะมี
รัศมีเท่ ากับ R และมีช่องว่างน้อยที่สุดเท่ากับ d และมีความหนาของวัสดุ ที่ใช้ติดแผ่นโลหะเท่ากับ t
351
การประชุมวิชาการระดับชาติ มหาวิ ทยาลัยทักษิณ ครั้งที่ 22 ประจำปี 2555