อยากจะทราบครับว่าในกรณีถ้าเราต้องการวัดความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศในห้องอบความร้อนที่มีอุณหภูมิประมาณ 100 องศา เราจะสามารถทำการวัดหรือทราบได้อย่างไร โดยที่เราไม่ต้องใช้เครื่องมือวัดพวก HYGROMETER  หรือเครื่องมือวัดทั่วไป เนื่องจากมันแพงครับ (แบบว่างบประมาณมีไม่เพียงพอและมันคงง่ายเกินไปในการแก้ไขปัญหาสำหรับวิธีการวัด) เพราะถ้าใช้เครื่องวัดที่มีอยู่ในตอนนี้ มันสามารถทนอุณหภูมิได้เพียง 50 องศาเท่านั้นเอง  สำหรับลักษณะทั่วไปของห้องอบความร้อนนี้ ใช้ HEATER  ในการให้ความร้อน เป็นห้องปิด ขนาดประมาณ 3 x 5 เมตร  ใช้สำหรับการอบวัสดุ PVC  เคลือบกาว เพื่อช่วยให้กาวแห้ง   แต่ปัญหามีอยู่ว่า เมื่ออบไปซักพัก แทนที่กาวจะแห้งสนิท กลับมีบางส่วนไม่แห้ง เนื่องมาจากมีความชื้นในระบบ  จึงอยากจะรู้จริงๆ ว่าความชื้นในระบบมันมากแค่ไหน  เพื่อที่จะทำการปรับปรุงระบบให้เหมาะสม

อ่านดู เข้าใจว่า ถ้าไม่มี ปัญหามีอยู่ว่า เมื่ออบไปซักพัก แทนที่กาวจะแห้งสนิท กลับมีบางส่วนไม่แห้ง เนื่องมาจากมีความชื้นในระบบ

ก็ไม่มีความจำเป็นต้อง วัดความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศในห้องอบความร้อนที่มีอุณหภูมิประมาณ 100 องศา

ถ้าตอบโดยใช้วิธีวิเคราะห์สสาร-สนามและคำตอบมาตรฐาน 76 ข้อ ก็น่าจะตรงกับคำตอบมาตรฐาน ข้อ 4.1.1. ดังนี้

4.1.1.　 การเปลี่ยนแปลงระบบเพื่อให้การวัดหรือการตรวจหมดความจำเป็นลง

กรณีที่มีปัญหาด้านการวัดหรือการตรวจ วิธีการที่เหมาะสมคือเปลี่ยนแปลงระบบให้ไม่มีความจำเป็นที่จะต้องแก้ปัญหาด้านการวัดหรือการตรวจ

ตัวอย่าง ระบบให้ความร้อนสามารถปรับอุณหภูมิได้ด้วยตัวเองโดยใช้สวิทซ์ที่ทำงานด้วยเทอร์โมคัปเปิ้ลหรือไบเมตัล

ส่วนจะทำให้เป็นรูปธรรมอย่างไรต่อไป   ฝากคิดต่อด้วยครับ

สวัสดีครับ คุณ Benja

เห็นคำถามแล้วรู้สึกยินดีมาก ที่มีคนถาม"ปัญหา"ที่เกี่ยวกับการใช้งานจริง ๆ 

ขอสนับสนุนความคิดคุณที่อยากหาวิธีง่ายๆ พยายามใช้ของที่มีกับสมอง แต่ถูกต้องตามหลักวิทยาศาสตร์ แทนที่เอะอะอะไรก็จะซื้อของแพง หรือของดีเกินจำเป็น  นี่แหละน่าจะเหมาะกับประเทศเรา และ TRIZ + ความขยันนี่แหละน่าจะช่วยได้มาก

สมัยทำงานโรงงาน ผมก็ชอบคิดชอบทำเรื่องแหกคอกแบบนี้ พวกต่างชาติเห็นก็ทึ่ง แต่เชื่อไหมกลับโดนคนไทยด้วยกันหาว่าเป็น "วิชามาร" นอกตำรา  ทำแบบนี้ไม่ได้ ฝรั่งบอก(หลอก)ว่าต้องใช้อะไรต้องทำยังไง ก็ต้องทำอย่างนั้น ต้องซื้ออย่างนั้น ไม่ต้องคิด

ขนาดทุกวันนี้ ผมมี(แอบ)ทำของขายโรงงาน  sale ที่ไปขายยังต้องโกหกว่ามาจากเมืองนอกเลย  ถ้าบอกว่าทำในไทย ชาติหน้าก็ขายไม่ได้

ผมคงไม่ถามนะครับว่า process คุณเป็นยังไง และจริงๆมันจะเกี่ยวหรือไม่กับการที่กาวไม่แห้ง จะตอบเฉพาะที่คุณถามก็แล้วกัน

จริงๆก็เสียวว่าเป็นคำถามประลองปัญญากันอีกหรือเปล่า เพราะไอ้ตัวเลข 100 องศาเนี่ย มัน critcal จริงๆ  หวังว่าคงไม่นะ แต่ถ้าใช่ ช่วยบอกให้รู้ด้วย

คำตอบน่ะคิดได้แล้ว แต่ขอเวลาพิมพ์หลังปิดร้านหน่อย ภายในเสาร์นี้น่าจะ post ได้

มาตามสัญญาครับ

คุณ Benja ต้องการจะวัดความชื้นในอากาศภายในตู้อบที่อุณหภูมิประมาณ 100 C  (ขอให้เป็นต่ำกว่า 100 นิดหน่อยแล้วกันนะ) แต่ข้อจำกัดคือ เครื่องมือวัดทนได้แค่ 50 C

แนวทางแก้ปัญหาโดย TRIZ ก็น่าจะใช้ separation principle
แบบแรก คือ space เช่น ใช้ตัว probe ที่ทนความร้อนได้อยู่ในตู้อบ แต่ตัววัดอยู่ที่อุณหภูมิห้องข้างนอก  (ดูท่าจะไม่ work ในกรณีนี้)
แบบสอง คือ time  คือ ตอนอบกับตอนวัดทำคนละเวลากัน  อันนี้น่าจะ work 

หนึ่งใน 40 หลักการที่ผมเห็นว่าควรพิจารณาเสมอในกรณีที่เกี่ยวข้องกับการวัด คือ new dimension  (17)

ตามโจทย์แล้ว คุณต้องการวัดค่าความชื้นสัมพัทธ์  แต่ถ้าดูตามจุดประสงค์แล้ว คุณต้องการอยากรู้ว่า ความชื้นมากน้อยขนาดไหนที่จะทำให้กาวไม่แห้ง เพื่อจะได้ปรับปรุงระบบ และเวลาคุณปรับปรุงระบบ คุณก็คงต้องการตัววัดเพื่อจะได้รู้ว่าปรับปรุงแล้ว ความชื้นในตู้อบเปลี่ยนแปลงตามที่ต้องการหรือไม่  

และถ้าจะวิเคราะห์ลงไปอีก จริงๆแล้วคุณไม่ได้สนใจหรอกว่า ตัว parameter ที่จะวัดต้องเป็นความชื้น แต่ขอให้เป็น parameter อะไรก็ได้ ที่สามารถ refer หรือแปรผันตาม กับปริมาณความชื้นได้ และที่สำคัญคือต้องเป็น parameter ที่คุณสามารถวัดได้
นี่คือหลักการใช้ new dimension ในกรณีที่เกี่ยวกับการวัด

ใน webboard นี้ก็มีตัวอย่างที่เกี่ยวกับ new dimension ด้วย เช่นปัญหาการวัดความลึกของแม่น้ำจากทางเครื่องบิน หรือ เรื่องการคัดแยก bolt ตามความยาว โดยใช้วิธีการยิงปืน spring   ลองหาดูแล้วกันครับ ผมทำ link ไม่เป็น

(มีต่อ)

idea ที่เสนอคือ ทำการ sampling gas จากตู้อบ มาใส่ในระบบปิด แล้ว
1. cooling ลงประมาณ 0 C ให้ moisture ในอากาศ condense เป็นน้ำ แล้วจึงเปิดฝา จากนั้นจึงวัด (ชั่ง) ดูน้ำหนักของน้ำที่เพิ่มขึ้นมา   ถ้ามีความชื้นในตู้อบมาก ก็น่าจะมีปริมาณน้ำมาก

หรือ
2. cool ลงมาที่ room temp แล้ว connect กับระบบปิดอีกอัน ที่มีปริมาณความชื้นต่ำๆ โดยในระบบนี้ใส่ RH meter (ที่คุณมีอยู่แล้ว) ไว้ด้วย  หลังจากที่ระบบปิดใหม่สมดุลย์ ค่อยอ่านค่า RH จาก RH meter   ถ้าเดิมมีความชื้นในตู้อบมาก  RH meter ก็น่าจะอ่านค่าได้สูง

ขอเลือกวิธี 2 นะ ลองจินตนาการรูปเอาเองนะ งวดนี้ขี้เกียจวาด
- ทำกล่องใส่ gas แบบปิดสนิท ให้แข็งแรงหน่อย ทนแรงดันได้  มี volume ซัก 10 ลิตร  ต่อท่อและติด valve ที่ปลาย  เอา valve แบบที่ seal gas ได้นะ
- ที่ตู้อบ ต่อท่อออกมา เพื่อให้สามารถ connect กับ valve ที่กล่องได้
- จากนั้น connect กล่องกับตู้อบ เปิด valve  รอจนคิดว่า stable แล้ว ก็ปิด valve แล้วถอดกล่องออกจากท่อ
- ทิ้งให้กล่องเย็นที่อุณหภูมิห้อง
- ระหว่างนี้ เตรียมกล่องปิดเล็กอีกอัน ที่มี volume น้อยกว่ากล่องแรกมากๆ สมมติ 500 cc แล้วกัน  เช่นเดิม มีข้อต่อ และ valve ด้วยที่กล่องเล็กอันนี้     ใส่ RH meter ลงไปในกล่อง  (กล่องนี้ควรใสเพื่อให้อ่านค่า RH meter ได้จากภายนอก)
- ใช้ vacuum pump ดูดเอาอากาศในกล่องนี้ออกให้ได้มากที่สุด แล้วปิด valve
- เมื่อกล่องใหญ่เย็นแล้ว ก็ connect 2 กล่องเข้าด้วยกัน เปิด valve ทั้ง 2 อันให้ 2 กล่องเชื่อมกัน  รอจน stable แล้วอ่านค่า RH meter 

(มีต่อ)

idea ทั้งหลายแหล่ จะเพ้อเจ้อฟุ้งซ่านยังไงก็ได้  ที่สำคัญกว่าควรดูว่าในทางปฎิบัติมันเป็นไปได้ไหม เช่น ปริมาณน้ำที่ condense มันจะมากพอที่จะชั่งได้ไหม หรือเราสามารถ convert ค่า RH ที่วัดได้ให้เป็นค่าความชื้นในตู้อบที่อุณหภูมิสูงได้จริงไหม

เนื่องจากผมแก่แล้ว จำพวกเรื่องการวัดความชื้น หรือเรื่องกฎของ gas ไม่ได้แล้ว จึงต้องไปหา dowload จากใน net มานั่งอ่านอยู่ซักพัก  ถ้ามีอะไรผิดพลาดไปก็ขออภัยด้วย

http://www.macinstruments.com/pdf/handbook.pdf

การวัดความชื้นในอากาศ มี 2 แบบ คือ แบบ relative และแบบ absolute

1. แบบ relative เป็นแบบที่คนส่วนใหญ่รู้จักกัน ก็คือ ค่า RH
relative humidity คือ amount of moisture in air หารด้วย maximum amount of moisture ที่ air ในขณะนั้นสามารถ hold (อุ้ม) ไว้ได้  แล้วทำเป็น percent

หลังจากอ่านที่ download ดูแล้ว ก็เพิ่งรู้ว่า ค่า RH นี่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิด้วย
กล่าวคือ  maximum amount of moisture ที่ air สามารถอุ้มไว้ได้ จะมากขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น   สมมติให้มีปริมาณไอน้ำในอากาศในระบบปิดเท่าเดิม ที่ 60 F วัด RH ได้ 50%  ถ้าอุณหภูมิในระบบปิดเพิ่มเป็น 72 F คราวนี้ RH จะกลายเป็นแค่ 33%

2. แบบ absolute คือวัดเปรียบเทียบไปเลยว่า มีโมเลกุลของไอน้ำเป็นสัดส่วนเท่าไหร่กับจำนวนโมเลกุลของ gas ทั้งหมด
% moisture by volume (%Mv) = number of H2O molecule per unit volume หารด้วย total number of all gas molecule per unit volume
สำหรับกรณีแบบ absolute นี้  ถ้าเป็นระบบปิด ก็จะมีค่าคงที่ไม่เปลี่ยนตามอุณหภูมิ

ในเอกสารที่ download ก็มีบอกวิธีคำนวณเพื่อแปลงค่า RH ที่ temp ต่างๆ ลองอ่านดูเองแล้วกัน

ยกตัวอย่าง ที่ Mv = 0.87%  60F  จะเท่ากับ 50% RH
ที่ Mv = 0.87%  เท่าเดิมนี้ ถ้าไปที่ 72F  จะเท่ากับ 33% RH

ลองมาคำนวณในกรณีของคุณบ้าง
ที่ 85 F (room temp) จะมี Max Mv = 4%,  ที่ 200 F (ตู้อบ)  จะมี Max Mv = 79%
ถ้าในตู้อบมี Mv = 3% ที่ 200 F จะได้ RH = 3.8%   เมื่อเย็นลงที่ 85 F (room temp) ก็น่าจะอ่าน RH ได้ 75%
ถ้าในตู้อบมี Mv = 3.2% ที่ 200 F จะได้ RH = 4.05%   เมื่อเย็นลงที่ 85 F (room temp) ก็น่าจะอ่าน RH ได้ 80%  เป็นต้น

ค่า RH ที่อ่านได้เปลี่ยนแปลงไปตามปริมาณความชื้นในตู้อบจริง แถม sensitivity ก็ดีขึ้นด้วย

(มีต่อ)

(ใกล้จบแล้ว)

คราวนี้ ถ้าเกิด Mv ในตู้อบ ดันสูงกว่า Max Mv ที่ room temp  ล่ะ

เช่น สมมติว่ามี Mv ซัก 20 หรือ 25%   สิ่งที่จะเกิดคือ ส่วนเกิน (16-21%) จะควบแน่นกลายเป็นน้ำ    RH meter ก็น่าจะอ่านได้ประมาณ 100 เหมือนกัน

ถ้างั้นเราก็เปลี่ยนมาวัดปริมาณน้ำที่เกิดขึ้นมาแทนดีกว่า

งวดนี้ใช้กล่องเล็กๆ ความจุของระบบแค่ 100 cc  (เพื่อให้น้ำหนัก container น้อยๆ จะได้อยู่ในพิกัดที่เครื่องชั่งแบบละเอียดจะชั่งได้) ต่อท่อ ติด valve เหมือนเดิม ชั่งน้ำหนักของ container เปล่าๆก่อน

เก็บ sample ใส่กล่องนี้ ปิด valve แล้วรอให้เย็นที่ room temp  น่าจะเห็นหยดน้ำหรือฝ้าด้านในบ้าง ก็เปิด valve ออก ให้ส่วนที่เป็นกาซ balance กับบรรยากาศ  แล้วจึงชั่งดูน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น

ที่ประมาณ STP  gas 1 mole จะมีปริมาตร 22.414 ลิตร  เพิ่ม temp ไปซัก 100 C ปริมาตรก็น่าจะซัก 30 ลิตร

gas 100 cc ที่ประมาณ 200 F ก็น่าจะมี gas ซัก 0.0033 mole  (1 mole = 6.02x 10^23 molecules)

ดังนั้น 16% Mv ก็น่าจะมีน้ำ 0.16 x 0.0033 mole
น้ำ 1 mole หนัก 18 gram  (มวลโมเลกุล = 18)
ดังนั้น 16% Mv ก็น่าจะมีน้ำ 0.16 x 0.0033 x 18 = 9.6 mg

21% Mv ก็น่าจะมีน้ำ 12.6 mg   มีความแตกต่างให้วัดได้จริง
เครื่องชั่งแบบที่ใช้ใน lab ที่ชั่งได้ในระดับ 0.1 mg ก็มีขายอยู่แล้ว

สรุปคือ ผมว่าน่าจะ work นะ 

ผู้รู้จริงท่านอื่น ช่วยแนะนำด้วยว่าน่าจะเป็นไปได้ไหม

(ยังมีต่อ)

อย่าลืมนะครับว่า ผมไม่ได้บอกว่าวิธีนี้จะให้ผลลัพธ์การวัดที่เป๊ะ  แต่ว่าน่าจะได้ parameter ที่สามารถไป refer ถึงปริมาณความชื้นที่มีอยู่จริงในตู้อบ เพื่อใช้ investigate ปัญหาของคุณได้   เวลาทำ คุณต้อง control parameter อื่นที่คุณรู้แล้วว่าจะมีผลต่อค่าการวัดด้วย เช่น อุณหภูมิตู้อบขณะทำการสุ่ม และอุณหภูมิขณะทำการวัด  รวมทั้งตำแหน่งที่จะสุ่ม (H2O เบากว่า N2, O2,CO2  ดังนั้นมันน่าจะลอยขึ้น)  เป็นต้น

ที่เหลือก็แค่ให้คุณ Benja ลองไปพิจารณาดู  อาจยุ่งยากกว่าการซื้อของแพง และจากประสพการณ์ที่ชอบทำอะไรประหลาดๆ ของผม พบว่าถ้า work ก็เสมอตัว ไม่มีใครมาชื่นชมหรอก แต่ถ้าไม่ work ล่ะก็ โดนด่าเยาะเย้ยเหยียดหยามจมดินแน่  พอเสนอจะทำ ก็โดนสารพัดเหตุผลข้างคูว่าทำไม่ได้หรอก  เลยต้องแอบไปทำคนเดียว พอสำเร็จก็ยังหาว่าทำอะไรมุบมิบโมเมข้อมูลขึ้นมา เชื่อไม่ได้ ไม่รู้จักทำงานเป็น"ทีม"  เอาเข้าไป 

ดังนั้น คิดดูให้ดีนะ ก่อนจะทำ

และถ้าทำจริง ได้ผลยังไงช่วยแจ้งด้วย อยากรู้ผลมากครับ 

จบ

ขอตั้งสมมุติฐานว่ากาวของคุณเป็นกาวที่ผสมนำเมื่อกาวไม่แห้ง และคุณใช้Heater ไฟฟ้า ไม่ใช่Burnerแสดงว่า ปริมาตรของห้อง เล็กเกินไปสำหรับจำนวน PVC ทากาวที่คุณใส่เข้าไป และความชื้นสัมพัทธ์ ที่ 100 องศา ก็คง สูงมาก ถ้าคุณปิด Heater แล้วปล่อยให้ ห้องอบ และของเย็นลง ความชื้นในห้องปิดนั้นก็จะควบแน่นลงมา ถ้าปล่อยไว้นาน กาวก็จะกลับมาชื้นอีก การจะวัดว่าความชื้นสัมพัทธ์ ว่ามีเท่าไร รู้แล้วก็ยังห่างไกลการแก้ปัญหา  ผมมีความคิดดังนี้ครับ:

เมื่อคุณอบจนอุณหภูมิได้ที่แล้ว ใช้พัดลม(blower) ดูดระบายอากาศที่ชื้นมากออกมา โดยขณะเดียวกันก็ปล่อยอากาศข้างนอกที่เย็นและแห้งกว่าเยอะเข้าไป จะทำให้การ Cool down ของคุณเร็วขึ้นด้วยและกาวควรจะแห้งกว่า หากยังแห้งไม่ดีพอ คุณอาจตัอง circulate อากาศแห้ง(ใช้Blower ดังข้างบน)เข้าไปในห้องในขณะเปิดHeater เพื่อลดความชิ้นในห้อง แต่ก็จะเปลืองไฟมากขึ้น

การวัดRH ถ้าคุณใช้Air pum(อย่างที่ใช้กับตู้ปลาคงพอไหว) และต่อสายทางเข้าด้วยสาย พลาสติกใสpolypropylene  ซึ่งทนอุณหภูมิได้สูง นำไปเสียบดูดอากาศออกมาจากห้องอบในขณะอบอยู่ ต่อสายให้ยาวพอที่จะให้อากาศที่ดูดออกมาเย็นลงเรื่อยๆ เมื่อปั๊มไปจนอุณหภูมิคงที่ คุณสังเกตุดูว่าจุดใดบนท่อที่มีหยดนำเริ่มเกาะตัว ซึ่งแสดงว่าเป็นจุดที่ไอนำอิ่มตัว ถ้าสามารถสอด thermocouple ไปวัดอุณหภูมิได้ คุณก็รุ้ว่า อากาศในห้องอบ มี RH=100% ณ อุณหภูมิเท่าใด ก็สามารถที่จะใช้ RH Chart คำนวนกลับไปว่า ที่100 องศา ซ (หรืออุณหภูมิในห้องอบ) RH ควรจะเป็นเท่าใด

หวังว่าความคิดนี้คงจะก่อประโยชน์ได้บ้างนะครับ หากลองแล้วได้ผลอย่างไร ช่วย Feedback ด้วยตรับ

วีระวัฒน์

การที่เป็นห้องปิด แล้วอุณหภูมิตั้ง 100

ผมว่าเกือบเหมือน Boiler คือจะมีการผลิตไอน้ำ จากวัสดุที่คุณอบ

หากคุณไม่นำความชื้นที่เกิดขึ้น ออกไป กระบวนการของคุณ จะเริ่มไม่ทำงานระบบอบ

แต่จะเปลี่ยนเป็นระบบนึ่ง

ชโลทร

ก่อนอื่นความต้องการคือให้กาวแห้ง

ตู้ไมโครเวฟ สังเกตให้ดีจะมีพัดลมดูดอากาศออก เพื่อลดความชื้น และที่ฝาเปิดปิดจะมีคราบของไอน้ำอยู่

ดังนั้นต่อท่อดูดอากาศร้อนออกจากระบบ ลดความเย็นลง สังเกตไอน้ำเกาะที่ฝากระจก หรือถ้าต้องการตัวเลขก็ใช้เครื่องมือวัดที่มีอยู่ได้เพราะเราได้ลดอุณหภูมิแล้ว

ถามว่าค่าที่วัดที่อุณหภูมิต่ำ หรือที่ 100 องศาในตู้แตกต่างกันไหม ไม่แน่ใจ แต่เป้าหมายเราต้องการอบแห้ง ดังนั้นสามารถใช้ค่าที่อากาศที่เราดูดออกมาใช้ เป็นตัวเลขอ้างอิงได้ และใช้การทดสอบเพื่อหาค่าเหมาะสม จะได้ไม่สิ้นเปลืองพลังงานความร้อนที่เราดูดออกพร้อมความชื้น

ข้อแนะนำ ไม่ต้องวัด

ให้เพิ่มกระแสอากาศ ไหล วน (convection) ในห้องอบ