บทนำ
ในการผลิตเชิงอุตสาหกรรม คุณภาพของอากาศอัดมีผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ปลายทางและอัตราผลผลิตที่ได้มาตรฐาน โดยปริมาณน้ำมันเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดหลักที่ใช้ประเมินคุณภาพของอากาศอัด และเมื่อตรวจสอบค่าพารามิเตอร์ของอุปกรณ์หรือรายงานการทดสอบ มักจะพบเห็นพีพีเอ็มและมิลลิกรัมต่อลิตรทั้งสองหน่วยนี้ หากเข้าใจนิยามและความสัมพันธ์ในการแปลงหน่วย จะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประเมินประสิทธิภาพของเครื่องอัดอากาศอย่างถูกต้อง
การวิเคราะห์แนวคิดพื้นฐานของหน่วยงาน
- พีพีเอ็ม (ส่วนในล้านส่วน): หมายถึง “หนึ่งในล้าน” เป็นหน่วยสัดส่วนที่ไม่มีมิติ ในของเหลวโดยทั่วไปจะใช้แสดงอัตราส่วนโดยมวล (มก./ kg) ในก๊าซมักใช้แสดงอัตราส่วนโดยปริมาตร (มล./ m³) หรืออัตราส่วนโดยมวล (มก./ kg）。
- มก./ลิตร (มิลลิกรัมต่อลิตร): เป็นหน่วยวัดความเข้มข้นเชิงมวลแบบสัมบูรณ์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าในปริมาตรหนึ่งลิตรของสารผสมนั้นมีสารเฉพาะชนิดอยู่กี่มิลลิกรัม
ความสัมพันธ์ในการแปลงหน่วยระหว่าง ppm และ mg/l
การแปลงค่าระหว่าง ppm และ mg/l ไม่ใช่ค่าคงที่ แต่ขึ้นอยู่กับสถานะทางกายภาพของสาร (ของเหลวหรือก๊าซ) รวมถึงความหนาแน่นของสารด้วย
1. การแปลงในสถานะของเหลว
เมื่อพูดถึงปริมาณน้ำในน้ำมันหล่อลื่นเอง หรือปริมาณน้ำมันในสารละลายน้ำ เนื่องจากความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิปกติอยู่ที่ประมาณ 1 kg /l ณ ขณะนี้ มวลกับปริมาตรมีความสัมพันธ์โดยตรงกัน:
1 มิลลิกรัม/ลิตร = 1 มิลลิกรัม/ kg = 1 ส่วนในล้านส่วน
ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะนี้ ค่า ppm และ mg/l มีค่าเท่ากันโดยสิ้นเชิง จึงสามารถใช้แทนกันได้ในอัตราส่วน 1:1 โดยตรง
2. การแปลงค่าในสถานะก๊าซ (อากาศอัด)
ในแวดวงเครื่องอัดอากาศ ค่าปริมาณน้ำมันมักหมายถึงความเข้มข้นของไอน้ำมันหรือละอองน้ำมันในอากาศอัด ในกรณีนี้ ppm มักใช้แสดงเป็นอัตราส่วนโดยปริมาตร ส่วน mg/l แสดงเป็นความเข้มข้นเชิงมวล การแปลงหน่วยระหว่างสองค่านี้จำเป็นต้องอาศัยค่าความหนาแน่นหรือมวลโมเลกุลของก๊าซ
เนื่องจาก 1 l = 0.001 m³ หน่วยความเข้มข้นในก๊าซที่นิยมใช้มากกว่าคือมิลลิกรัม/ m³ความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขามีดังนี้:
- 1 มก./ล. = 1000 มก./ m³
หากต้องการแปลงค่าความเข้มข้นของก๊าซจากหน่วยปริมาตร ppm เป็นหน่วยมวล mg/ m³ (หรือ mg/l) จำเป็นต้องทราบค่าความหนาแน่นของอากาศและน้ำหนักโมเลกุลของไอของน้ำมัน ในสภาวะมาตรฐาน (0℃ ที่ความดันบรรยากาศมาตรฐาน 1 บรรยากาศ ความหนาแน่นของอากาศมีค่าประมาณ 1.29 kg / m³. หาก ppm หมายถึงอัตราส่วนโดยมวล (ppmw) แล้ว 1 ppmw จะมีค่าประมาณ 1.29 มก./ m³. แต่ในอุตสาหกรรมคอมเพรสเซอร์ลมจริงนั้น เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น ผู้ผลิตจำนวนมากเมื่อประเมินคร่าวๆ มักจะถือว่าปริมาณน้ำมันในอากาศ 1 ppm (โดยมวล) เทียบเท่ากับ 1 mg/ m³。
มาตรฐานการประยุกต์ใช้งานในอุตสาหกรรมคอมเพรสเซอร์ลม
ในมาตรฐานคุณภาพอากาศอัดที่ใช้กันทั่วโลก (เช่น ISO ในมาตรฐาน 8573-1) หน่วยวัดทางกฎหมายของปริมาณน้ำมันคือมิลลิกรัม/ m³…หาใช่ ppm หรือ mg/l ไม่ ทั้งนี้เนื่องจากปริมาตรของก๊าซเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามอุณหภูมิและความดัน เมื่อใช้ mg/ m³ และทำการสอบเทียบภายใต้สภาวะมาตรฐาน ซึ่งสามารถให้เกณฑ์อ้างอิงในการวัดที่แม่นยำที่สุดได้
หากในคู่มือทางเทคนิคของเครื่องอัดอากาศพบค่าความเข้มข้นของน้ำมันระบุเป็น มก./ล. ค่านี้มักจะเป็นค่าที่สูงมาก (เนื่องจาก 1 มก./ล. = 1000 มก./ m³) ซึ่งพบได้น้อยมากในระบบอากาศอัดสะอาดจริง บุคลากรด้านเทคนิคเมื่ออ่านค่าพารามิเตอร์ต้องให้ความสำคัญเป็นพิเศษในการแยกแยะระหว่าง mg/l กับ mg/ m³ เพื่อหลีกเลี่ยงการประเมินคุณภาพอากาศผิดพลาดร้ายแรงอันเนื่องมาจากความสับสนของจุดทศนิยมหรือหน่วยการวัด
คำแนะนำสำหรับการนำไปใช้จริง
การเข้าใจหลักการแปลงหน่วยของค่าความเป็นน้ำมันจะช่วยให้สามารถควบคุมระบบลมอัดได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ในตัวกลางที่เป็นของเหลว โดยทั่วไป 1 ppm มีค่าเทียบเท่ากับ 1 mg/l ขณะที่ในการตรวจวัดอากาศท่อปล่อยของเครื่องอัดอากาศ ควรเลือกใช้หน่วย mg/ m³ ในฐานะหน่วยวัดมาตรฐาน และกำหนดนิยามที่ชัดเจนของ ppm ว่าเป็นอัตราส่วนโดยปริมาตรหรืออัตราส่วนโดยมวล เพื่อให้มั่นใจในความถูกต้องทางวิทยาศาสตร์ของการเลือกใช้อุปกรณ์และการบำรุงรักษาประจำวัน