MEMS Technology สำหรับการตรวจวัดเสียงและความสั่นสะเทือน

ปัญหาการใช้เครื่องมือตรวจวัดเสียงและความสั่นสะเทือน หลายครั้งต้องใช้ความระมัดระวังสูง เนื่องมากจาก หัววัดแบบดั้งเดิม นั้นมีความบอบบาง มีโอกาส เสื่อมและเสียหายได้ง่าย หากไม่ระมัดระวังในการใช้งาน วันนี้เราจะแนะนำให้รู้จัก MEMS Technology

เทคโนโลยี MEMS คืออะไร ?

MEMS ย่อมาจาก Micro Electrical-Mechanical System) ไมโครโฟนชนิด MEMS คือการใช้ ไดอะแฟรมที่มีการตอบสนองต่อแรงดันฝังเข้าไปใน Silicon wafer พร้อมกับส่วนขยายสัญญาณ (Preamplifier) จึงทำให้ได้ ไมโครโฟนที่มีขนาดเล็ก เนื่องจากในการผลิตมีการใช้ชิ้นส่วนลดลง จึงทำให้ MEMS ไมโครโฟน มีราคาถูก และมีความทนทานมากกว่าเมื่อเทียบไมโครโฟนแบบดั้งเดิม

ปัจจุบันไมโครโฟนชนิด MEMS ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม และ ผลิตภัณฑ์ต่างๆ มากมาย ตัวอย่างหนึ่งคือสมาร์ทโฟน อย่างไรก็ตามความแม่นยำของไมโครโฟนเหล่านี้ “ต่ำเกินไป”สำหรับการใช้กับอุปกรณ์การวัดมาตรฐานสำหรับการวัดตามมาตรฐานที่เข้มงวด

High-tech MEMS microphones

สถานการณ์นี้ได้เปลี่ยนแปลงไปแล้ว ด้วยเทคโนโลยีที่ได้รับสิทธิบัตร High-tech MEMS microphones ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานกับอุปกรณ์ตรวจวัดระดับมืออาชีพ ซึ่งทำงานได้ตรงตามข้อกำหนดเดียวกับเครื่องวัดที่มีไมโครโฟนชนิด Analogue หรือ Condenser ตามมาตรฐาน IEC 61672 และด้วยเหตุนี้เองทำให้อุปกรณ์ตรวจวัดจึงมีขนาดที่เล็กลง

ไมโครโฟนชนิด MEMS ช่วยลดขนาดของเครื่องมือ และการลดการใช้พลังงานได้ ให้เครื่องวัดเสียงที่ใช้ไมโครโฟนชนิดนี้ สามารถตรวจวัดในระยะเวลาที่ยาวนานขึ้น เมื่อใช้แหล่งพลังงานอย่างแบตเตอรี่อัลคาไลน์ทั่วไป

ประโยชน์ของการใช้ MEMS microphones

ในอดีตนั้น เครื่องวัดเสียงมีราคาแพง และมีขนาดที่ใหญ่เกินไป โดยเฉพาะ Noise Dosimeter ที่ใช้สำหรับติดตัวบุคคล นอกจากนั้นไมโครโฟนแบบเก่า จะมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาค่อนข้างสูง เนื่องจากความเสียหายจากภายนอก เช่นการตกกระทบ กระแทกนั้น อาจทำให้เกิดความเสียหายจนต้องเปลี่ยนไมโครโฟนได้

วิธีแก้ปัญหาดังกล่าวคือ ใช้เครื่องมือตรวจวัดที่ใช้เซ็นเซอร์ชนิด MEMS เช่น MEMS ไมโครโฟน และเครื่องวัดความเร่งด้วยเซ็นเซอร์ชนิด MEMS

การรับรองมาตรฐาน

MEMS ไมโครโฟน เป็นเทคโนโลยีที่ได้จดสิทธิบัตรมานานกว่า 10 ปี เพื่อการตรวจวัดเสียงที่แม่นยำ โดยได้รับการยืนยัน PTB (Phusikalisch-Technische Bundesanstalt – สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติของเยอรมณี) ในปี 2020 ได้ออกการอนุมัติสำหรับ SVANTEK SV307A ซึ่ง เป็นเครื่องวัดเสียงที่ใช้ MEMS Technology ในระดับ Class 1 และได้รับมาตรฐาน IEC 61672 CLASS 1

การใช้ MEMS Technologies กับการวัดความสั่นสะเทือน

เครื่องวัดความสั่นสะเทือน ประสบความสำเร็จในการใช้หัวความเร่งชนิด MEMS ซึ่งมีข้อดีคือ มีขนาดเล็กกว่าเซ็นเซอร์วัดความเร่งทั่วไป สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์บนฝ่ามือของผู้ตรวจวัดได้ จึงทำงานได้ตาม ISO 8041-2 ที่กำหนดให้มีการตรวจวัดแรงกดหรือแรงบีบของมือ (Contact Force Measurement) เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการตรวจวัด Hand-Arm Vibration ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้หัววัดทั่วไปได้

เอกสารอ้างอิง:
https://svantek.com/wp-content/uploads/2021/09/SV307A_PTB_Type_Approval_1.pdf

สรุป

ปัจจุบัน MEMS microphones สามารถนำมาใช้ในการตรวจวัดได้อย่างถูกต้องตามกฎหมาย และมาตรฐานเครื่องมือ เช่น IEC 61672, IEC61252 และเพื่อความมั่นใจของผู้ใช้งาน สามารถตรวจสอบเอกสารรับรองการสอบเทียบมาตรฐาน (Calibration Certificate) ที่ทวนสอบตามมาตรฐานเครื่องมือ เพื่อให้มั่นใจว่าการตรวจวัดของเราเป็นไปตามมาตรฐาน และได้ข้อมูลการตรวจวัดที่ถูกต้องจริงๆ