การควบคุมอุณหภูมิในระบบเซมิคอนดักเตอร์แบบอินฟราเรด
หากเราต้องการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เราก็ต้องเลิกพึ่งพาเตาอบแบบดั้งเดิมไปเสีย การเปลี่ยนมาใช้วิธีการให้ความร้อนด้วยแสงอินฟราเรดจะเป็นทางออกที่ดีที่สุด แต่ปัญหาก็คือ หากเราต้องการบรรลุเป้าหมายดังกล่าว เราก็ไม่สามารถปล่อยให้มีการสูญเสียพลังงานไปโดยเปล่าประโยชน์ได้
นี่แหละคือบทบาทของเทอร์โมคัปเปิล มันไม่ใช่เพียงอุปกรณ์ที่ถูกซ่อนอยู่ภายในเครื่องเท่านั้น แต่มันคือ “หัวใจ” ของระบบทั้งหมด เพราะมันช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการทำลายแผ่นเซมิคอนดักเตอร์ที่มีราคาแพง และยังช่วยป้องกันไม่ให้พลังงานสูญเสียไปโดยเปล่าประโยชน์อีกด้วย
ปัญหาเกี่ยวกับความสามารถในการตอบสนองของเซ็นเซอร์
เราใช้เทอร์โมคัปเปิลที่มีความแม่นยำสูง เพื่อติดตามปริมาณความร้อนที่เกิดจากหลอดไฟอินฟราเรด เนื่องจากการให้ความร้อนด้วยอินฟราเรดเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้นเซ็นเซอร์จึงต้องตอบสนองได้อย่างรวดเร็วเช่นกัน หากเทอร์โมคัปเปิลมีความล่าช้าเพียงเล็กน้อย ตัวควบคุม PID ก็จะทำงานเกินขอบเขตที่กำหนดไว้
นั่นก็คือสาเหตุที่ทำให้เกิด “จุดร้อน” บนแผ่นเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งไม่ใช่สิ่งที่ดีเลย
ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่เราใช้ โดยปกติเรามักจะเลือกใช้เทอร์โมคัปเปิลประเภท K หรือ N ส่วนตัวแล้ว ผมชอบใช้เทอร์โมคัปเปิลประเภท N มากกว่า เพราะมันสามารถรับมือกับปัญหาการเกิดออกซิเดชันและความคลาดเคลื่อนของอุณหภูมิได้ดีกว่าเทอร์โมคัปเปิลประเภท K เมื่อต้องทำงานในอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน
การจัดการกับความร้อน
การติดตั้งเซ็นเซอร์เหล่านี้ในโรงงานที่มีมาตรฐานสีเขียวนั้น สิ่งสำคัญคือการจัดการความหนาแน่นของความร้อน หลอดไฟอินฟราเรดที่มีกำลังสูงนั้นจะก่อให้เกิดความร้อนมากมายในพื้นที่ขนาดเล็ก และยังก่อให้เกิดความร้อนที่ส่งออกมาอีกด้วย หากเราไม่ระมัดระวัง ความร้อนนั้นก็อาจทำลายสายไฟที่อยู่ใกล้เคียงได้
เราจึงต้องปกป้องสายเทอร์โมคัปเปิลไว้ด้วย เพราะสัญญาณรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟของหลอดไฟอาจส่งผลต่อค่าการวัดของเซ็นเซอร์ได้ ซึ่งเป็นปัญหาที่เราไม่อยากเจอเลย
นอกจากนี้ ยังมีเรื่องของตำแหน่งการติดตั้งเซ็นเซอร์ด้วย การติดตั้งเซ็นเซอร์ไกลเกินไปจะทำให้มีความล่าช้าในการวัดอุณหภูมิ ส่วนการติดตั้งใกล้เกินไปก็จะทำให้เซ็นเซอร์รับความร้อนมากเกินไป จนทำให้ได้ค่าอุณหภูมิที่สูงเกินจริง
ความเป็นจริงเกี่ยวกับความแม่นยำ
พูดตามตรงแล้ว ไม่มีเซ็นเซอร์ที่สมบูรณ์แบบอยู่จริงๆ
เทอร์โมคัปเปิลที่มีความแม่นยำสูงนั้นสามารถให้ข้อมูลที่จำเป็นเพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ แต่มันก็ต้องการการดูแลรักษาอย่างสม่ำเสมอ มันจำเป็นต้องมีการปรับตั้งค่าอยู่เสมอ เพราะเมื่อมันต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง มันก็จะเริ่มมีความคลาดเคลื่อน
หากเราไม่ดูแลการปรับตั้งค่าของเซ็นเซอร์อย่างเคร่งครัด ทั้งหมดที่เราพยายามประหยัดพลังงานมาก็จะสูญเปล่า เพราะเซ็นเซอร์ที่มีความคลาดเคลื่อนจะทำให้เครื่องทำงานได้ไม่มีประสิทธิภาพ