تنظیم صحیح سیستم گرمایشی در شرایط خلأ
اگر قصد ساخت یک کارخانه «هوشمند» را دارید، احتمالاً متوجه شدهاید که روشهای قدیمی برای انتقال حرارت دیگر کافی نیستند. وقتی که فضا را خلأ میکنیم، هوا از بین میرود؛ بدون هوا، انتقال حرارت از طریق همرفت هوا امکانپذیر نیست. در چنین شرایطی، تنها راه انتقال حرارت، استفاده از فرآیندهای تابشی است؛ یعنی هیترهای مادون قرمز، نه تنها ابزارهای مفیدی برای انتقال حرارت هستند، بلکه تنها راه انجام کار نیز محسوب میشوند.
فیزیک شرایط خلأ
کار کردن در شرایط خلأ، برای تجهیزات بسیار سخت است؛ زیرا هیچ هوایی برای انتقال حرارت وجود ندارد. به همین دلیل، بدنههای هیترها و دیوارههای محفظهها تحت فشار زیادی قرار میگیرند.
برای جلوگیری از پیچیدگیها، از کوارتز با خلوص بالا و سرامیکهای ویژه استفاده میشود. چرا؟ زیرا انتشار گازها مشکلات زیادی ایجاد میکند؛ حتی کمترین مقدار بخار نیز میتواند یک ویفر فوقالعاده سالم را خراب کند.
مزیت این روش این است که انرژی به طور بسیار متمرکزی منتقل میشود؛ بنابراین نیازی نیست مدت زیادی منتظر گرم شدن یا سرد شدن قطعات باشیم.
ساختن سیستمهای «هوشمند»
باید صادق باشیم: هیتر، فقط یک ابزار برای انتقال حرارت است؛ جادوی واقعی در استفاده از دادهها نهفته است.
از آنجایی که نمیتوانیم یک سنسور فیزیکی روی قطعات در شرایط خلأ قرار دهیم، از سنسورهای مادون قرمز بدون تماس استفاده میکنیم. این سنسورها، دادههای مربوط به دما را مستقیماً به کنترلرهای PLC منتقل میکنند.
این روش بسیار مفید است؛ زیرا میتوانیم تاریخچه حرارتی هر بسته را مشاهده کنیم. اگر لامپها شروع به نوسان کنند، سیستم آن را تشخیص میدهد؛ بنابراین میتوانیم قبل از اینکه قطعات خراب شوند، مشکلات را شناسایی کنیم.
مزایا و معایب (چیزهایی که به شما گفته نمیشود)
معایب این روش این است که سیستمهای مادون قرمز با توان بالا، مقدار زیادی انرژی تولید میکنند؛ این امر مشکلاتی مربوط به انتقال حرارت ایجاد میکند.
تابش حرارتی نه تنها بر روی قطعات تأثیر میگذارد، بلکه بازتاب نیز دارد. اگر سیستمهای خنککننده کافی نباشند، این حرارت بازتابی مستقیماً به سمت سنسورها و قطعات مربوطه خواهد رفت؛ و وقتی که این قطعات ذوب شوند یا تغییر شکل دهند، مشکلات زیادی پیش خواهد آمد.
توصیه من این است که از تجهیزاتی با توان بیشتری استفاده کنید؛ حدود ۲۰٪ بیشتر از حد لازم. این کار باعث میشود سیستم حتی در شرایط سخت نیز پایدار بماند.