دریافت دادههای حرارتی صحیح در کارخانههای هوشمند
اگر قصد ساخت یک کارخانه هوشمند را دارید، اولین کاری که باید انجام دهید، استفاده از سنسورهای تماسی است. واقعاً!
در دستگاههای پرسرعت برای پردازش ویفرها، نمیتوان از تأخیرات ناشی از استفاده از سنسورهای تماسی استفاده کرد. علاوه بر این، قرار دادن یک پروب فیزیکی در معرض ویفر، در واقع منجر به آلودگی آن میشود. به همین دلیل، از سیستمهای مادون قرمز برای جمعآوری دادههای حرارتی استفاده میکنیم. این سیستمها امکان دریافت دادههای حرارتی در زمان واقعی را فراهم میکنند، بدون اینکه نیازی به تماس با ویفر باشد؛ این دادهها نیز مستقیماً به سیستمهای کنترلی PLC یا SCADA ارسال میشوند.
چرا از سیستمهای مادون قرمز برای جمعآوری دادهها استفاده میکنیم؟
در واقع، پردازش ویفرها نیازمند یکنواختی است. اگر تفاوت دمایی در سطح ۳۰۰ میلیمتری وجود داشته باشد، محصولات تولید شده نامطلوب خواهند بود.
سنسورهای مادون قرمز، تشعشعات ناشی از سطح ویفر را دریافت کرده و آنها را به سرعت به اعداد دمایی تبدیل میکنند. بهترین نکته این است که هیچ «جرم حرارتی» برای گرم شدن وجود ندارد؛ برخلاف ترموکوپلها که نیاز به زمان زیادی برای واکنش دارند، سیستمهای مادون قرمز دمای سطح را بلافاصله نشان میدهند.
این روش بسیار سریع است؛ یعنی سیستم کنترلی میتواند افزایش ناگهانی دما را قبل از اینکه منجر به فاجعه شود، شناسایی کند.
چگونه از این دادهها استفاده کنیم؟
سنسورها خوب هستند، اما این تنها شروع کار است. برای یک سیستم واقعاً هوشمند، لازم است که این دادهها به درستی منتقل شوند.
ما این سیستمها را طوری تنظیم میکنیم که سیگنالهای دیجیتالی تولید شوند؛ این سیگنالها میتوانند به راحتی در فرآیندهای کاری صنعت ۴.۰ استفاده شوند. در نتیجه، میتوانیم روند دمایی هر ویفر را به طور مداوم ثبت کنیم. این کار برای تعمیرات بسیار مفید است؛ میتوانیم متوجه شویم که عناصر گرمایشی در حال خراب شدن هستند و قبل از اینکه کاملاً از کار بیفتند، آنها را تعویض کنیم.
چالشهای موجود (چون هیچ چیز کامل نیست)
البته، سیستمهای مادون قرمز راهحل جادویی نیستند. باید مراقب درصد بازتاب نور توسط سطح ویفر باشیم؛ اگر این درصد در طول فرآیند تغییر کند، اعداد دمایی نیز تغییر خواهند کرد. بنابراین، باید سنسور را برای ماده خاصی که در حال پردازش است، تنظیم کنیم؛ در غیر این صورت، اعداد دریافتی نادرست خواهند بود.
همچنین، مشکل خط دید نیز وجود دارد؛ اگر مواد ناشی از فرآیند روی لنز تجمع کنند، سیگنالها مسدود خواهند شد. راهحل این است که جریان گاز پاککننده را درست تنظیم کنیم و لنز را تمیز نگه داریم.