Trong đo nhiệt độ, việc lựa chọn vị trí đo là vô cùng quan trọng để đảm bảo độ chính xác của phép đo và áp dụng nhiệt độ quản lý (Controlled Temperature). Ngay cả khi cùng đo một đối tượng, nhiệt độ đo được có thể thay đổi tùy theo vị trí đo. Vì vậy, cần giảm thiểu sự dao động trong giá trị đo và thực hiện kiểm soát nhiệt độ một cách nhất quán.
Đặc biệt, trong quá trình sản xuất, để kiểm soát nhiệt độ chính xác, cần hiểu rõ ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt và làm mát, đồng thời xác định vị trí tối ưu trên đối tượng đo. Nếu lựa chọn vị trí đo không phù hợp, nhiệt độ cài đặt và nhiệt độ thực tế có thể chênh lệch, dẫn đến giảm chất lượng sản phẩm hoặc gây mất ổn định trong quá trình sản xuất.
Chương này sẽ giải thích cách lựa chọn vị trí đo ảnh hưởng đến kiểm soát nhiệt độ, cũng như phương pháp xác định vị trí đo thích hợp khi xem xét nhiệt độ quản lý. Ngoài ra, chương này cũng sẽ đề cập đến các yếu tố gây sai số khi đo nhiệt độ (ảnh hưởng của dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt, và bức xạ nhiệt) được nêu trong Chương 3 và Chương 4, tập trung vào tối ưu hóa vị trí đo trong thực tế.

6.1 Xác định vị trí đo bằng cách áp dụng khái niệm nhiệt độ quản lý

Nhiệt độ quản lý là nhiệt độ tham chiếu được sử dụng để thực hiện kiểm soát nhiệt độ ổn định bằng cách tính đến sai số đo và biến động môi trường.
Mục đích của đo nhiệt độ không chỉ đơn giản là “”đo nhiệt độ””, mà quan trọng hơn là đảm bảo quản lý quy trình tối ưu và duy trì chất lượng sản phẩm. Do đó, trong việc lựa chọn vị trí đo, cần xem xét quy trình sản xuất và tiêu chuẩn chất lượng của đối tượng đo, cũng như đo nhiệt độ tại phần quan trọng nhất.

Lợi ích của việc chọn vị trí đo thích hợp

1. Giảm dao động trong đo nhiệt độ và đảm bảo độ ổn định của nhiệt độ quản lý
2. Thực hiện kiểm soát nhiệt độ phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế
3. Ngăn ngừa sự cố về chất lượng và nâng cao hiệu suất sản xuất
4. Hỗ trợ tối ưu hóa điều kiện sản xuất và giảm chi phí năng lượng

6.2 Đo nhiệt độ tại vị trí quan trọng nhất trong quá trình sản xuất

Để kiểm soát nhiệt độ chính xác trong môi trường sản xuất, cần xem xét sự ảnh hưởng của gia nhiệt và làm mát đến sản phẩm, đồng thời đo nhiệt độ tại bộ phận có nhiệt độ quan trọng nhất.
Nếu vị trí đo không được chọn đúng, nhiệt độ cài đặt và nhiệt độ thực tế của sản phẩm có thể khác nhau, làm tăng nguy cơ giảm chất lượng hoặc gây lỗi trong quy trình sản xuất.Dưới đây là các ví dụ cụ thể về vị trí đo quan trọng trong từng ngành công nghiệp:

6.2.1 Ví dụ về đo nhiệt độ đối tượng gia nhiệt

1. Tôi nhiệt bộ phận kim loại
Thách thức: Trong quá trình tôi nhiệt, nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ bên trong khác nhau. Vì vậy, để đảm bảo độ cứng phù hợp, cần đo nhiệt độ bên trong.
Vị trí đo: Trung tâm bộ phận hoặc khu vực có nhiệt độ ổn định (ví dụ: cắm cặp nhiệt điện vào bên trong).

2. Ép nhựa
Thách thức: Nếu vật liệu không nóng chảy và làm mát đồng đều trong quá trình ép, có thể gây ra lỗi hình dạng hoặc làm giảm độ bền.
Vị trí đo: Nhiệt độ bên trong nhựa đang nóng chảy và nhiệt độ bề mặt khuôn.

3. Chế biến thực phẩm (gia nhiệt trong lò nướng)
Thách thức: Ngay cả khi nhiệt độ không khí trong lò nướng đạt tiêu chuẩn, nếu phần bên trong của thực phẩm không được gia nhiệt đầy đủ, có thể gây vấn đề về an toàn thực phẩm.
Vị trí đo: Phần trung tâm thực phẩm (cắm đầu dò nhiệt độ vào trong), đồng thời đo tại nhiều vị trí khác nhau để kiểm tra sự phân bố nhiệt trong lò.

4. Sản xuất bán dẫn
Thách thức: Trong quá trình gia nhiệt wafer, cần đảm bảo kiểm soát nhiệt độ đồng đều. Do đó, cần xác nhận rằng nhiệt độ cài đặt và nhiệt độ thực tế của wafer có khớp nhau không.
Vị trí đo: Đo nhiệt độ tại trung tâm và cạnh của wafer để đánh giá độ đồng nhất.

6.3 Giảm thiểu sai số đo nhiệt độ

Khi chọn vị trí đo thích hợp, điều quan trọng là chọn vị trí ít bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài và có kết quả ổn định.
Đặc biệt, đặc tính vật liệu, hình dạng và điều kiện xung quanh có thể làm cho nhiệt độ đo được khác nhau ngay cả trên cùng một đối tượng. Vì vậy, việc đảm bảo độ ổn định của vị trí đo là yếu tố quan trọng để nâng cao độ tin cậy của nhiệt độ quản lý.

6.4 Chuẩn hóa tiêu chí đo lường để đảm bảo tính nhất quán

Để nâng cao độ chính xác khi đo, cần chuẩn hóa vị trí đo và thu thập dữ liệu một cách nhất quán làm tiêu chuẩn cho nhiệt độ quản lý.
Nếu vị trí đo thay đổi mỗi lần đo, dữ liệu sẽ dao động nhiều hơn, dẫn đến giảm độ tin cậy của nhiệt độ quản lý.

6.4.1 Ví dụ về chuẩn hóa tiêu chí đo

1. Tôi nhiệt bộ phận kim loại
Tiêu chuẩn: Luôn cắm cặp nhiệt điện vào trung tâm bộ phận để có dữ liệu đo nhất quán.
Mục đích: Ngăn chặn sự không đồng đều về nhiệt độ và chuẩn hóa vị trí đo.

2. Ép nhựa
Tiêu chuẩn: Không chỉ đo nhiệt độ đầu phun, mà còn chuẩn hóa vị trí đo nhiệt độ nhựa nóng chảy và nhiệt độ trong quá trình làm mát.
Mục đích: Ổn định chất lượng sản phẩm đúc.

3. Chế biến thực phẩm (gia nhiệt trong lò nướng)
Tiêu chuẩn: Luôn cắm đầu dò nhiệt độ vào trung tâm thực phẩm để thu thập dữ liệu nhiệt độ bên trong.
Mục đích: Đánh giá sự phân bố nhiệt và đảm bảo an toàn thực phẩm.

4. Sản xuất bán dẫn
Tiêu chuẩn: Luôn đo nhiệt độ tại cùng một điểm (trung tâm và cạnh wafer) trong mỗi lần đo.
Mục đích: Kiểm tra sự đồng nhất khi gia nhiệt và nâng cao độ chính xác của quá trình sản xuất.

6.5 Kết luận

Bằng cách chuẩn hóa tiêu chí đo lường và lựa chọn vị trí đo thích hợp, chúng ta có thể nâng cao độ chính xác của phép đo nhiệt độ và độ tin cậy của kiểm soát nhiệt độ.
Việc áp dụng khái niệm nhiệt độ quản lý và giảm thiểu ảnh hưởng của môi trường đo sẽ giúp đạt được kiểm soát nhiệt độ nhất quán, tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.