Як правильно контролювати температуру в „розумній“ фабриці
Якщо ви створюєте фабрику типу Smart Fab для Індустрії 4.0, ви, напевно, усвідомлюєте, що старий спосіб нагрівання більше не підходить. Не можна просто увімкнути обігрівач та сподіватися на краще – потрібні точні дані та контроль процесу.
Саме тут на допомогу приходять інфрачервоні нагрівачі, сумісні з умовами вакууму. Оскільки вони передають енергію безпосередньо до об’єкта нагрівання, не потрібно турбуватися про забруднення камери високого вакууму. Це значно простіше.
Реалії фізики вакууму
У вакуумі конвекція відсутня – енергія передається лише через випромінювання. Тож ми будуємо інфрачервоні системи так, щоб енергія потрапляла саме туди, де це необхідно. Мета – нагріти поверхню без пошкодження стінок камери. Коли тепло не витрачається на стінки, насоси та системи охолодження не мусать працювати так интенсивно.
Залежно від завдань, можна вибрати відповідну довжину хвилі. Короткохвильове випромінювання підходить, якщо потрібно швидке нагрівання поверхні. Середньохвильове випромінювання краще підходить, якщо потрібно глибоке проникнення тепла в матеріал. Крім того, оскільки ці пристрої здатні передавати велику кількість енергії в малому просторі, у вас залишається більше місця для роботизованих рук та датчиків.
Що робить фабрику „розумною“
„Розумна“ фабрика є настільки ж „розумною“, наскільки це можливо завдяки її даним. Старі резистивні нагрівачі працюють повільно; у них є проблема з тепловим затримкою, що ускладнює корекцію параметрів в реальному часі.
Інфрачервоні лампи працюють набагато швидше. Їх можна підключити до контролерів типу PID та цифрових систем зворотного зв’язку, щоб можна було бачити, що відбувається. Це наче мати „живу карту“ температури на поверхні матеріалу. Якщо ви помітите холодну зону, можете просто скоригувати потужність для цієї зони. Не потрібно зупиняти процес чи починати все спочатку.
Недоліки
Але все не так ідеально. Високопотужні інфрачервоні системи стають дуже гарячими – особливо на кінцях ламп. Якщо ви підвищуєте потужність для швидкого нагрівання, ваші проводки та елементи живлення будуть під значним навантаженням. Якщо ви не правильно спроектуєте системи охолодження, пристрої можуть бути пошкоджені.
Ще одна порада: не забувайте про захист від інфрачервоного випромінювання. Якщо ви не захистите свої датчики від цього випромінювання, ви отримаєте неточні результати вимірювань.