Obtenção de dados térmicos precisos para aquecedores de semicondutores de última geração
Se você está construindo uma fábrica inteligente, provavelmente já percebeu que o monitoramento básico da temperatura não é mais suficiente. Você precisa de um sistema que consiga se comunicar em tempo real com seu PLC, fornecendo dados detalhados que permitam corrigir erros e evitar suposições. No mundo do aquecimento de semicondutores, até o menor erro pode causar distorções nas pastilhas ou difusão desigual dos dopantes. É um pesadelo que se deve evitar a todo custo.
Os detalhes dos sensores
Tudo começa com a liga utilizada nos sensores. Dependendo da faixa de temperatura necessária, você pode optar por termopares do tipo K ou tipo S. O tipo S é o mais adequado para fornos de difusão, pois não sofre alterações de medição quando as temperaturas ficam extremamente altas.
Mas eis o problema: o melhor sensor do mundo é inútil se estiver no lugar errado. Se a localização do sensor estiver incorreta, surgem “pontos frios”. Um único ponto problemático pode fazer com que todo o lote de pastilhas fique inválido. Nosso objetivo é reduzir o atraso térmico, pois tempos de resposta rápidos evitam que o controlador PID ultrapasse os limites toleráveis. Ninguém quer que seus elementos de aquecimento se danifiquem por causa de um sensor que demora demais para reagir.
Transmissão dos dados
A Indústria 4.0 parece algo sofisticado, mas na verdade se trata apenas de sinais digitais. Estamos deixando para trás os antigos mostradores analógicos em favor de fluxos de dados digitais. Ao combinar termopares com conversores A/D de alta resolução, é possível obter informações detalhadas sobre cada ciclo térmico. Isso é útil, pois permite detectar precocemente falhas nos elementos de aquecimento. Você pode identificar esses problemas no software, agendar a substituição dos sensores durante a próxima parada programada e manter a produção em andamento.
As compensações (pois sempre há um custo)
A precisão não é gratuita. Quanto mais termopares forem utilizados para obter melhores resultados, mais confuso fica o sistema de cabos. Além disso, isso pode causar interferências no sinal. Você precisará de cabos blindados para evitar que as interferências da fonte de alimentação afetem as leituras do sensor. Mas tenha cuidado: se usar excesso de blindagem, isso pode reduzir o tempo de resposta do sensor. É preciso equilibrar os requisitos de blindagem com a taxa de amostragem necessária para que o sistema permaneça estável.