เพื่อ เพิ่มความแม่นยำในการวัดอุณหภูมิ จำเป็นต้อง เลือกช่วงเวลาที่เหมาะสมในการวัด แม้ว่าจะเป็นวัตถุเดียวกัน แต่ค่าอุณหภูมิที่วัดได้อาจแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับ กระบวนการให้ความร้อนและทำความเย็น การเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม และความเฉื่อยทางความร้อนของวัตถุที่วัด หาก ไม่ได้วัดอุณหภูมิในช่วงเวลาที่เหมาะสม อาจทำให้ ไม่สามารถวัดอุณหภูมิที่แท้จริงได้อย่างถูกต้อง และ ผลลัพธ์ที่วัดได้อาจไม่ตรงกับเป้าหมายที่ต้องการ
ตัวอย่างเช่น ใน กระบวนการให้ความร้อนแก่โลหะหนาโดยใช้เครื่องทำความร้อนฮาโลเจนอุณหภูมิที่ผิวโลหะจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วแต่ภายในโลหะจะใช้เวลานานกว่าจึงจะมีอุณหภูมิที่เท่ากัน นอกจากนี้ ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งหรือในโรงงาน อุณหภูมิที่วัดได้ อาจเปลี่ยนแปลงไปตามช่วงเวลาการวัดและอุณหภูมิแวดล้อม ดังนั้น จึงจำเป็นต้องจัดการเวลาในการวัดอย่างเหมาะสม

บทนี้จะอธิบาย ปัจจัยหลัก 3 ประการที่มีผลต่อช่วงเวลาการวัดอุณหภูมิ

1. การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากกระบวนการให้ความร้อนและทำความเย็น
2. ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อม
3. ผลกระทบจากความเฉื่อยทางความร้อนของวัตถุที่วัด

7.1 ปัจจัยที่ทำให้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงและผลกระทบของมัน

อุณหภูมิ ไม่คงที่ แต่จะ เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา หาก เลือกช่วงเวลาการวัดผิดพลาด อุณหภูมิที่วัดได้ อาจแตกต่างจากอุณหภูมิจริง และ ทำให้ข้อมูลการวัดขาดความน่าเชื่อถือ ส่วนนี้จะอธิบาย รายละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบของช่วงเวลาการวัดต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

7.1.1 การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากกระบวนการให้ความร้อนและทำความเย็น

ในกระบวนการ ให้ความร้อนและทำความเย็น อุณหภูมิที่วัดได้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับช่วงเวลาที่ทำการวัด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อใช้เครื่องทำความร้อนฮาโลเจน แสงอินฟราเรดจากเครื่องทำความร้อนจะให้ความร้อนเฉพาะบางพื้นที่
ทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างบริเวณที่ถูกฉายแสงและบริเวณที่ไม่ได้รับแสง หาก ไม่เลือกช่วงเวลาการวัดและตำแหน่งที่ถูกต้อง จะ ไม่สามารถวัดอุณหภูมิที่แท้จริงได้อย่างแม่นยำ

ตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในการให้ความร้อนด้วยเครื่องทำความร้อนฮาโลเจน

ทันทีที่เริ่มให้ความร้อน → อุณหภูมิที่ผิวโลหะจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ อุณหภูมิภายในเพิ่มขึ้นช้ากว่า
ในระหว่างการให้ความร้อน → อุณหภูมิภายในค่อยๆ เพิ่มขึ้น และ ช่องว่างระหว่างอุณหภูมิที่ผิวและภายในลดลง
หลังจากให้ความร้อนเสร็จสิ้นและอุณหภูมิคงที่ → อุณหภูมิที่ผิวและภายในใกล้เคียงกันมากขึ้น และ สามารถวัดอุณหภูมิได้อย่างเสถียร

ช่วงเวลาการวัดที่เหมาะสม

1. รอให้กระบวนการให้ความร้อนหรือทำความเย็นเสร็จสมบูรณ์ และ อุณหภูมิภายในมีความสม่ำเสมอก่อนวัด
2. ไม่วัดเฉพาะอุณหภูมิที่ผิว แต่ ต้องพิจารณาอุณหภูมิภายในด้วย
3. หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ควร วัดหลายครั้งในช่วงเวลาที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มความแม่นยำของข้อมูล

7.1.2 ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อม

ผลลัพธ์ของการวัดอุณหภูมิ ไม่ได้รับผลกระทบจากตัววัตถุที่วัดเท่านั้น แต่ยัง ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวัดกลางแจ้ง หรือ การวัดในห้องที่มีการทำงานของเครื่องปรับอากาศช่วงเวลาการวัดอาจส่งผลต่ออุณหภูมิที่ได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถมองข้ามปัจจัยนี้ได้

1. ผลกระทบจากสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง
อุณหภูมิในช่วงเช้า กลางวัน และกลางคืนแตกต่างกันอย่างมาก หากวัดในช่วงเวลาที่ต่างกัน อาจทำให้เปรียบเทียบผลการวัดได้ยาก
ตัวอย่าง: ในช่วงฤดูร้อน อุณหภูมิของถนนยางมะตอยสามารถสูงถึง 60°C ในตอนกลางวัน แต่ ลดลงต่ำกว่า 30°C ในตอนกลางคืน

2. ผลกระทบจากสภาพแวดล้อมภายในอาคาร
อุณหภูมิในห้องสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับการทำงานของเครื่องปรับอากาศหรือจำนวนคนที่เข้าออก
ตัวอย่าง: ในโรงงาน อุณหภูมิอาจเพิ่มขึ้นเนื่องจากการทำงานของเครื่องจักร แม้ว่าจะวัดวัตถุเดียวกัน แต่ผลลัพธ์ที่ได้อาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับช่วงเวลาที่ทำการวัด

แนวทางป้องกัน

1. กำหนดเวลาการวัดให้สม่ำเสมอ เพื่อให้สามารถ เปรียบเทียบผลลัพธ์ได้อย่างถูกต้อง
2. วัดในตำแหน่งหรือช่วงเวลาที่ไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิแวดล้อมมากนัก
3. วัดหลายครั้งและใช้ค่าเฉลี่ยเพื่อลดผลกระทบจากความผันผวนของอุณหภูมิ

7.1.3 ผลกระทบจากความเฉื่อยทางความร้อนของวัตถุที่วัด

ความเฉื่อยทางความร้อน คือ ความล่าช้าในการตอบสนองของวัตถุต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ โดยปกติแล้ว วัตถุที่มีความจุความร้อนสูงจะเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ช้ากว่า วัตถุที่มีการนำความร้อนต่ำต้องใช้เวลานานขึ้นในการกระจายความร้อน ดังนั้น ช่วงเวลาการวัดอาจมีผลต่อค่าที่ได้

ตัวอย่างผลกระทบของความเฉื่อยทางความร้อนต่อการวัดอุณหภูมิ

1. การให้ความร้อนแก่บล็อกโลหะ
ทันทีหลังจากเริ่มให้ความร้อน → อุณหภูมิที่ผิวโลหะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ อุณหภูมิภายในแทบไม่เปลี่ยนแปลง
หลังจากผ่านไปหลายชั่วโมง → ความร้อนกระจายเข้าสู่ภายใน และอุณหภูมิเริ่มสม่ำเสมอ ทำให้สามารถวัดอุณหภูมิได้แม่นยำขึ้น

2. การให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนพลาสติกที่มีความหนา
เมื่อให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว → อุณหภูมิที่ผิวพลาสติกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ ภายในต้องใช้เวลานานกว่าจะร้อนขึ้น
หลังจากเวลาผ่านไป → ความร้อนซึมลึกเข้าสู่ภายใน และอุณหภูมิเริ่มคงที่

ช่วงเวลาการวัดที่เหมาะสม

รอจนกว่าอุณหภูมิภายในของวัตถุที่วัดจะคงที่ก่อนทำการวัด
เพื่อให้ผลการวัดมีความแม่นยำมากขึ้น ควรทำการวัดหลายครั้ง
สำหรับวัตถุที่มีความหนา ควรพิจารณาทั้งอุณหภูมิที่ผิวและอุณหภูมิภายใน

7.2 สรุป

หากเลือก ช่วงเวลาการวัดผิดพลาด ค่าที่วัดได้อาจแตกต่างจากอุณหภูมิที่แท้จริง การ เลือกช่วงเวลาที่เหมาะสม จะช่วยให้สามารถ เก็บข้อมูลที่มีความน่าเชื่อถือมากขึ้น

ข้อควรพิจารณาในการเลือกช่วงเวลาการวัดที่เหมาะสม

✅ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิคงที่ก่อนวัด เช่น หลังจากให้ความร้อนหรือทำความเย็นเสร็จสิ้น
✅ พิจารณาทั้งอุณหภูมิที่ผิวและอุณหภูมิภายใน
✅ กำหนดมาตรฐานเวลาการวัด เพื่อลดผลกระทบจากสิ่งแวดล้อม
✅ หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ให้ทำการวัดหลายครั้งในช่วงเวลาต่างๆ

การเลือกช่วงเวลาการวัดที่เหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญในการจัดการอุณหภูมิที่แม่นยำ

ในการวัดอุณหภูมิ การเลือก ตำแหน่งวัดอุณหภูมิ มีความสำคัญอย่างมากในการ รับประกันความแม่นยำของการวัดและการนำอุณหภูมิที่ควบคุม (Controlled Temperature) มาใช้ แม้ว่าเราจะวัดอุณหภูมิของวัตถุเดียวกัน แต่ อุณหภูมิที่ได้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่วัด ดังนั้น จำเป็นต้องลดความผันผวนของค่าที่วัดได้และดำเนินการควบคุมอุณหภูมิอย่างสม่ำเสมอ
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในกระบวนการผลิต การควบคุมอุณหภูมิอย่างเหมาะสมต้องมีความเข้าใจที่แม่นยำเกี่ยวกับผลกระทบของการให้ความร้อนและการทำความเย็น รวมถึงการระบุตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดของวัตถุที่วัด หากเลือกตำแหน่งวัดไม่ถูกต้อง อุณหภูมิที่ตั้งค่าไว้และอุณหภูมิจริงอาจไม่ตรงกัน ซึ่งอาจทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ลดลงหรือกระบวนการผลิตขาดความเสถียร
บทนี้จะอธิบาย ผลกระทบของการเลือกตำแหน่งวัดอุณหภูมิต่อการควบคุมอุณหภูมิ รวมถึง วิธีการกำหนดตำแหน่งวัดที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากอุณหภูมิที่ควบคุม นอกจากนี้ บทนี้ยังกล่าวถึง ปัจจัยที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดอุณหภูมิ (ผลกระทบจาก การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสีความร้อน) ที่ได้กล่าวถึงในบทที่ 3 และ 4 โดยเน้นที่การเพิ่มประสิทธิภาพตำแหน่งวัดในการใช้งานจริง

6.1 การกำหนดตำแหน่งวัดโดยใช้แนวคิดอุณหภูมิที่ควบคุม

อุณหภูมิที่ควบคุมหมายถึง อุณหภูมิอ้างอิง ที่ใช้ในการ ควบคุมอุณหภูมิให้มีเสถียรภาพโดยคำนึงถึงข้อผิดพลาดในการวัดและความผันผวนของสิ่งแวดล้อม
เป้าหมายของการวัดอุณหภูมิไม่ใช่เพียงแค่ “”การวัดอุณหภูมิ”” แต่คือ การควบคุมกระบวนการผลิตให้เหมาะสมและรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ดังนั้น ในการเลือกตำแหน่งวัด จำเป็นต้องคำนึงถึงกระบวนการผลิตและมาตรฐานคุณภาพของวัตถุที่วัด รวมถึงต้องวัดอุณหภูมิที่บริเวณสำคัญที่สุด

ข้อดีของการเลือกตำแหน่งวัดที่เหมาะสม

1. ลดความผันผวนของการวัดอุณหภูมิและรักษาความเสถียรของอุณหภูมิที่ควบคุม
2. สามารถควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสมกับเงื่อนไขการผลิตจริง
3. ป้องกันปัญหาคุณภาพและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต
4. สนับสนุนการปรับปรุงเงื่อนไขการผลิตและลดต้นทุนพลังงาน

6.2 การวัดอุณหภูมิที่ตำแหน่งสำคัญที่สุดในกระบวนการผลิต

เพื่อ ควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำในกระบวนการผลิต จำเป็นต้องพิจารณา ผลกระทบของการให้ความร้อนและการทำความเย็นต่อผลิตภัณฑ์ และวัดอุณหภูมิที่ ตำแหน่งที่สำคัญที่สุด
หากเลือกตำแหน่งวัดไม่ถูกต้อง อุณหภูมิที่ตั้งค่าและอุณหภูมิจริงของผลิตภัณฑ์อาจแตกต่างกัน ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงในการลดคุณภาพหรือเกิดข้อผิดพลาดในกระบวนการผลิต ตัวอย่างด้านล่างแสดง ตำแหน่งการวัดที่สำคัญในแต่ละอุตสาหกรรม

6.2.1 ตัวอย่างการวัดอุณหภูมิในกระบวนการให้ความร้อน

1. การชุบแข็งชิ้นส่วนโลหะ
ปัญหา: ในกระบวนการชุบแข็ง อุณหภูมิของพื้นผิวและอุณหภูมิภายในแตกต่างกัน ดังนั้น เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งที่เหมาะสม ต้องวัดอุณหภูมิภายใน
ตำแหน่งวัด: บริเวณกึ่งกลางของชิ้นส่วนหรือจุดที่อุณหภูมิเสถียร (เช่น ฝังเทอร์โมคัปเปิลภายใน)

2. การฉีดขึ้นรูปพลาสติก
ปัญหา: หากวัสดุไม่หลอมละลายและเย็นตัวอย่างสม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป อาจทำให้เกิดข้อบกพร่องด้านรูปร่างหรือความแข็งแรงไม่เพียงพอ
ตำแหน่งวัด: อุณหภูมิของพลาสติกที่กำลังหลอมละลายและอุณหภูมิของพื้นผิวแม่พิมพ์

3. การแปรรูปอาหาร (การให้ความร้อนในเตาอบ)
ปัญหา: แม้ว่าจะสามารถควบคุมอุณหภูมิอากาศภายในเตาอบได้ แต่หาก อุณหภูมิภายในของอาหารไม่สูงพอ อาจส่งผลต่อ ความปลอดภัยของอาหาร
ตำแหน่งวัด: บริเวณกึ่งกลางของอาหาร (ใส่โพรบวัดอุณหภูมิ) และ วัดอุณหภูมิหลายจุดเพื่อตรวจสอบการกระจายความร้อนภายในเตาอบ

4. การผลิตเซมิคอนดักเตอร์
ปัญหา: ในกระบวนการให้ความร้อนกับเวเฟอร์ ต้องควบคุมอุณหภูมิให้สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงต้อง ตรวจสอบว่าอุณหภูมิที่ตั้งค่าและอุณหภูมิจริงของเวเฟอร์ตรงกันหรือไม่
ตำแหน่งวัด: วัดอุณหภูมิที่กึ่งกลางและขอบของเวเฟอร์เพื่อตรวจสอบความสม่ำเสมอ

6.3 การลดข้อผิดพลาดในการวัดอุณหภูมิให้เหลือน้อยที่สุด

ในการเลือก ตำแหน่งวัดที่เหมาะสม สิ่งสำคัญคือต้อง เลือกตำแหน่งที่ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมภายนอกน้อยและให้ค่าที่สม่ำเสมอ
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณสมบัติของวัสดุ รูปร่าง และสภาพแวดล้อมโดยรอบ อาจทำให้ค่าที่วัดได้แตกต่างกัน แม้จะเป็นวัตถุเดียวกัน ดังนั้น การรักษาความเสถียรของตำแหน่งวัดเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของอุณหภูมิที่ควบคุม

6.4 การกำหนดมาตรฐานการวัดเพื่อความสม่ำเสมอ

เพื่อ เพิ่มความแม่นยำในการวัด จำเป็นต้อง กำหนดมาตรฐานตำแหน่งวัดและรวบรวมข้อมูลอย่างสม่ำเสมอเพื่อใช้เป็นอุณหภูมิที่ควบคุม
หากตำแหน่งวัดเปลี่ยนไปในแต่ละครั้ง อาจทำให้ข้อมูลมีความผันผวนมากขึ้น ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของอุณหภูมิที่ควบคุมลดลง

6.4.1 ตัวอย่างการกำหนดมาตรฐานการวัด

1. การชุบแข็งชิ้นส่วนโลหะ
มาตรฐาน: วาง เทอร์โมคัปเปิลไว้ที่กึ่งกลางของชิ้นส่วนทุกครั้ง เพื่อให้ได้ข้อมูลที่สม่ำเสมอ
วัตถุประสงค์: ป้องกันความไม่สม่ำเสมอของอุณหภูมิและกำหนดมาตรฐานตำแหน่งวัด

2. การฉีดขึ้นรูปพลาสติก
มาตรฐาน: ไม่เพียงแต่ตรวจสอบ อุณหภูมิที่หัวฉีด แต่ยังต้องกำหนดมาตรฐาน ตำแหน่งวัดอุณหภูมิของพลาสติกหลอมเหลวและกระบวนการทำความเย็น
วัตถุประสงค์: ทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปมีเสถียรภาพ

3. การแปรรูปอาหาร (การให้ความร้อนในเตาอบ)
มาตรฐาน: ใส่ โพรบวัดอุณหภูมิลงในกึ่งกลางของอาหารทุกครั้ง เพื่อให้ได้ข้อมูลอุณหภูมิภายในที่แม่นยำ
วัตถุประสงค์: ประเมินการกระจายความร้อนและรับรองความปลอดภัยของอาหาร

4. การผลิตเซมิคอนดักเตอร์
มาตรฐาน: วัด อุณหภูมิที่ตำแหน่งเดียวกัน (กึ่งกลางและขอบของเวเฟอร์) ในทุกครั้งที่ทำการวัด
วัตถุประสงค์: ตรวจสอบความสม่ำเสมอของการให้ความร้อนและเพิ่มความแม่นยำของกระบวนการผลิต

6.5 สรุป

โดยการ กำหนดมาตรฐานการวัดและเลือกตำแหน่งวัดที่เหมาะสม เราสามารถ เพิ่มความแม่นยำของการวัดอุณหภูมิและความน่าเชื่อถือของการควบคุมอุณหภูมิ
การนำแนวคิด อุณหภูมิที่ควบคุม มาใช้และ ลดผลกระทบจากสภาพแวดล้อมในการวัด จะช่วยให้สามารถ ควบคุมอุณหภูมิได้อย่างสม่ำเสมอ ปรับปรุงกระบวนการผลิต และเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์