รถไฟเล็กบรรทุกไม้บ้านหนองหมู (ก่อนจะเลือนหายไปจากความทรงจำ ตอนที่ ๘๙) MO Memoir : Saturday 28 February 2558

ตลาดหนองหมู ปัจจุบันอยู่ในตำบลหนองหมู อำเภอวิหารแดง จังหวัดสระบุรี ตำแหน่งที่ตั้งอยู่ ณ ปลายคลองด้านทิศตะวันออกเฉียงเหนืองของคลองหกวาสายบน ในหน้าเว็บขององค์การบริหารส่วนตำบลหนองหมูกล่าวถึงประวัติของพื้นที่นี้ว่า "สมัยก่อนพื้นที่ส่วนใหญ่เป็นป่าไม้เบญจพรรณ มีหนองน้ำขนาดใหญ่ อยู่ระหว่างวัด และมีลำคลองไหลผ่าน ชาวบ้านเล่าว่าจะมีหมูป่ามากินน้ำเป็นจำนวนมาก น้ำในคลองนี้ก็ใช้สำหรับอุปโภค/บริโภค จึงเรียกว่า "หนองหมูป่า" ต่อมามีชาวบ้านมาอาศัยกันมากขึ้น จึงเรียกว่า "หนองหมู" จนถึงปัจจุบัน" (http://nongmoosao.go.th/history.php?content_id=4)
  

รูปที่ ๑ แผนที่เส้นทางรถไฟบรรทุกไม้ที่มาสิ้นสุดที่บ้านหนองหมู (ในวงสีเหลือง)

รูปที่ ๒ ภาพขยายส่วนที่วงสีเหลืองไว้ในรูปที่ ๑

ในหนังสือ "The Railway Atlas of Thailand, Laos and Combodia" เขียนโดย B.R. Whyte หน้า ๑๑๓ กล่าวถึงหมู่บ้านนี้ว่าเป็นปลายทางของทางรถราง (tram way) บรรทุกไม้และได้แสดงแผนที่ไว้ในรูปที่ 28 ของหนังสือดังกล่าวที่แสดงให้เห็นเส้นทางที่ไปสิ้นสุดยังบริเวณป่าทางด้านทิศเหนือค่อนไปทางตะวันออกของหมู่บ้าน (เทียบจากแผนที่ปัจจุบันแล้วค่าว่าเป็นบริเวณด้านทิศตกเฉียงใต้ของ "อุทยานแห่งชาติพระพุทธฉาย" ในปัจจุบัน) ที่น่าเสียดายคือประวัติเส้นทางสายนี้ไม่ชัดเจนว่าสร้างเพื่อวัตถุประสงค์ใด เริ่มสร้างเมื่อใด และรื้อถอนออกไปเมื่อใด
 

รูปที่ ๑ นั้นนำมาจาก http://www.nla.gov.au/apps/cdview/?pi=nla.map-vn2018580-s22-v ส่วนรูปที่ ๒ เป็นภาพขยายของรูปที่ ๑ แผนที่นี้ระบุว่าเป็นแผนที่บริเวณตลาดหนองหมู อยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของคลองหกวาสายบน ส่วนรูปที่ ๓ นั้นนำมาจาก http://www.nla.gov.au/apps/cdview/?pi=nla.map-vn2018580-s10-v แสดงพื้นที่บริเวณจังหวัดสระบุรี โดยมีส่วนหนึ่งของเส้นทางรถไฟจากบ้านหนองหมูปรากฏอยู่ที่มุมด้านขวาล่างของแผนที่ (ภาพขยายในรูปที่ ๔)
 

ปัจจุบันส่วนหนึ่งของเส้นทางรถไฟนี้กลายเป็นทางหลวงสาย ๓๐๔๕ ส่วนปลายด้านเหนือกลายเป็นถนนสายใดนั้นคงต้องหาแผนที่เส้นทางรถไฟเดิมที่ชัดเจนมาเปรียบเทียบต่อไป
  

รูปที่ ๓  แผนที่จังหวัดสระบุรี  ปรากฏเส้นทางรถไฟบรรทุกไม้จากบ้านหนองหมูที่มุมด้านล่างขวาของแผนที่ (ในวงสีเขียว)

รูปที่ ๔  ภาพขยายมุมขวาล่างของรูปที่ ๓

รูปที่ ๕  แผนที่ปัจจุบันของบ้านหนองหมู  ปัจจุบันเส้นทางรถไฟกลายเป็นทางหลวงสาย ๓๐๔๕  แต่แผนที่นี้ระบุชื่อคลองหกวาสายบนเป็นคลอง 6 และใส่ชื่อคลอง 6 สายบนให้กับอีกคลองหนึ่ง

กราฟการไทเทรตกรดกำมะถัน (H2SO4) MO Memoir : Tueday 24 February 2558

"ที่พวกคุณเรียนน่ะ บางเรื่องมันอยู่ในระดับปริญญาตรีปี ๒ เลยนะ"

ผมพูดประโยคนั้นหลังจากที่นักเรียนที่เข้ารับการสอบสัมภาษณ์เล่าให้ผมฟังว่าที่ค่ายโอลิมปิกวิชาการระดับชาติที่พวกเขาผ่านการคัดเลือกได้เข้าร่วมนั้น เขาได้เรียนกันถึงระดับไหน
  

อันที่จริงงานในเช้าวันนั้น (เมื่อช่วงกลางเดือนที่แล้ว) มันก็ไม่ใช่หน้าที่ของผมหรอก เพียงแต่ว่าพอจะถึงเวลาสอบ กรรมการท่านหนึ่งเกิดมาไม่ได้ ทางส่วนกลางก็ไม่รู้จะทำอย่างไรดี ก็เลยโทรศัพท์กลับเข้ามาที่ภาควิชา และบังเอิญว่าในเวลานั้นผมดันเป็นอาจารย์เพียงคนเดียวที่อยู่ตรงนั้น
 

คือทางคณะ (ผ่านทางมหาวิทยาลัย) เปิดช่องทางพิเศษสำหรับรับนักเรียนที่ได้ผ่านการคัดเลือกให้เข้าร่วมโครงการพัฒนาศักยภาพทางวิทยาศาสตร์ (สอวน. ระดับชาติ) โดยไม่จำเป็นต้องสอบแข่งขันกับผู้อื่นตามช่องทางการแข่งขันปรกติ เมื่อผ่านการคัดเลือกของทางมหาวิทยาลัยเข้ามาแล้ว นักเรียนเหล่านี้ก็ต้องมาสอบสัมภาษณ์เพื่อการเลือกภาควิชาอีกครั้งหนึ่ง บังเอิญว่าภาควิชาวิศวกรรมเคมีของเรานั้นประกาศรับเพียงแค่ ๕ คน แต่มีนักเรียนที่ผ่านการคัดเลือกจากทางมหาวิทยาลัยนั้นแจ้งความจำนงสนใจเข้าเรียนร่วม ๒๐ คน 
  

ปัญหาของกรรมการสอบสัมภาษณ์ก็คือจะใช้อะไรเป็นเกณฑ์พิจารณาว่า ๕ คนที่จะรับนั้นควรเป็นใคร
 

รูปที่ ๑ กราฟแสดงการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงค่า pH (ชุดที่ ๑)
 

ในการสอบสัมภาษณ์นั้น ผ่าน-ไม่ผ่าน ค่อนข้างจะขึ้นอยู่กับกรรมการสอบเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะการให้คะแนนด้านพฤติกรรมและการแสดงออกของผู้เข้ารับการสอบ เพราะกรรมการแต่ละคนต่างก็มีความคิดที่แตกต่างกันไป (ขึ้นอยู่กับภูมิหลังของกรรมการแต่ละคน) ตอนที่ผมเดินทางไปถึงห้องประชุมของคณะกรรมการ พอทราบว่าต้องทำหน้าที่อย่างนี้ก็ไม่รู้สึกสนุกเลย ก็เลยตัดสินใจว่าจะลองถามคำถาม "เคมีพื้นฐาน" ที่ไม่เกินความรู้มัธยมปลายกับนักเรียนทุกคนที่เข้าสอบก็แล้วกัน จะได้มีหลักฐานเป็นลายลักษณ์อักษรหน่อยว่าทำไมจึงตัดสินใจเลือกใครและไม่เลือกใคร

และคำถามที่ผมถามเขาก็คือ "ถ้านำกรดกำมะถัน H₂SO₄ เข้มข้น 0.1 M 25 ml ใส่ในบีกเกอร์ จากนั้นค่อย ๆ หยดสารละลาย NaOH เข้มข้น 0.1 M ลงไป ให้เขียนรูปกราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของสารละลายในบีกเกอร์กับปริมาณสารละลาย NaOH ที่หยดลงไป"

ผมเขียนคำถามนี้ลงในกระดาษ A4 และส่งกระดาษเปล่าอีกแผ่นให้เขาวาดกราฟ ผลที่ได้ก็เอามาให้ดูในรูปที่ ๑-๓ ลองดูรูปที่นักเรียนเหล่านั้นวาดกันเองก่อนนะ
  

ในจำนวนนักเรียนที่มาสอบสัมภาษณ์ (ถึงเวลาจริงมาแค่ ๑๕-๑๖ คน) นั้น (ทุกคนเป็นผู้ที่เข้าร่วมโครงการโอลิมปิกวิชาการระดับชาติ สอวน.) เกือบทุกคนเป็นผู้ที่เข้าค่ายวิชาเคมี มีบางคนเท่านั้นที่มาจากค่ายวิชาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ รูปที่ผมคัดมาเกือบทุกคนเป็นผู้ที่ผ่านการเข้าร่วมค่ายวิชา "เคมี" 
  

รูปที่ ๒ กราฟแสดงการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงค่า pH (ชุดที่ ๒)

เมื่อสิบกว่าปีที่แล้ว ทางคณะวิศวกรรมศาสตร์ยังไม่มีการเปิดช่องทางพิเศษให้กับนักเรียนที่ได้เข้าร่วมการแข่งขันโอลิมปิกวิชาการต่าง ๆ ในการเข้าเรียนต่อในคณะ ตอนนั้นดูเหมือนจะมีเพียงแค่ภาคคอมพิวเตอร์ภาคเดียวเท่านั้น (ถ้าผมจำไม่ผิดนะ) ในที่ประชุมกรรมการคณะก็มีการถกเถียงกันเรื่องนี้ และคำถามที่เป็นประเด็นสำคัญของการพิจารณาก็คือ
  

๑. นักเรียนเหล่านี้ "เก่ง" กว่านักเรียนทั่วไปที่ไม่ได้เข้าร่วมการแข่งขันโอลิมปิกวิชาการจริงหรือไม่ ถ้าเขาเก่งจริง เขาย่อมต้องเหนือกว่าคนอื่นและผ่านการคัดเลือกเข้ามาได้ในการแข่งขันตามช่องทางปรกติที่มีอยู่แล้ว
  

๒. ภาควิชาต่าง ๆ ในคณะวิศวกรรมศาตร์นั้นไม่ได้ต้องการคนที่เก่งวิชาวิทยาศาสตร์เพียงแค่วิชาใดวิชาหนึ่งเพียงวิชาเดียว แต่ต้องการคนที่มีความรู้หลายวิชาประกอบเข้าด้วยกัน โครงการเหล่านี้มุ่งตรงไปที่การพัฒนานักเรียนสำหรับการเรียนต่อทางด้านวิทยาศาสตร์ชั้นสูงเฉพาะสาขา การไปดึงนักเรียนเหล่านี้ให้เข้าเรียนคณะวิศวกรรมศาสตร์จะเป็นการทำให้วัตถุประสงค์ของโครงการนั้นผิดไปหรือไม่

ในช่วงนั้นภาควิชาของเราก็มีนักเรียนที่ได้เข้าร่วมโครงการโอลิมปิกวิชาการ (ทั้งระดับชาติและนานาชาติ) ที่มาด้วยการสอบเข้าทางช่องทางปรกติมาศึกษาที่ภาควิชาของเรา และสิ่งหนึ่ง (ในฐานะผู้สอน) ก็พบว่ามันก็มีนักเรียนที่ "ไม่ได้" เข้าร่วมโครงการโอลิมปิกวิชาการ จำนวนไม่น้อยที่ไม่ได้ด้อยไปกว่านักเรียนที่ได้รับการคัดเลือกให้เข้าร่วมโครงการโอลิมปิกวิชาการ

รูปที่ ๓ กราฟแสดงการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงค่า pH (ชุดที่ ๓)

ช่วงที่ยังมีวิชาแลปเคมีปี ๒ ให้สอนนั้น ในสัปดาห์แรกของการเรียนผมจะบอกกับนิสิตทุกคนว่า วัตถุประสงค์ของการสอนการทดลองของผมก็คือให้พวกคุณได้มีโอกาส "ทำ" การทดลองด้วยตนเอง เพราะผมเข้าใจว่าการประเมินโรงเรียนนั้นจะเน้นไปที่การสอบเข้ามหาวิทยาลัย ซึ่งเน้นแต่ภาคทฤษฎีเป็นหลัก ไม่มีการสอบภาคปฏิบัติ ดังนั้นผมจะไม่แปลกใจหากพวกคุณจะจบ ม.ปลาย มาโดยที่ไม่เคยทำการทดลองจริง ตอนนี้ก็เป็นโอกาสที่ดีที่จะได้ลงมือทำเอง ไม่ต้องกังวลว่าผลออกมาจะถูกหรือผิด คนเริ่มฝึกหัดทำมันก็ทำผิดพลาดกันได้ทั้งนั้น ถ้าไม่เคยลงมือทำเองเลยมันก็จะทำอะไรไม่เป็นสักที ที่สำคัญคือหลังเรียนแล้วควรจะรู้ว่าที่ถูกต้องนั้นควรทำอย่างไร
  

สิ่งที่ผมเคยเจอก็คือนิสิตที่สมัยเป็นนักเรียนได้ผ่านการเข้าค่ายอบรมมานั้น มักจะกังวลว่าถ้าทำผิดแล้วจะเสียคะแนน และเกรงไปว่าเพื่อร่วมกลุ่ม (ที่ไม่ได้เข้าค่ายเหมือนตนนั้น) จะทำได้ไม่ดีเหมือนตนลงมือทำเอง ก็เลยจะรวบงานทั้งหมดมาไว้ที่ตัวเอง จนผมต้องเข้าไปบอกว่า เพื่อนคุณเขาก็เสียค่าเล่าเรียนเหมือนคุณนะ ดังนั้นเขาควรที่จะมีโอกาสที่จะได้เรียนรู้ด้วยนะ
  

และหนึ่งในการทดลองแรก ๆ ที่ผมสอนก็คือการไทเทรตกรด-เบส วิธีการทดลองก็ไม่มีอะไรมาก ในกรณีของการใช้อินดิเคเตอร์เป็นตัวบอกจุดยุติผมก็แค่บอกว่าเอาสารตัวหนึ่งใสฟลาสค์ แล้วหยดอินดิเคเตอร์ลงไป สารอีกตัวหนึ่งใส่บิวเรตแล้วค่อย ๆ หยดใส่สารที่อยู่ในฟลาสค์ พออินดิเคเตอร์เปลี่ยนสี (สมบูรณ์) ก็สิ้นสุดการไทเทรต

ครับ สิ่งที่ผมบอกไปมีแค่นั้น แต่พอนิสิตลงมือทำก็มีสารพัดคำถามเข้ามาถามผม เช่น

๑. เอาสารไหนใส่ฟลาสค์ (ตัวอย่างหรือสารมาตรฐาน) และเอาสารใส่บิวเรต

ผมก็จะตอบกลับไปว่าแล้วคุณคิดว่ามันสำคัญไหมที่สารตัวไหนต้องเป็นตัวที่อยู่ในฟลาสค์/บิวเรตเสมอ ถ้าอยากรู้คำตอบก็ลองทำการทดลองดูเอง

๒. สารที่จะใช้ในฟลาสค์ควรใช้ปริมาตรเท่าไร

ผมก็จะตอบกลับไปว่า แล้วคุณคิดว่าปริมาตรของสารที่ใส่ในฟลาสค์จะส่งผลต่อผลการวิเคราะห์ที่ได้หรือไม่ ถ้าอยากรู้คำตอบก็ลองทำการทดลองดูเอง

๓. ใช้อะไรวัดปริมาตรสารที่จะใช้ฟสาค์

ผมก็จะตอบกลับไปว่า อยากได้อะไรเล่าครับ ในแลปนี้มีให้เลือกหลากหลายชนิด ตั้งแต่บีกเกอร์ กระบอกตวง ปิเปตแบบต่าง ๆ ขวดวัดปริมาตร ฯลฯ แล้วคุณคิดว่าถ้าใช้อุปกรณ์ตวงที่แตกต่างกันจะให้ผลออกมาแตกต่างกันไหม ถ้าอยากรู้คำตอบก็ลองทำการทดลองดูเอง

๔. ใช้อินดิเคเตอร์ตัวไหนและควรหยดอินดิเคเตอร์กี่หยด

ผมก็จะตอบกลับไปว่า เราได้จัดไว้ให้แล้ว ๔ ตัว แล้วคุณคิดว่าถ้าใช้อินดิเคเตอร์ที่แตกต่างกันจะให้ผลออกมาแตกต่างกันไหม ส่วนจะหยดกี่หยดนั้นก็ลองดูก็แล้วกัน (แต่ไม่ใช่เททั้งขวด) ถ้าอยากรู้คำตอบก็ลองทำการทดลองดูเอง

๕ ผมถามอะไรอาจารย์ไม่เห็นอาจารย์ตอบผมสักข้อเลย

ผมก็จะตอบกลับไปว่า นี่เป็นวิชาปฏิบัติการ ให้เรียนรู้ด้วยการลงมือปฏิบัติ ไม่ใช่ด้วยการถาม

ในการไทเทรตด้วยการใช้พีเอชมิเตอร์หาจุดยุติ ผมก็จะบอกแต่เพียงว่าให้นำสารตัวอย่างใส่ในบีกเกอร์ ที่สำคัญคือระดับของเหลวในบีกเกอร์นั้นต้องท่วมส่วนหัวของ pH probe ที่ใช้วัดค่าพีเอช ถ้าตัวอย่างเข้มข้นสูงก็ไม่ต้องนำมามาก แต่ใช้การเติมน้ำเจือจางจนระดับของเหลวในบีกเกอร์ท่วมส่วนหัวของ pH probe ก่อนเริ่มการไทเทรต แต่ถ้าสารตัวอย่างนั้นเจือจาง ก็สามารถนำมาในปริมาณมากจนระดับของเหลวท่วมส่วนหัวของ pH probe โดยไม่ต้องมีการเติมน้ำเจือจาง 
  

ตัวอย่างสองตัวอย่างที่ผมนำมาให้นิสิตทำการทดลองเป็นประจำทุกปี (ไม่ว่าจะเป็นการใช้อินดิเตอร์หรือพีเอชมิเตอร์หาจุดยุติ) และก่อให้เกิดปัญหากับนิสิตทุกปีก็คือสารละลายกรด H₂SO₄ และ H₃PO₄ ซึ่งการแปลผลตรงนี้ผมเคยอธิบายเอาไว้ใน Memoir ปีที่ ๓ ฉบับที่ ๑๘๔ วันเสาร์ที่ ๑๗ กรกฎาคม ๒๕๕๓ เรื่อง "การอ่านผลการทดลองการไทเทรตกรด-เบส"
 

แล้วกรณีของกรดกำมะถัน (H₂SO₄) กราฟการไทเทรตจะออกมาหน้าตาอย่างไรหรือครับ คำตอบนั้นอยู่ในรูปที่ ๔ ข้างล่างที่ผมนำมาจากรายงานฉบับหนึ่งที่นิสิตทำส่งหลังเสร็จสิ้นการทดลอง

รูปที่ ๔ กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงค่า pH ระหว่างการทดลองไทเทรตสารละลายกรด H₂SO₄ ด้วยสารละลาย NaOH ของนิสิตปริญญาตรีปี ๒ ในปีการศึกษา ๒๕๕๔

เป็นไงครับ มันตรงกับที่คุณเคยคิดเอาไว้ไหม :)

โน๊ตเพลง "สายชล" และ "เธอ" MO Memoir : Monday 23 February 2558

สองเพลงนี้ผมว่ามันเป็นเพลงที่กินกันไม่ลง (คือคงไม่สามารถบอกได้ว่าเพลงไหนเพราะกว่ากัน) เพราะไม่ว่าจะเป็นเนื้อหาหรือท่วงทำนอง บวกกับน้ำเสียงที่เป็นเอกลักษณ์ของร้อง รวมเข้าด้วยกันแล้วต่างถ่ายทอดความรู้สึกออกมาได้ดี ไม่เช่นนั้นคงไม่อยู่มาจนถึงวันนี้แม้ว่าเวลาจะผ่านไปกว่า ๓๐ ปีแล้วก็ตาม
  

หนึ่งเพลงบรรยายถึงความรักที่ผิดหวัง และอีกหนึ่งเพลงที่บรรยายถึงความรักที่สมหวัง แต่ทั้งสองเพลงก็ออกมาในอัลบั้มชุดเดียวกัน ด้วยนักร้องคนเดียวกัน ที่เป็นผู้ประพันธ์และร้องเองทั้งสองเพลง
  

บทเพลง "สายชล" นั้นโน๊ตต้นฉบับที่ผมได้มามาจากสองที่มาก ที่มาแรกนั้นจำไม่ได้มานำมาจากไหน ได้มาแค่หน้าเดียว ขาดไปหนึ่หน้าไม่ครบเพลง และเป็นโน๊ตเสียงต่ำ อีกที่มาหนึ่งนั้นเป็นโน๊ตเสียงสูง ผมใช้ของที่มาอันหลังนี้เป็นตัวอ้างอิงและปรับเสียงให้ต่ำลงมา (จาก http://img.docstoccdn.com/thumb/orig/115701776.png)
  

บทเพลง "เธอ" นั้นผมนำโน๊ตต้นฉบับที่เป็นโน๊ตตัวเลขสำหรับคีย์บอร์ด จากหนังสือ "โน๊ตคีย์บอร์ดสเปเชียล" ของสำนักพิมพ์วรรณสาร มาลองใส่เป็นโน๊ตสากลดู (จังหวะถูกบ้างผิดบ้างก็อย่าว่ากันนะครับ) โดยนำมาปรับบันได้เสียงให้สูงขึ้นเล็กน้อย

หลังจากออกอัลบั้มที่มีบทเพลงที่ยังคงอยู่มาจนถึงปัจจุบัน เธอก็แทบไม่ค่อยปรากฏในวงการแสดงเท่าใด ผมไปเห็นผลงานของเธออีกทีในรูปของหนังสือสำหรับเด็กที่ผมซื้อมาอ่านให้ลูกฟัง

ผมม้า แว่นตากรอบโต ๆ และน้ำเสียงที่เป็นเอกลักษณ์ของตนเอง เธอผู้นั้นคือ "จันทนีย์ อูนากูล"

 

GC-2014 FPD กับระบบ DeNOx ตอนที่ ๗ หลังจากผ่านไป ๔ ปี MO Memoir : Saturday 21 February 2558

เครื่อง GC-2014 FPD นี้ได้รับมาเมื่อราว ๆ ปลายปีพ.ศ. ๒๕๕๓ นำเชื่อมต่อเข้ากับระบบและทดสอบกันจริงจังก็ตอนต้นปี ๒๕๕๔ และมีบันทึกของเครื่องนี้ออกมาครั้งแรกก็ตอนเดือนมีนาคม ๒๕๕๔ ช่วงเวลาที่ผ่านมาก็มีการใช้งานบ้างไม่ใช้งานบ้าง มาถึงปีนี้ได้เวลาที่จะนำกลับมาใช้งานกันยกใหญ่อีกครั้งก็เลยต้องลงไปตรวจสอบการทำงานกันสักหน่อย

เครื่องนี้ประกอบด้วย Relay ควบคุมวาล์ว ๒ ตัวดังนี้
  

Relay 91 ทำหน้าที่ควบคุมตำแหน่งวาล์วฉีดตัวอย่าง โดย Pt A คือตำแหน่งฉีดสารเข้าคอลัมน์ (carrier gas ไหลผ่าน sampling loop และดันแก๊สตัวอย่างใน sampling loop เข้าคอลัมน์ GC) และ Pt B คือตำแหน่งเก็บตัวอย่าง (รับแก๊สตัวอย่างจากระบบเข้า sampling loop และระบายทิ้งออกไป)
  

Relay 92 ทำหน้าควบคุมวาล์วปิด-เปิดท่อรับแก๊สตัวอย่างเข้าสู่ Sampling valve โดย Pt A คือตำแหน่งเปิดและ Pt B คือตำแหน่งปิด ดังนั้นก่อนจะเก็บตัวอย่างอย่าลืมตั้ง Relay 92 นี้ไปที่ตำแหน่ง Pt A ไม่เช่นนั้นจะฉีดตัวอย่างไม่เข้า

การทดสอบเริ่มตั้งแต่วันพุธที่ ๑๘ กุมภาพันธ์ที่ผ่านมาและไปเสร็จสิ้นเอาเมื่อวาน โดยในวันแรกนั้นเป็นการทบทวนการทำงานของระบบต่าง ๆ การทำงานของระบบวาล์ว การทำงานของตัวตรวจวัด และไปสิ้นสุดด้วยการทดลองฉีดแก๊ส SO₂ เข้มข้น 10000 ppm ใน N₂ เมื่อวานเพื่อตรวจสอบการทำงานของ FPD (Flame Photometric Detector)

ในช่วงสองวันแรกตั้งสภาวะการทำงานของเครื่องเอาไว้ดังนี้

Carrier gas (He) flow rate 15 ml/min

Air pressure 35 kPa

Hydrogen pressure 125 kPa

Injector temperature 110 ºC

Column temperature 180 ºC

Detector temperature 185 ºC (สุดท้ายปรับเป็น 180ºC)

Sampling rate 80 msec

เครื่องนี้มีระบบควบคุมการไหลของ carrier gasให้คงที่ผ่านทางคอมพิวเตอร์ ดังนั้นจำเป็นต้องตั้งความดันด้านขาออกของ pressure regulator ที่หัวถังแก๊สให้เพียงพอ (สัก 5 bar) ส่วน Injector port นั้นไม่มีคอลัมน์ต่ออยู่ คอลัมน์ต่อตรงกับกับด้านขาออกของ sampling valve ที่มีการให้ความร้อนด้วย heating block อีกตัวหนึ่ง

รูปที่ ๑ และ ๒ เป็นการทดสอบผลของอัตราการไหลของ carrier gas ที่มีต่อระดับ base line พบว่าเมื่อลดอัตราการไหลจะทำให้ base line ลดระดับลงในช่วงต้นก่อนที่จะเปลี่ยนระดับไปยังตำแหน่งที่สูงขึ้นในช่วงสุดท้าย และเมื่อเพิ่มอัตราการไหลก็พบว่า base line มีการเพิ่มระดับสูงขึ้นก่อนที่จะลดระดับลงต่ำลงในช่วงสุดท้าย และก่อนที่ระดับ base line จะเข้าที่สัญญาณจะมีการแกว่งไปมาเล็กน้อย การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหล carrier gas ส่งผลต่อสัญญาณของ FPD ในระดับหนึ่ง
  

ส่วนรูปที่ ๓ เป็นการปล่อยทิ้งไว้หลักจากการทดลองในรูปที่ ๒ ผ่านไป ๒ ชั่วโมง รูปนี้แสดงให้เห็นการเปลี่ยนระดับ base line เมื่อเปิดเครื่องทิ้งเอาไว้โดยไม่ได้ไปยุ่งอะไรกับมัน
  

รูปที่ ๔ และ ๕ เป็นการทดสอบผลการเปลี่ยนตำแหน่ง sampling valve ว่ามีผลต่อสัญญาณหรือไม่ ทั้งนี้เพราะเมื่อ sampling valve เปลี่ยนจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง ความต้านทานในการไหลจะเปลี่ยนไป อัตราการไหลของ carrier gas จะเปลี่ยนไป (ตำแหน่งฉีดสารตัวอย่างจะมีความต้านทานการไหลที่สูงกว่าตำแหน่งเก็บสารตัวอย่าง) ทำให้ระบบต้องมีการปรับความดันเพื่อปรับอัตราการไหลให้กลับมาคงเดิม ซึ่งผลกระทบตรงนี้ส่งผลให้โครมาโทแกรมที่ได้จากการฉีดสารตัวอย่างนั้นมีลักษณะที่มีการแกว่งในช่วงแรกอยู่บ้าง (ดูรูปที่ ๖) ก่อนที่ระบบปรับตัวเข้าสู่สภาพเดิมได้ รูปที่ ๖ เป็นการฉีด carrier gas ด้วย sampling valve เข้าคอลัมน์ ดังนั้นมันไม่ควรจะมีการแสดงพีคใด ๆ พีคต่าง ๆ ที่เห็นในช่วง 2.5 นาทีแรกนั้นเป็นผลจากการเปลี่ยนตำแหน่งวาล์วที่ทำให้อัตราการไหล carrier gas ไม่นิ่งอยู่ชั่วขณะ

รูปที่ ๗ เป็นการทดลองฉีด SO₂ 10000 ppm ใน N₂ ด้วย sampling valve (ขนาด sampling loop 0.1 ml) อันที่จริงปริมาณตัวอย่างที่ฉีดนั้นก็มากเกินกว่าทั้งคอลัมน์ที่ใช้และตัว FPD จะรับได้ พีคที่ได้นั้นเป็นพีคหัวตัดที่ความสูงของพีคแสดงให้เห็นว่า detector อิ่มตัว (วัดจนสุดสเกลสูงสุดที่วัดได้) ส่วนรูปที่ ๘ - ๑๓ นั้นเป็นภาพหน้าจอการตั้งเครื่อง GC

รูปที่ ๑ การทดสอบผลของอัตราการไหลของ carrier gas ต่อระดับ base line ในรูปนี้เป็นการทดลองลดอัตราการไหลของ carrier gas จาก 15 ml/min ลงเหลือ 12 ml/min และเพิ่มกลับเป็น 15 ml/min ใหม่ ตอนที่ทดลองนี้เพิ่งจะเปิดเครื่องได้ไม่นาน (แกน x ข้างล่างคือเวลาเป็นนาที นับจากเปิดเครื่อง)

รูปที่ ๒ เป็นรูปต่อเนื่องจากรูปที่ ๑ โดยเป็นการทดสอบผลของอัตราการไหลของ carrier gas ต่อระดับ base line ในรูปนี้เป็นการทดลองเพิ่มอัตราการไหลของ carrier gas จาก 15 ml/min เป็น 18 ml/min และลดกลับลงเหลือ 15 ml/min ใหม่ (แกน x ข้างล่างคือเวลาเป็นนาที นับจากเปิดเครื่อง) จะเห็นว่าระดับสัญญาณสุดท้ายนั้นลดต่ำลงกว่าระดับสัญญาณตอนเริ่มต้นเปิดเครื่องอยู่เล็กน้อย

รูปที่ ๓ หลังจากเปิดเครื่องทิ้งไว้กว่า ๓ ชั่วโมง รูปนี้แสดงการเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาณ base line ในช่วงเวลา ๑ ชั่วโมง (สเกลเวลายังคงต่อเนื่องจากรูปที่ ๑ และ ๒)
 

รูปที่ ๔ ยังเป็นการทดลองต่อเนื่องจากรูปที่ ๓ คราวนี้เป็นการทดสอบผลของการขยับตำแหน่งวาล์วเก็บ-ฉีดสารตัวอย่าง (Relay 91) โดยลองสลับกันระหว่างตำแหน่งเก็บสารตัวอย่าง (Pt B) กับตำแหน่งฉีดสารตัวอย่าง (Pt A) 

รูปที่ ๕ ยังเป็นการทดลองต่อเนื่องจากรูปที่ ๔ โดยังคงเป็นการทดสอบผลของการขยับตำแหน่งวาล์วเก็บ-ฉีดสารตัวอย่าง (Relay 91) โดยลองสลับกันระหว่างตำแหน่งเก็บสารตัวอย่าง (Pt B) กับตำแหน่งฉีดสารตัวอย่าง (Pt A) กลับไปมาหลายครั้งเพื่อดูว่าลักษณะของ spike ที่เกิดขึ้นเมื่อวาล์วเก็บตัวอย่างขยับจาก Pt B เป็น Pt A นั้นเกิดขึ้นคงที่ทุกครั้งหรือไม่

 

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๖ (ตอนที่ ๔) MO Memoir : Wednesday 18 February 2558

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog
 

รูปที่ ๑ เปรียบเทียบพีค NO ที่อุณหภูมิ 450ºC เมื่อไม่มี NH₃ (เพื่อให้ความเข้มข้น NO ขาเข้าเท่ากับขาออก) กับเส้น NO ที่อุณหภูมิห้อง (ยังไม่เกิดปฏิกิริยา SCR)

รูปที่ ๒ เปรียบเทียบปริมาณ NO ที่อุณหภูมิต่าง ๆ กันของตัวเร่งปฏิกิริยา V₂O₅/TiO₂ เมื่อใช้ซ้ำสองครั้ง

เก็บตกจากการประชุมวิชาการ ๒๕๕๗ ตอนที่ ๒ MO Memoir : Tuesday 17 February 2558

เนื้อหาใน Memoir ฉบับนี้นำลง blog เพียงบางส่วน โดยเป็นตอนต่อจากฉบับเมื่อวาน

๔. ความต่อเนื่องของตัวแปร x กับการวาดกราฟ

การนำเสนอความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรอิสระ x กับตัวแปรตาม y ด้วยกราฟนั้นกระทำได้หลายรูปแบบ เงื่อนไขหนึ่งที่เป็นตัวกำหนดว่าควรใช้กราฟรูปแบบไหนได้แก่ความต่อเนื่องของข้อมูล ในกรณีที่ตัวแปรอิสระ x เป็นข้อมูลที่มีความต่อเนื่อง ตัวแปรตาม y ก็มักจะมีความต่อเนื่องตามไปด้วย ในกรณีเช่นนี้เราสามารถแสดงกราฟในรูปของพิกัดจุด (x,y) และมีการลากเส้นเชื่อมจุดข้อมูลต่าง ๆ เข้าด้วยกันตามลำดับตัวแปรอิสระ x ได้
 

ในกรณีที่ตัวแปรอิสระไม่มีความต่อเนื่อง เช่นการเปรียบเทียบคะแนนเฉลี่ยผลการสอบระหว่างโรงเรียน ชื่อโรงเรียนจะเป็นแกน x ในขณะที่คะแนนเฉลี่ยจะเป็นแกน y ในกรณีเช่นนี้ตัวแปรอิสระ (ชื่อโรงเรียน) ไม่มีความต่อเนื่อง และไม่มีลำดับการเรียง (กล่าวคือเราจะเรียงอย่างไรก็ได้ตามความต้องการของเรา) ข้อมูลเช่นนี้กราฟที่เหมาะสมกว่าคือกราฟแท่ง และไม่ควรมีการลากเส้นเชื่อมระหว่างจุดข้อมูล

รูปที่ ๑ เป็นการเปรียบเทียบปริมาณแก๊สคาร์บอนมอนออกไซด์และไนโตรเจนมอนออกไซด์ที่ได้จากการเผาไหม้ถ่านไม้ในเตาชนิดต่าง ๆ และเผาไหม้ถ่านไม้ต่างชนิดกัน ก็ขอให้ลองพิจารณาเอาเองก็แล้วกัน

รูปที่ ๑ กราฟเปรียบเทียบปริมาณคาร์บอนมอนออกไซด์ (CO) และไนโตรเจนมอนออกไซด์ (NO) ที่เกิดขึ้นจากการเผา (บน) ถ่านไม้ในเตาแบบต่าง ๆ และ (ล่าง) ถ่านไม้ต่างชนิดกัน  

๕. พีคหรือ noise ของ base line

สัญญาณที่ส่งออกมาจากตัวตรวจวัดหลากหลายชนิดนั้นจะไม่เป็นสัญญาณที่เรียบนิ่ง (คือค่าไม่มีการเปลี่ยนแปลง) แต่จะมีการเต้นแกว่งไปมาอยู่รอบค่าเฉลี่ยค่าหนึ่ง ตรงนี้ก็คือ noise หรือสัญญาณรบกวน ขนาดของการเต้นแกว่งไปมาเรียกว่าขนาดของ noise ความถี่ของ noise จะขึ้นอยู่กับว่าการอ่านข้อมูลนั้นแต่ละตำแหน่ง x ห่างกันเท่าใด (เช่น x อาจเป็น มุม หรือความยาวคลื่น) ส่วนขนาดของ noise ขึ้นอยู่กับว่าเราใช้เวลาวัดค่า y ณ ตำแหน่ง x นั้นนานเท่าใดหรือวัดซ้ำกี่ครั้ง 

  

ตัวอย่างหนึ่งที่แลปของเรามีก็คือเครื่อง x-ray diffraction (XRD) เครื่องเก่านั้นจะสแกนการวัดจากมุมเริ่มต้นไปจนถึงมุมสิ้นสุดแล้วก็กลับมาเริ่มสแกนการวัดจากมุมเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง ซึ่งจะพบว่าเมื่อทำซ้ำไปเรื่อย ๆ ขนาดของ noise จะลดลงจนถึงระดับหนึ่งและไม่ลดลงไปอีก และจำนวนรอบการวัดซ้ำนี้จะเป็นตัวกำหนดว่าแต่ละตัวอย่างนั้นควรต้องทำการสแกนกี่รอบ ส่วนเครื่องปัจจุบันที่ใช้อยู่นั้นจะสแกนรอบเดียวจากมุมเริ่มต้นไปยังมุมสิ้นสุด และจะใช้การตั้งเวลาอ่านค่าที่ตำแหน่งมุมต่าง ๆ ถ้าต้องการลดขนาด noise ให้เล็กลง ก็ต้องตั้งค่าให้เครื่องอ่านค่าที่แต่ละตำแหน่งมุมนั้นนานมากขึ้น
 

ในกรณีที่สัญญาณของปรากฏการณ์ที่มองหาอยู่นั้นแรงมากเมื่อเทียบกับขนาดของ noise การอ่านผลมักจะไม่มีปัญหาอะไร ที่มีปัญหามากกว่าเห็นจะได้แก่เมื่อสัญญาณของปรากฏการณ์ที่มองหาอยู่นั้นมีขนาดใกล้เคียงกับขนาดของ noise ซึ่งตรงนี้ต้องใช้ความระมัดระวังอย่างมากในการแปลผล ในความเห็นส่วนตัวแล้วถ้าสัญญาณนั้นไม่ชัดเจนก็ไม่ควรที่จะแปลผลเข้าข้างตัวเอง (เพราะจะทำให้เกิดความเสียหายต่อผู้ที่นำผลงานวิจัยนั้นไปใช้ต่อได้) เรื่องการอ่านสัญญาณที่มีความแรงใกล้เคียงกับขนาดของ noise นั้นเคยเล่าไว้แล้วในMemoir ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๖๖๖ วันศุกร์ที่ ๑๓ กันยายน ๒๕๕๖ เรื่อง "ค่า signalto noise ratio ที่ต่ำที่สุด"

รูปที่ ๒ ข้างล่างเป็นกราฟ XRD เปรียบเทียบของสารตระกูล molecular sieve รูปนี้แสดงให้เห็นขนาดของ noise ที่ชัดเจน (ที่เห็น base line เป็นปื้นดำ ๆ ไม่เรียบ) ผลการวิเคราะห์นี้แสดงให้เห็นว่าค่าอัตราส่วน signao to noise ratio นั้นต่ำมาก (ประมาณ 2 หรือต่ำกว่า) ยิ่งต้องทำให้การแปลผลต้องใช้ความระมัดระวังมากขึ้นไปอีก ในกรณีเช่นนี้การแปลผลเชิงคุณภาพอาจจะพอทำได้ (หรือตั้งข้อสงสัยได้) แต่ไม่ควรที่จะทำการแปรผลเชิงปริมาณ จุดที่อยากให้ลองสังเกตและพิจารณาก็คือตำแหน่งที่ระบุว่าเป็นพีคตรงลูกศร 1 และ 2 ชี้

รูปที่ ๒ ตำแหน่ง (x) ตรงลูกศรสีแดงชี้ถูกระบุว่าเป็น "พีค"

๖. "มีอยู่" กับ "มีอยู่ในโครงสร้าง"

เครื่องมือวัดบางชนิดนั้นวัดการมีอยู่ของอะตอมหรือไอออนในตัวอย่างที่ทำการวิเคราะห์ แต่ไม่ได้ระบุว่าอะตอมหรือไอออนนั้นมีการเชื่อมต่อกับอะตอมอื่นอย่างไรในตัวอย่างที่ทำการวิเคราะห์ (กล่าวอีกนัยหนึ่งคือไม่ได้บอกว่าอยู่ในโครงสร้างส่วนใดของตัวอย่างนั้น)
 

ตัวอย่างของอุปกรณ์วัดเหล่านี้ได้แก่ Electron Spin Resonance (ESR) ที่วัดการมีอยู่ของโมเลกุลหรือไอออนที่มีอิเล็กตรอนไม่มีคู่ (unpaired electron) X-ray Fluorescence (XRF) ที่วัดการมีอยู่ของธาตุต่าง ๆ และเครื่อง Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) ที่นำมาติดตั้งเข้ากับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกวาด (Scanning Electron Microscope) ที่เรียกว่าระบบ SEM-EDX ก็บอกว่าตัวอย่างนั้นประกอบด้วยธาตุอะไรบ้าง แต่ไม่ได้บอกว่าธาตุที่เห็นนั้นอยู่ในสารประกอบอะไรหรืออยู่ในโครงสร้างอย่างไร การระบุว่าธาตุที่เห็นนั้นอยู่ในสารประกอบอะไรหรืออยู่ในโครงสร้างไหนนั้นจำเป็นต้องใช้เทคนิคอื่นหรือข้อมูลอื่นร่วมด้วย
 

รูปที่ ๓ ข้างล่างเป็นผลจากการวิเคราะห์ตัวอย่างที่เป็น nanoribbon ด้วยเทคนิค SEM-EDX ตำแหน่งตรงลูกศรสีเขียวชี้ถูกระบุว่าเป็นสัญญาณของโลหะ Na ทำให้กล่าวได้ว่าตัวอย่างที่วิเคราะห์นั้นมีธาตุ Na เป็นองค์ประกอบ และผลนี้ก็สรุปได้แค่นี้ ไม่สามารถบอกได้มากกว่านี้ว่าธาตุ Na ที่เห็นนั้นอยู่ในสารประกอบอะไร

รูปที่ ๓ ผลจากการวิเคราะห์ตัวอย่างด้วยเทคนิค SEM-EDX กราฟ EDX ตรงตำแหน่งลูกศรสีเขียวชี้คือสัญญาณของธาตุ Na ในที่นี้บทความระบุว่าตัวอย่างมี Na⁺ อยู่ในโครงสร้าง nanoribbonที่เขาต้องการให้มี

๗. ถ้าทำดุลมวลสารก็คงจะเห็นข้อผิดพลาด

H₂-temperature programmed reduction (H₂-TPR) เป็นเทคนิคหนึ่งที่ใช้ในการวิเคราะห์ความยากง่ายในการรีดิวซ์สารประกอบโลหะออกไซด์บนตัวรองรับให้กลายเป็นโลหะที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิที่ต้องใช้ในการรีดิวซ์จะบ่งบอกถึงอันตรกิริยา (interaction) ระหว่างสารประกอบโลหะออกไซด์กับตัวรองรับ และปริมาณไฮโดรเจนที่ใช้จะบ่งบอกถึงปริมาณสูงสุดที่เป็นไปได้ของโลหะที่สามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้ 
  

รายละเอียดเทคนิค H₂-TPR เคยเล่าไว้แล้วใน Memoir ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๖๗๔ วันอาทิตย์ที่ ๒๙ กันยายน ๒๕๕๖ เรื่อง "Temperatureprogrammed reduction ด้วยไฮโดรเจน(H2-TPR)"
 

ข้อมูลที่นำมาแสดงในรูปที่ ๔ เป็นปริมาณไฮโดรเจนที่ใช้ในการรีดิวซ์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยโลหะ Ni 20t% และ promoter (Mn, La, Ce, K และ Mg) อีก 1 % ซึ่งบทความไม่ได้มีการระบุว่าเป็น % โดยอะไร แต่ปรกติในงานด้านนี้ที่ใช้กันจะเป็น wt%
 

1 โมลของ NiO หนัก 58.7 +16 = 74.7 กรัม ดังนั้นถ้าคิดตามสัดส่วนนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยา 1 กรัมก็จะประกอบด้วย Ni 0.2 กรัมและ O อีก 0.043 กรัม ในการดึง O ออกจาก NiO ด้วย H₂ ในรูป H₂O นั้น จะใช้ H₂ 2 กรัมต่อ O 16 กรัม ดังนั้นปริมาณ H₂ ที่ใช้ในการดึง O ออกมาจนหมด 0.043 กรัมคือ 0.005375 กรัม หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ H₂ 0.005375 กรัมสามารถรีดิวซ์สารประกอบ NiO 0.2 กรัมให้กลายเป็นโลหะ Ni ได้สมบูรณ์
 

ในรูปที่ ๔ คิดเฉลี่ยปริมาณ H₂ ที่ใช้ที่ 20000 ไมโครโมลต่อกรัมเทียบเท่ากับ 0.04 กรัม ซึ่งไฮโดรเจนปริมาณนี้จะสามารถดึง O ออกจากสารประกอบ NiO ได้ถึง "1.488 กรัม" ซึ่งมากกว่าน้ำหนักของตัวอย่างเสียอีก คำถามก็คือน้ำหนักที่เกินมานี้มาจากไหน
 

รูปที่ ๔ ปริมาณไฮโดรเจนที่ใช้ในการรีดิวซ์สารประกอบ NiO ของตัวเร่งปฏิกิริยาต่าง ๆ

สาเหตุของความผิดพลาดนี้เดาว่าเกิดจากการแปลผลกราฟ H₂-TPR ที่มักมีปัญหาเรื่อง base line มีการเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิและมีรูปร่างเหมือนเป็นพีค ซึ่งถ้าไม่เข้าใจการทำงานของเครื่องและตรวจสอบว่าเส้น base line ที่แท้จริงแล้วอยู่ในแนวไหน ก็จะทำให้มีการไปอ่านเอาสิ่งที่ดูเหมือนพีคที่เกิดจากการเคลื่อนตัวของ base line นั้นเป็นพีคปริมาณ H₂ ที่หายไปด้วย และที่สำคัญก็คือพีคที่เกิดจากการเคลื่อนตัวของเส้น base line นี้มักจะมีขนาดใหญ่ด้วย (ลองดูตัวอย่างใน Memoir ฉบับที่ ๖๗๔ ที่กล่าวมาข้างต้นก็ได้) การอ่านผลเช่นนี้มักพบเป็นประจำในการรายงานผล H₂-TPR

ตอน ๒ ของเรื่องนี้ก็คงต้องขอจบลงแค่นี้ อันที่จริงยังมีอีกหลายตัวอย่าง แต่เห็นว่ามันซ้ำกับที่ได้กล่าวมาก็เลยไม่ยกมา เว้นแต่ว่าถ้าไปพบกรณีแปลก ๆ ที่ไม่ซ้ำกับที่เล่ามาในสองตอนนี้ก็อาจรวบรวมเขียนเป็นตอนที่ ๓ อีกก็ได้