0 Volt ไม่ได้หมายความว่าไม่มีไฟเสมอไป (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๖๑) MO Memoir : Wednesday 25 December 2556

เรื่องเกิดขึ้นเมื่อเช้านี้ตอนที่แวะขึ้นไปกินกาแฟที่แลป สาวน้อยจากเมืองวัดป่ามะม่วงเลยเรียกให้ผมช่วยไปดู variac ของระบบ DeNOx ที่เขาเพิ่งจะเปิดเครื่องให้หน่อย เพราะเห็นมีประกายไฟเกิดขึ้นเป็นระยะอยู่ข้างใน
  

ยืนดูประกายไฟอยู่สักพักหนึ่งก็บอกให้เขาหยุดการทำงานก่อน แล้วให้ไปเอา variac อีกตัว (สีแดง) ที่เห็นเก็บเอาไว้ในตู้นานแล้วมาใช้แทน
  

เนื่องจากในแลปเรานั้นมักจะมีรายการพออุปกรณ์เสียก็ถอดเก็บ แล้วไปเอาอันสำรองมาใช้แทน ส่วนอันที่เสียที่ถอดออกไปนั้นมีการซ่อมบ้างไม่ซ่อมบ้าง ดังนั้นก่อนจะเอามาใช้งานจึงต้องทำการตรวจสอบให้แน่ใจก่อนว่ามันยังทำหน้าที่ได้ตามปรกติ สำหรับกรณีของ variac นี้ ผมเริ่มจากตรวจสภาพความเรียบร้อยทั่วไปก่อน ไม่ว่าจะเป็นขั้วต่อสายไฟว่าไม่หลวม ระบบฟิวส์ว่ายังมีฟิวส์ที่ใช้งานได้ และสวิตช์ จากนั้นผลักสวิตช์ให้อยู่ในตำแหน่ง OFF แล้วหมุนปุ่มให้มาอยู่ที่ตำแหน่ง 0 Volt แล้วจึงต่อไฟเข้ากับขั้วด้าน input ตอนต่อไปเข้ากับขั้วด้าน input ต้องระวังหน่อยนะ เพราะ variac ที่ใช้ในแลปเรามีทั้งแบบที่ใช้กับระบบไฟฟ้า 220 V ได้เพียงอย่างเดียว และแบบที่ใช้กับระบบไฟฟ้าได้ทั้ง 110 V และ 220 V อย่างเช่นตัวสีแดงที่แสดงในรูปที่ ๑ นั้นมันมีขั้วต่อสำหรับระบบไฟฟ้าได้ทั้ง 110 V และ 220 V โดยยังไม่ต่อสายด้าน Output

รูปที่ ๑ Variac ตัวนี้เอาไขควงเช็คไฟจิ้มที่ขั้วด้านขาออก ไม่ว่าจะเป็นทางด้านซ้าย (รูปบน) หรือทางด้านขวา (รูปล่าง) ปรากฏว่าหลอดไฟที่ไขควงติดสว่างโร่เท่า ๆ กันทั้งสองด้าน
  

พอจ่ายไฟฟ้าเข้าด้าน input ก็เอาไขควงเช็คไฟตรวจสอบตามตำแหน่งต่าง ๆ เช่นสกรู ขั้วต่อไฟด้านขาออก และลำตัวของ variac เพื่อตรวจสอบดูก่อนว่าไม่มีไฟรั่วไหล จากนั้นก็ผลักสวิตช์ไปที่ตำแหน่ง Direct (ไฟเข้าผ่านไปขั้วไฟออกโดยตรงโดยไม่มีการปรับเปลี่ยนความดัน) แล้วก็ตรวจดูว่ามีไฟไปยังขั้วด้านขาออกหรือไม่ ซึ่งก็พบว่าด้านที่เป็นสาย line นั้นทำให้หลอดไฟของไขควงเช็คไฟสว่างได้ ในขณะที่ด้านที่เป็นสาย neutral นั้นไม่ทำให้หลอดไฟของไขควงเช็คไฟสว่าง
  

แต่พอผลักสวิตช์มายังด้าน Adjust (ด้านปรับเปลี่ยนความต่างศักย์ด้านขาออกได้) แล้วทำการตรวจสอบขั้วด้านขาออกดูใหม่พบว่า ไม่ว่าจะเอาไขควงเช็คไฟจิ้มทางขั้วด้านซ้ายหรือขั้วด้านขวา มันก็สว่างโร่พอ ๆ กันทั้งสองด้าน (รูปที่ ๑) และไม่ว่าจะทำการหมุนปุ่มให้ชี้ไปที่โวลต์ต่ำหรือโวลต์สูง มันก็สว่างเท่ากันหมด นั่นแสดงว่า variac มีปัญหา
  

ผมก็เลยให้สาวน้อยจากเมืองวัดป่ามะม่วงไปเอามัลติมิเตอร์มาให้หน่อย จากนั้นก็ทำการวัดความต่างศักย์ที่ขั้วด้านขาเข้า ซึ่งก็พบว่ามันแสดง 224 Volt แต่พอวัดความต่างศักย์ที่ขั้วด้านขาออก พบว่ามันแสดง "0 Volt"
  

ลักษณะเช่นนี้แสดงว่าพอดันสวิตช์ไปที่ตำแหน่ง Adjust นั้นไฟจากสายด้าน line มีการรั่วไปที่ขั้วด้านขาออกทั้งสองขั้ว และยังเป็นการแสดงให้เห็นว่าแม้ว่ามัลติมิเตอร์จะวัดความต่างศักย์ได้ 0 volt ก็ไม่ได้หมายความว่าไม่มีไฟฟ้า แต่หมายความว่าศักย์ไฟฟ้าของสองตำแหน่งนั้น "เท่ากัน" คือมันจะเป็นกี่โวลต์ก็ได้ แต่มันเท่ากัน
  

เหตุการณ์นี้เป็นตัวอย่างแสดงให้เห็นว่าในการใช้อุปกรณ์วัดแต่ละชนิดนั้น เราควรต้องรู้ว่าโดยพื้นฐานแล้วมันวัดอะไร และควรแปลผลออกมาอย่างไร ไม่ควรรีบด่วนสรุป อย่างเช่นในเหตุการณ์ที่ยกตัวอย่างมานี้ สามารถก่อให้เกิดอันตรายถึงขั้นเสียชีวิตได้
  

สุดท้ายก็เลยให้ไปถอดเอา variac ของอีก line หนึ่งของกลุ่มเรามาใช้แทน "ชั่วคราว" ก่อน ส่วนอันเดิมของระบบ DeNOx ที่เสียนั้นก็ให้ส่งซ่อมหรือหาทดแทน แล้วก็เอาอันที่ยืมมานั้น (รูปที่ ๒) กลับไปคืนที่เดิมด้วย

รูปที่ ๒ ระบบที่แก้ไขแล้วด้วย variac ที่ยืมมาจากอีก line หนึ่งของกลุ่มเรา

อย่าด่วนโทษ furnace (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๖๒) MO Memoir : Monday 17 February 2557

เช้าวันวานหลังแปดโมงครึ่งเล็กน้อย ก็มีโทรศัพท์จากสาวน้อยจากเมืองวัดป่ามะม่วงที่เข้ามาทำแลปตั้งแต่วันเสาร์โทรเข้ามา แจ้งว่าเพิ่มอุณหภูมิ furnace ไม่ได้ สงสัยว่ารอยต่อลวดไฟฟ้ากับขั้วสายไฟที่เคยขาดและเอาไปเชื่อมนั้นจะขาดอีก ผมก็เลยถามว่าให้ลองใช้ไขควงเช็คไฟเช็คดูก่อนว่าระบบไฟฟ้านั้นไฟฟ้าหายไปที่จุดไหน ถ้าพบมีไฟฟ้าไปถึงขั้วต่อสายไฟเข้า furnace ก็ค่อยถอดมาตรวจดูว่ารอยเชื่อมนั้นขาดหรือไม่
 

แต่คำตอบที่ได้รับคือ "ไม่มีไขควงเช็คไฟ" ทั้ง ๆ ที่ก่อนหน้านี้ผมเคยย้ำเอาไว้แล้วว่ามันควรเป็นอุปกรณ์ "ประจำตัว" ของแต่ละคนที่ทำแลป
 

ผ่านไปสัก ๔๐ นาทีก็ผมก็โทรกลับไปใหม่ เตือนให้เขาเช็คที่ variac โดยเฉพาะตรงฟิวส์ เพราะจำได้ว่าเมื่อตอนปลายเดือนธันวาคม variac ของระบบ DeNOx มันเสีย เลยให้ไปเอาอันสำรองของกลุ่มเรามาใช้ก่อน แล้วให้เอา variac ของระบบ DeNOx ไปซ่อม (แต่จนวันนี้ก็ยังไม่มีการเอาไปซ่อม) ทีนี้ variac อันที่เอามาใช้ชั่วคราวนั้นดูเหมือนว่าจะรับกระแสสูงสุดได้ไม่เกิน 5 A ซึ่งเล็กกว่าตัวเดิมที่รับกระแสสูงสุดได้ถึง 10 A ดังนั้นอาจเป็นไปได้ว่า variac ตัวที่เอามาแทนชั่วคราวนี้ถูกใช้งานที่กระแสเกือบเต็มพิกัด และเมื่อใช้งานที่กระแสเกือบเต็มพิกัดต่อเนื่องเป็นเวลานาน ก็อาจทำให้ฟิวส์หลอมขาดได้
 

อีกครึ่งชั่วโมงถัดมาก็ได้รับโทรศัพท์แจ้งกลับมาว่าปัญหาอยู่ที่ฟิวส์ของ variac จริง พอเปลี่ยนฟิวส์แล้วก็ทำงานได้เหมือนเดิม (ระบบนี้ใช้ฟิวส์หลอดแก้วขนาด 30 mm)

รูปที่ ๑ แผนผังวงจรไฟฟ้าของระบบ furnace ที่ใช้กันในแลปของเรา (แต่ละเครื่องอาจมีแตกต่างไปบ้าง)

อันที่จริงเรื่องปัญหา furnace ไม่ร้อนนี่มันมีสาเหตุได้หลายอย่าง เรื่องหนึ่งที่เคยเกิดกับตัว autoclave ได้เล่าเอาไว้แล้วใน Memoir ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๔๑๘ วันจันทร์ที่ ๑๒ มีนาคม พ.ศ. ๒๕๕๕ เรื่อง "การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติตอนที่ ๓๖ อย่าด่วนโทษ varicac"
 

สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อวานเป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปกับทุกคน คือสิ่งที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า "mindset" หรือแปลเป็นไทยก็คงจะได้ว่า "ปักใจเชื่อ" สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เมื่อคนใดคนหนึ่งเคยมีประสบการณ์ปัญหาเรื่องใดเรื่องหนึ่ง อย่างเช่นในที่นี้ก็คือ furnace ไม่ร้อน ซึ่งสาเหตุที่พบตอนนั้นก็คือขดลวดความร้อนขาดจากข้อต่อ และเมื่อเชื่อมขดลวดความร้อนกลับเข้าไป furnace ก็ทำงานได้เหมือนเดิม
 

ดังนั้นเมื่อเจอกับกับเหตุการณ์เหมือนที่เคยเจอมา ก็เลยรีบด่วนสรุปว่าปัญหาคงมาจากที่เดิม

แต่ครั้งนี้มันไม่ใช่

ในการหาต้นตอของปัญหา ถ้าเราตั้งด้วยคำถามพื้น ๆ ก่อนว่าทำไม furnace จึงไม่ร้อน คำตอบของคำถามดังกล่าวก็มีเพียงคำตอบเดียวคือ "ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดความร้อน" ส่วนสาเหตุที่ทำให้ไม่มีกระแสไฟฟ้า "ไหลผ่าน" นั้นมีได้หลายสาเหตุ
 

ตรงนี้ผมใช้คำว่า "ไหลผ่าน" เพื่อต้องการให้คำนึงถึงเส้นทาง "ขาเข้า" และเส้นทาง "ขาออก" เพราะถ้าขั้วไฟฟ้าด้านขาออกมันหลุด มันก็ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดความร้อนเช่นกัน 
  

ไขควงเช็คไฟมันมีประโยชน์ตรงนี้คือใช้ตรวจสอบว่าระบบนั้นมีไฟฟ้าจ่ายไปถึงบริเวณใด ซึ่งช่วยระบุได้ว่าปัญหานั้นอยู่ที่ตำแหน่งใด
 

เรื่องนี้ก็ถือเสียว่าเป็นประสบการณ์อีกเรื่องหนึ่งของผู้ที่ได้ลงมือปฏิบัติ

การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๓๖ อย่าด่วนโทษ variac MO Memoir : Monday 12 March 2555

ผมเคยเล่าเรื่องปัญหาของ autoclave ที่ไม่สามารถเพิ่มอุณหภูมิได้ไว้ในบันทึกปีที่ ๔ ฉบับที่ ๓๓๔ วันศุกร์ที่ ๑๕ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๕๔ เรื่อง "การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๒๙ ปัญหา Autoclave (อีกแล้ว)" ซึ่งถ้าเขาได้อ่าน เขาก็คงจะไม่เสียเวลาไปทั้งสัปดาห์

อาทิตย์ที่แล้วก็มีสาวน้อย (ป.เอกจากกลุ่มอื่น) มาถามว่า variac เสีย จะส่งซ่อมที่ไหนได้ ผมก็ถามเขาไปว่ามันเสียอย่างไร เขาบอกว่า furnace มันไม่ร้อน ผมก็ถามเขากลับไปว่าแล้วมีไฟเข้า variac หรือเปล่า ให้ตรวจสอบดูก่อน โดยเอามัลติมิเตอร์มาวัดความต่างศักย์ ถ้าพบว่ามีไฟเข้า variac แต่ไม่มีไฟออก ก็แสดงว่า variac เสีย

พอมาเมื่อวันศุกร์ตอนเย็นแวะไปดู GC-2014 ที่แลป พอกำลังจะกลับก็มีสาวน้อยนักแสดงและสาวน้อยหน้าบานมาหา ขอให้ช่วยไปดูปัญหา variac ของคนที่เขามาถามปัญหาผมเมื่อวันก่อน คือเขาบอกว่าทำตามที่ผมบอกแล้ว ก็พบว่าไม่มีไฟเข้า variac ก็เลยแวะไปดูให้สักหน่อย วงจรไฟฟ้าของ tube furnace ของเขาเป็นดังรูปที่ ๑ ข้างล่าง

รูปที่ ๑ ระบบวงจรไฟฟ้าของ tube furnace ตัวที่มีปัญหา

เมื่อไปถึงเครื่องก็พบว่าเขาต่อไฟเข้าระบบ TIC นั้นมีไฟจ่ายเข้า พอวัดความต่างศักย์ด้านขาเข้า variac ปรากฏว่าไม่มีไฟจ่ายเข้า ก็เลยดูการต่อวงจรของเขา ก็พบว่าเป็นการควบคุมด้วย Magnetic switch

ผมก็เลยลองให้เขาปิดเครื่องและเปิดใหม่ ปรากฏว่า "ไม่มีเสียงดัง" นั่นแสดงว่า Magnetic switch ไม่ทำงาน จากนั้นก็ตรวจสอบว่ามีไฟฟ้าจ่ายเข้า Magnetic switch หรือไม่ ซึ่งก็พบว่ามี

ต่อจากนั้นผมก็ให้ไปหาสายไฟมาต่อไฟตรงเข้า variac เลย งานนี้เป็นการทดสอบว่า variac เสียด้วยหรือเปล่า โดยเริ่มจากตั้งความต่างศักย์ขาออกให้เป็น 0 V ก่อน พอต่อไฟเสร็จเรียบร้อยแล้วก็ค่อย ๆ เพิ่มหมุนปุ่มด้านบนเพื่อความต่างศักย์ขาออกให้สูงขึ้น

ปรากฏว่าเข็มของโวลต์มิเตอร์ที่อยู่ด้านบนของ variac "ไม่ขยับ" โดยยังคงชี้อยู่ที่ 0 V

แต่พอเอามัลติมิเตอร์มาวัดความต่างศักย์ขาออก พบว่าความต่างศักย์ด้านขาออกเปลี่ยนแปลงตามการหมุนปุ่มด้านบน นั้นแสดงว่าตัว variac เองไม่เสีย แต่โวลต์มิเตอร์ที่อยู่ด้านบนของ variac มันเสีย

สรุปก็คือ Magnetic switch เสีย ให้เปลี่ยนตัวใหม่ ทราบมาเมื่อวันเสาร์จากสาวน้อยนักแสดงว่าหลังจากเปลี่ยน magnetic switch ก็ทำให้ระบบใช้งานได้แล้ว

รูปที่ ๒ รูปซ้ายคือ variac ตัวที่เขาคิดว่าเสีย อันที่จริงมันจ่ายไฟออกได้ ที่เสียคือโวลต์มิเตอร์ของ variac (ตรงลูกศรสีเขียวชี้) ส่วนรูปขวาคือวงจรไฟฟ้าที่ต่ออยู่ ตัวที่เสียคือ magnetic switch ที่ตีกรอบสีฟ้าเอาไว้

ผมเห็นหลายรายเวลาเอามัลติมิเตอร์ไปวัดความต่างศักย์ไฟฟ้าก็ทำแค่จิ้มขาวัดลงไปเท่านั้น ซึ่งถ้าพื้นผิวโลหะที่วัดนั้นมันสะอาดอยู่ก็ไม่เป็นไป แต่โดยปรกติแล้วชิ้นส่วนที่เป็นโลหะที่เปิดสัมผัสอากาศมักจะมีฟิล์มออกไซด์บาง ๆ หรือสิ่งสกปรกปกคลุมอยู่ ซึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นฉนวนไฟฟ้า ดังนั้นเวลาที่เอามัลติมิเตอร์ไปวัดความต่างศักย์แล้วพบว่าอ่านค่าได้ 0 V ก็อย่าพึ่งชะล่าใจว่าระบบที่วัดนั้นไม่มีไฟฟ้า ต้องลองเอาขาวัดนั้นขูดลงไปบนผิวโลหะ การขูดนี้เป็นการกำจัดฟิล์มออกไซด์หรือสิ่งสกปรกที่ปกคลุมเนื้อโลหะอยู่ ทำให้เนื้อโลหะของสิ่งที่เราวัดและเนื้อโลหะของขาวัดมีการเชื่อมต่อกันทางไฟฟ้า ถ้าขูดแล้วพบว่ามัลติมิเตอร์ยังอ่านค่าได้ 0 V อยู่ก็แสดงว่าสิ่งที่เราวัดนั้นไม่มีไฟฟ้าไหลเข้า

อีกอย่างก็คือก่อนใช้มัลติมิเตอร์นั้น ควรที่จะหมุนปุ่มบนตัวเครื่องไปที่ตำแหน่งวัดความต้านทานก่อน โดยตั้งไปอยู่ที่ตำแหน่งที่วัดความต้านทานได้ละเอียดที่สุด จากนั้นจึงนำขาทั้งสองข้างมาสัมผัสกัน (ให้โลหะที่ปลายขาทั้งสองข้างสัมผัสกัน) ซึ่งควรจะอ่านค่าความต้านทานได้ประมาณ 0 โอห์ม การทำเช่นนี้เป็นการตรวจสอบว่ามัลติมิเตอร์นั้นยังทำงานได้อยู่ และโดยปรกติแล้วมัลติมิเตอร์มักจะมีแบตเตอรีบรรจุอยู่ภายในด้วย ถ้าเป็นมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลถ้าแบตเตอรีหมดก็จะเปิดเครื่องไม่ได้ แต่ถ้าเป็นมัลติมิเตอร์แบบเข็มชี้ ถ้าแบตเตอรีหมด เวลาที่วัดความต้านทานจะไม่เห็นเข็มกระดิก นอกจากนั้นการวัดความต้านทานดังกล่าวยังเป็นการตรวจสอบด้วยว่าขาวัดที่เราใช้นั้นอยู่ในสภาพสมบูรณ์หรือไม่