كيفية التحكم في حرارة أجهزة الاستشعار البيولوجية بشكل صحيح (دون إهدار الطاقة)
عند تصنيع أجهزة الاستشعار البيولوجية، فإن مسألة الحرارة تعتبر مسألة مهمة للغاية. يجب أن يكون هناك درجة حرارة كافية لتصليب المواد البوليمرية وجعل الطبقات الكيميائية نشطة، لكن إذا زادت الحرارة عن الحد المطلوب، فإن ذلك سيؤدي إلى تدمير الأسطح المستخدمة في التصنيع. إنها مسألة دقيقة للغاية.
لهذا السبب، تخلينا عن أفران التسخين التقليدية. بدلاً من ذلك، نستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة. يمكن اعتبار ذلك مثل الفرق بين تسخين غرفة بأكملها باستخدام فرن، وبين استخدام مصباح تسخين. بهذه الطريقة، لا داعي لإهدار الطاقة في تسخين الهواء والهيكل المعدني للآلة الضخمة.
السر كله يكمن في كمية الطاقة المستخدمة.
مع مصابيح الأشعة تحت الحمراء، تنتقل الطاقة عبر الإشعاع، وتصل مباشرة إلى الهدف المراد تسخينه. لا حاجة للانتظار، ولا حاجة لتسخين الغرفة لمدة ساعة. كل ما عليك فعله هو تشغيل المصباح، وسيبدأ في توليد الطاقة اللازمة لعملية التصليب. وبذلك، ينخفض استهلاك الطاقة لكل وحدة من الأجهزة المصنوعة، لأنك لا تحتاج إلى التعامل مع “الكتلة الحرارية” الكبيرة للفرن الضخم.
الآن، يجب أن تكون المواد المستخدمة في صنع الأجهزة مناسبة. عادةً ما نستخدم أغلفة من الكوارتز وطبقات تغطية خاصة. لماذا؟ لأننا بحاجة إلى أن تصل الطاقة إلى الطبقة النشطة بيولوجياً، بدلاً من أن ترتد من السطح.
ملاحظة مهمة: يجب أن يكون مصدر الطاقة موثوقاً تماماً. إذا كانت الجهد الكهربائي غير مستقر، فإن درجة الحرارة سترتفع بشكل كبير. وفي هذا المجال، حتى ارتفاع طفيف في درجة الحرارة قد يدمر الجهاز.
إذا كنت تريد بناء “مصنع أخضر”， فهذه هي الطريقة المناسبة. ما عليك سوى استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء مع جهاز تحكم PID سريع، وترتيبها في ترتيب منظم. بهذه الطريقة، إذا لم يكن الخط مشغولاً، يمكنك إيقاف تشغيل الأقسام التي لا تُستخدم. إنها طريقة بسيطة للغاية.
لكن هناك بعض العيوب أيضاً.
هذه المصابيح تصدر كمية هائلة من الحرارة. وهذا يعني أن مروحات التبريد ستعمل بجد. إذا لم يتم ضبط نظام التهوية بشكل صحيح، فإن الحرارة الزائدة قد تؤثر على هيكل الجهاز.
باختصار، أنت تدفع ثمن استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء مقابل تبريد موجه، بدلاً من استخدام فرن ضخم. بالنسبة لمعظمنا، هذا يعتبر حلاً جيداً من حيث البصمة الكربونية، طالما أن الهواء يظل في حالة حركة.