Điều chỉnh nhiệt độ phù hợp trong quá trình chế tạo cảm biến sinh học
Nếu bạn đang chế tạo cảm biến sinh học, bạn chắc hẳn hiểu rõ những khó khăn mà công việc này mang lại. Bạn cần điều chỉnh nhiệt độ sao cho vừa phải – không quá nóng, cũng không quá lạnh. Nếu không, vật liệu dùng để chế tạo cảm biến sẽ bị biến dạng, và các liên kết hóa học giữa các thành phần cấu tạo nên cảm biến cũng sẽ bị phá vỡ.
Trong thời gian dài, mọi người thường sử dụng lò sưởi thông thường để gia nhiệt. Nhưng nếu bạn muốn vận hành dây chuyền sản xuất hiện đại, số hóa, thì phương pháp này quá chậm. Đó là lý do tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng hệ thống đèn hồng ngoại. Chúng có khả năng làm nóng và làm nguội rất nhanh. Đó là cách duy nhất để duy trì hoạt động ổn định của dây chuyền sản xuất.
Chi tiết về nhiệt độ và bước sóng
Khi chọn hệ thống đèn hồng ngoại, điều đầu tiên tôi xem xét là bước sóng của nó. Nếu bạn cần nhiệt độ cao để làm nóng sâu vào bên trong vật liệu, thì nên chọn đèn hồng ngoại bước sóng ngắn. Còn nếu chỉ cần làm nóng bề mặt thì có thể dùng đèn hồng ngoại bước sóng trung bình. Để có được năng lượng cần thiết, chúng ta thường sử dụng đèn thạch anh có công suất cao.
Nhưng đây chính là điểm mà mọi người thường mắc sai lầm: hệ thống cung cấp điện. Dù bạn sử dụng điện áp 220V hay 380V, điều quan trọng là điện áp phải ổn định. Nếu điện áp giảm dù chỉ 2%, bạn có thể phá hủy toàn bộ lô sản phẩm cảm biến. Điều này thật phiền phức và tốn kém.
Làm sao để thiết bị hoạt động hiệu quả
Chẳng ai muốn mất ba giờ để thay thế đèn trong quá trình sản xuất. Vì vậy, chúng ta thường sử dụng các đầu nối tiêu chuẩn như R7s hoặc SK15. Bạn chỉ cần tháo đèn cũ ra và lắp đèn mới vào thôi. Rất đơn giản.
Để các hệ thống này có thể kết nối với các bộ phận khác trong dây chuyền sản xuất, chúng ta sử dụng bộ điều khiển PID. Đèn không còn chỉ là thiết bị gia nhiệt đơn thuần nữa; nó còn cung cấp dữ liệu tức thời cho chúng ta.
Một mẹo nữa: chúng ta thường phủ một lớp vật liệu lên thạch anh. Lớp vật liệu này giúp lọc bỏ những tia hồng ngoại có hại, nhằm tránh làm hỏng các lớp vật liệu hữu cơ trong cảm biến.
Những trade-off cần lưu ý
Vấn đề là, đèn hồng ngoại có cường độ cao sẽ tạo ra rất nhiều nhiệt thải. Mặc dù đèn rất hiệu quả trong việc làm nóng, nhưng bo mạch của thiết bị vẫn sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao. Nếu bạn sử dụng quạt làm mát hoặc hệ thống làm mát bằng nước kém chất lượng, bạn sẽ gặp nhiều rắc rối. Khi nhiệt độ môi trường tăng lên do hệ thống làm mát yếu, việc hiệu chuẩn cảm biến sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Đó chính là cái giá phải trả cho việc sử dụng nhiệt độ cao như vậy.