تنظیم دقیق دما در ساخت سنسورهای بیولوژیکی
اگر مشغول ساخت سنسورهای بیولوژیکی هستید، میدانید که این کار چقدر دشوار است. شما نیاز دارید که دما در حد دقیقی باشد؛ نه خیلی گرم و نه خیلی سرد. در غیر این صورت، سطح ماده مورد استفاده تحت تأثیر دما قرار گرفته و پیوندهای شیمیایی در آن از بین میروند.
برای مدت طولانی، همه از فرهای حرارتی برای گرم کردن مواد استفاده میکردند. اما اگر بخواهید از خطوط تولید مدرن و دیجیتالی استفاده کنید، این روش بسیار کند خواهد بود. به همین دلیل، ما به استفاده از سیستمهای مادون قرمز روی آوردهایم. این سیستمها به سرعت گرم میشوند و سریع هم سرد میشوند؛ این تنها راه برای حفظ سرعت خطوط تولید است.
جزئیات مربوط به دما و طول موج
وقتی که من یک سیستم مادون قرمز انتخاب میکنم، ابتدا به طول موج آن توجه میکنم. اگر نیاز دارید که حرارت به عمق ماده نفوذ کند، از موجهای کوتاه مادون قرمز استفاده میکنید؛ اما اگر فقط نیاز دارید که سطح ماده گرم شود، از موجهای متوسط مادون قرمز استفاده میکنید. برای دریافت توان لازم، معمولاً از لامپهای کوارتزی با توان بالا استفاده میکنیم.
اما نقطهای که مردم معمولاً در آن اشتباه میکنند، سیستم تأمین انرژی است. چه از ولتاژ ۲۲۰ ولت و چه ۳۸۰ ولت، این ولتاژ باید پایدار باشد. اگر ولتاژ حتی کمی کاهش یابد، میتواند باعث از بین رفتن تمام سنسورها شود. این موضوع بسیار ناامیدکننده و پرهزینه است.
فعال کردن صحیح سختافزار
هیچ کس نمیخواهد سه ساعت وقت خود را صرف تعویض لامپ در طول شیفت کاری کند. به همین دلیل، از کانکتورهای استاندارد مانند R7 یا SK15 استفاده میکنیم. کافی است لامپ قدیمی را خارج کرده و لامپ جدید را جایگزین آن کنیم؛ این کار بسیار ساده است.
برای اینکه این سیستمها بتوانند با بقیه بخشهای خط تولید ارتباط برقرار کنند، آنها را به کنترلرهای PID متصل میکنیم. لامپ دیگر فقط یک دستگاه گرمکننده ساده نیست؛ بلکه دادههای لحظهای را نیز در اختیار ما قرار میدهد.
یک ترفند دیگر این است که ما معمولاً شیشه کوارتز را پوشانیم؛ این کار باعث میشود که بخشهای «مضر» طیف نور حذف شوند و لایههای ارگانیک سنسور آسیب نبینند.
تعادل بین کارایی و هزینه
مشکل اینجاست که موجهای مادون قرمز با توان بالا، مقدار زیادی گرمای اضافی تولید میکنند. لامپها برای گرم کردن هدف بسیار خوب هستند، اما بدنه دستگاه نیز تحت تأثیر حرارت قرار میگیرد. اگر از فنهای خنککننده یا سیستمهای خنککننده آبی استفاده نکنید، در واقع خودتان مشکلات زیادی را ایجاد کردهاید.
وقتی دمای محیطی به دلیل عدم کافی بودن سیستم خنککننده تغییر کند، کالیبراسیون سنسور نیز از بین میرود. این همان قیمتی است که برای چنین میزان حرارتی باید پرداخت کنیم.