چرا در ساخت سنسورهای زیستی، از هوای گرم به جای تابش مادون قرمز استفاده میکنیم؟
هنگام ساخت سنسورهای زیستی، دستیابی به دمای مناسب برای خشک کردن و پختن مواد، بسیار مهم است. سالهاست که اکثر ما از روش هوای گرم برای این کار استفاده کردهایم؛ اما این روش قدیمی است. مشکل اینجاست که برای رساندن دمای مناسب به یک سطح کوچک، باید یک حجم زیادی از هوا را گرم کرد؛ این کار آهسته و پرزحمت است. صادقانه بگوییم، این کار تلف وقت است.
صبر کردن، بدترین بخش این فرآیند است.
اینجاست که لامپهای مادون قرمز میتوانند کمک کنند. به جای گرم کردن هوای اطراف، این لامپها تابش الکترومغناطیسی را مستقیماً به سطح مورد نظر ارسال میکنند. این روش مانند تفاوت بین انتظار برای گرم شدن یک اتاق و ورود به پرتو نور خورشید است.
زمان لازم برای رسیدن به دمای مناسب، تقریباً صفر میشود. در فرآیندهای پردازش نیمههادی، انتظار برای گرم شدن فر، باعث کاهش بهرهوری میشود؛ اما با استفاده از لامپهای مادون قرمز، میتوان به سرعت به دمای مورد نظر رسید.
دستیابی به دمای مناسب
برای این کار، از لامپهای با توان بالا استفاده میکنیم؛ اما باید موجدهی لامپها را متناسب با مواد مورد استفاده در سنسور تنظیم کرد. به این ترتیب، لایه فعال سنسور خشک میشود، بدون اینکه سطح مورد نظر آسیب ببیند.
اما باید مراقب بود؛ اگر توان زیادی را در یک ناحیه کوچک تخصیص دهیم، نقاط گرم ایجاد خواهد شد. یک اشتباه کوچک میتواند باعث آسیب به لایههای حساس سنسور شود. برای جلوگیری از این امر، از پیرومترهای مادون قرمز و کنترلکنندههای PID استفاده میکنیم؛ این روش باعث میشود دمای سطح در محدوده ±۱ درجه سانتیگراد باقی بماند. این موضوع باعث آرامش ذهنی میشود، چون دستگاه مسئول کنترل دماست.
معایب این روش
لامپهای مادون قرمز بسیار سریع عمل میکنند، اما تابش آنها در یک جهت است. هوای گرم مانند پتو، اطراف قطعه را احاطه میکند؛ اما لامپهای مادون قرمز نیاز به خط دید واضحی دارند.
اگر سنسور شکل عجیبی داشته باشد یا شیارهای عمیقی داشته باشد، نقاط سردی ایجاد خواهد شد؛ چون گرما نمیتواند به آن نقاط برسد. ما معمولاً از بازتابکنندهها برای بازتاب تابش استفاده میکنیم، یا از مجموعههای لامپی برای تأثیرگذاری بر قطعه از زوایای مختلف استفاده میکنیم.
یک نکته دیگر: سیستم خنککننده نیز باید همراه با دستگاه کار کند؛ چون سطح مورد نظر به سرعت گرم میشود، باید گرما را به همان سرعت خارج کرد. در غیر این صورت، ممکن است سنسور دچار تغییر شکل شود؛ که این موضوع مشکلات زیادی ایجاد میکند.