تقليل انبعاثات الكربون في صناعة أجهزة الاستشعار الحيوي باستخدام التسخين بالأشعة تحت الحمراء
عادةً ما يتطلب تصنيع أجهزة الاستشعار الحيوي وقتًا طويلاً لتجفيف المواد أو تصليبها. تستخدم معظم المصانع أفران التسخين التقليدية، لكن المشكلة هي أن هذه الأفران تضيع كمية هائلة من الطاقة في تسخين الهواء داخل الغرفة.
قررنا التوقف عن تسخين الهواء والبدء في تسخين الجزء المراد معالجته مباشرة. من خلال استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء، يمكننا تسخين الجزء المراد معالجته مباشرة. إنه تغيير بسيط، لكنه يساهم بشكل كبير في تقليل فاتورة الطاقة المستخدمة في الورشة.
التحكم في درجة الحرارة
لا نستخدم أي مصابيح عشوائية؛ بل نختار أطوال موجية معينة يمكن للأغشية، سواء كانت عضوية أو غير عضوية، امتصاصها.
نظرًا لأن كثافة الطاقة مرتفعة جدًا، فإن عملية التسخين تحدث بسرعة كبيرة، في ثوانٍ بدلاً من دقائق. وهذا يغير كل شيء في عملية التصنيع، لأن الآلات لن تحتاج إلى العمل لساعات طويلة لتحقيق الكمية المطلوبة في اليوم.
المعدات والأساس العلمي
نستخدم فتيلات هالوجينية داخل أغلفة من الكوارتز للحفاظ على استقرار الضوء. بعض هذه المصابيح مغطاة بطبقة خاصة تساعد على إرسال الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة.
لماذا هذا مهم؟ لأن الإشعاع ذو الموجات القصيرة يخترق طبقات أجهزة الاستشعار الحيوي بشكل أعمق، مما يمنع حدوث مشكلة “التجفيف السريع” للطبقات العلوية، مما يؤدي إلى تراكم المذيبات في الطبقات السفلية وتلف الجودة.
كما أننا حرصنا على أن تكون المعدات مُصممة بشكل دقيق، حيث أن الموصلات مصممة بحيث يمكن وضع رؤوس المصابيح بالقرب من الرقاقات. وهذا يقلل من كمية الحرارة التي تتسرب إلى الغرفة.
الواقع
الأشعة تحت الحمراء ليست سحرًا. إذا لم يتم ضبط مصابيح الأشعة تحت الحمراء بشكل صحيح، فسوف تظهر نقاط ساخنة في الجزء المراد معالجته.
يجب التوازن بين المسافة وقوة الحرارة. إذا زدت القوة المستخدمة لتوفير بضع ثوانٍ، فقد تتسبب في تلف الطبقات النشطة في أجهزة الاستشعار الحيوي. بالإضافة إلى ذلك، إذا زدت درجة الحرارة، فإن أنظمة التبريد يجب أن تكون قوية بما يكفي للتعامل مع الحرارة الزائدة.
إذا أردت أن تكون الرقاقات بجودة متساوية في كل مرة، فيجب أن تضبط درجة الحرارة بشكل صحيح. لا توجد طرق مختصرة لذلك.