หยุดการสูญเสียความร้อน: วิธีที่ดีกว่าในการสร้างเซ็นเซอร์ชีวภาพ
เมื่อสร้างเซ็นเซอร์ชีวภาพ อุณหภูมิถือเป็นสิ่งสำคัญมาก คุณต้องทำให้โพลิเมอร์เหล่านั้นแข็งตัว และกระตุ้นชั้นเคมีต่างๆ ให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง หากมีข้อผิดพลาดเพียงเล็กน้อย ก็อาจทำให้วัสดุที่ใช้ในการสร้างเซ็นเซอร์เสียหายได้
ในอดีต วิธีที่นิยมใช้คือการใช้เตาอบแบบคอนเวกชัน แต่เอาจริงๆ แล้ว การใช้พลังงานจำนวนมากเพื่ออุ่นอากาศภายในห้องเพียงเพื่ออุ่นวัสดุขนาดเล็กนั้นเป็นการสูญเสียพลังงานโดยเปล่าประโยชน์
นั่นเป็นเหตุผลที่เราหันมาใช้หลอดไฟอินฟราเรดแบบคลื่นสั้นแทน แทนที่จะอุ่นห้องทั้งหมด เราจะใช้แสงโดยตรงกับวัสดุที่ต้องการอุ่น วิธีนี้ทำให้กระบวนการสร้างเซ็นเซอร์รวดเร็วขึ้น และยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นอีกด้วย
การควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสม
ในการผลิตระดับสูง ความเร็วเป็นสิ่งสำคัญมาก เราจึงใช้หลอดควอตซ์ที่มีกำลังสูง เพราะจะช่วยให้เราสามารถทำให้วัสดุเหล่านั้นแข็งตัวได้อย่างรวดเร็ว
ข้อดีของหลอดอินฟราเรดแบบคลื่นสั้นคือ แสงสามารถทะลุเข้าไปในวัสดุได้อย่างลึกซึ้ง ทำให้วัสดุแข็งตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้นงาน ไม่ใช่เฉพาะบนพื้นผิวเท่านั้น
ผลลัพธ์คือ ระยะเวลาในการผลิตลดลง คุณจะใช้พลังงานน้อยลงต่อหน่วยงาน ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้
รายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ
เราไม่ประมาทเรื่องวัสดุที่ใช้ เราใช้หลอดควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง เพราะการมีสิ่งปนเปื้อนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้พื้นผิวของเซ็นเซอร์เสียหายได้
เรามีเทคนิคพิเศษคือการเคลือบหลอดไฟด้วยสารบางอย่าง เพื่อให้แสงสอดคล้องกับสิ่งที่วัสดุต้องการดูดซับ วิธีนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้อุณหภูมิสูงเกินไปจนทำให้วัสดุเสียหายได้
นอกจากนี้ สำหรับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ เราควรใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีความมั่นคง หากแรงดันไฟฟ้าไม่คงที่ หลอดไฟก็จะสั่นไหว ซึ่งอาจทำให้ชิ้นงานเสียหายได้ เรายังใช้ตัวเชื่อมต่อมาตรฐานด้วย เพื่อให้สามารถเปลี่ยนหลอดไฟได้อย่างรวดเร็ว และทำให้กระบวนการผลิตดำเนินต่อไปได้
ข้อเสีย และวิธีแก้ไข
การใช้ความร้อนจากอินฟราเรดโดยตรงนั้นรวดเร็ว แต่ก็มีความร้อนสูงมาก ทำให้เกิดความร้อนสะสมในจุดเดียว
แม้ว่าการใช้พลังงานจะลดลง แต่ระบบระบายความร้อนก็ยังต้องทำงานหนักขึ้น หากระบบระบายความร้อนไม่ดีพอ ก็จะทำให้เกิดความร้อนสะสม ซึ่งจะทำให้เซ็นเซอร์ไม่แม่นยำอีกต่อไป
เพื่อป้องกันปัญหานี้ เราใช้ตัวควบคุม PID แบบลูปปิด เพื่อรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในช่วง ±1°C แม้ว่าจะเป็นช่วงที่แคบมาก แต่ก็ช่วยให้เราไม่ต้องทิ้งชิ้นงานที่เสียหายไป ซึ่งเป็นประโยชน์ทั้งในแง่ของต้นทุนและสิ่งแวดล้อม