چرا در آزمایشگاههای سنسورهای بیولوژیکی، از هوای داغ به جای نور مادون قرمز استفاده میکنیم؟
هنگام ساخت سنسورهای بیولوژیکی، مراحل خشک کردن و تثبیت قطعات، معمولاً پرزحمت هستند. سالهاست که روش استاندارد، استفاده از هوای داغ بوده است؛ اما راستش، این روش بسیار غیرکارآمد است.
مشکل اینجاست که سیستمهای مبتنی بر هوا، زمان زیادی را صرف گرم کردن فضای اطراف سنسور میکنند؛ در حالی که خود سنسور هنوز گرم نشده است. این کار، هدر دادن وقت و انرژی است.
به همین دلیل، ما به سمت استفاده از لامپهای مادون قرمز روی آوردهایم.
مشکل “انتظار”
فکر کنید که هوای داغ چگونه عمل میکند؛ ابتدا باید هوا را گرم کرد، سپس هوا باید سنسور را گرم کند. این مانند تلاش برای گرم کردن یک اتاق با استفاده از هیتر قبل از ورود به آن اتاق است؛ یعنی تأخیر زیادی وجود دارد.
اما نور مادون قرمز متفاوت است؛ این نور، انرژی تابشی است. فوتونها مستقیماً به سطح سنسور برخورد میکنند.
در صنعت فرآوری نیمههادی، این روش یک پیروزی بزرگ است؛ چون دیگر نیازی نیست منتظر بمانیم تا فضای مربوطه گرم شود. روند گرم شدن سنسور تقریباً بلافاصله اتفاق میافتد. علاوه بر این، از آنجایی که سنسورهای بیولوژیکی بسیار حساس هستند، سریعتر برداشتن آنها از محیط گرم، به این معناست که لایههای ارگانیک آنها فرصتی برای سوختن یا تخریب پیدا نخواهند کرد.
صرفهجویی در فضا
یکی از مزایای اصلی استفاده از نور مادون قرمز، کاهش فضای مورد نیاز است. دیگر نیازی نیست از بلوئرهای بزرگ و لولههای پیچیده برای هدایت هوای داغ استفاده کنیم؛ در عوض، کافی است لامپها را مستقیماً روی نوار نقاله قرار دهیم. ساده است!
اما نمیتوانیم از حداکثر توان لامپها استفاده کنیم؛ چون این کار باعث ایجاد نقاط گرم میشود که میتوانند سطح سنسور را تخریب کنند. کل موضوع، یافتن تعادل مناسب بین فاصله لامپها و سرعت حرکت نوار نقاله است.
مشکلات موجود
نور مادون قرمز سریع است، اما جهتدار است. برخلاف هوای داغ که مانند پتویی سطح قطعات را پوشانده، نور مادون قرمز فقط بخشهایی را گرم میکند که میتواند ببیند. اگر سنسور شما دارای شکل سهبعدی پیچیدهای باشد، نقاطی وجود خواهد داشت که نور به آنجا نمیرسد. معمولاً برای حل این مشکل، از بازتابندهها استفاده میشود تا انرژی به آن نقاط منتقل شود.
و مهمترین نکته این است که باید مناطق خنککننده سنسور را به درستی تنظیم کنیم؛ چون نور مادون قرمز انرژی بسیار زیادی تولید میکند، بنابراین قطعات سنسور همچنان گرم خواهند ماند. اگر این گرما را به سرعت خارج نکنیم، میتواند باعث اختلال در کالیبراسیون سنسور شود. بنابراین باید سنسور را به سرعت خنک کنیم تا همه چیز درست باقی بماند.