كيفية التحكم في درجة الحرارة أثناء تصنيع أجهزة الاستشعار البيولوجية
عند صنع أجهزة الاستشعار البيولوجية، فإن مراحل التصليد والتجفيف هي التي غالبًا ما تسبب المشاكل. إذا كنت تحاول استخدام مصانع حديثة “ذكية”， فستدرك سريعًا أن أفران التسخين التقليدية لا تفي بالغرض، لأنها بطيئة جدًا.
لذلك نلجأ إلى أنظمة الأشعة تحت الحمراء. بدلاً من تسخين الهواء، تقوم أنظمة الأشعة تحت الحمراء بإرسال الطاقة مباشرة إلى الهدف المراد تسخينه. وبذلك، يتم الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة في ثوانٍ قليلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه الأنظمة توفر الكثير من المساحة.
لماذا يعتبر التحكم الرقمي مهمًا؟
المشكلة تكمن في أن نظام التسخين يحتاج إلى التواصل مع نظام التحكم الخاص بالآلة. نستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء مع أجهزة التحكم من نوع PID، حتى يتم التحكم في درجة الحرارة بدقة.
في الأنظمة القائمة على البيانات، فإن أكبر مشكلة هي التأخير الناتج عن عملية التسخين. لكن مع أنظمة الأشعة تحت الحمراء، يختفي هذا التأخير تمامًا. كل ما عليك فعله هو تشغيل المصباح، وسيتم تسخين الهدف على الفور. إنها الطريقة الوحيدة لضمان أن يكون شكل الرقاقة الأولى مشابهًا تمامًا لشكل الرقاقة رقم 10,000.
التضحيات المتعلقة بالمعدات
اعتمادًا على المواد المستخدمة في صنع أجهزة الاستشعار البيولوجية، فإننا نستخدم عادةً عناصر كوارتز ذات موجات قصيرة أو متوسطة.
لتقليل وقت التصنيع، يجب استخدام مستوى عالٍ من الطاقة في مساحة صغيرة. لكن هناك مشكلة: استخدام كمية كبيرة من الطاقة في أنبوب صغير يؤدي إلى مشاكل خطيرة في التسخين. إذا تم تشغيل هذه المصابيح بنسبة 100% طوال الوقت، فإن الهيكل والأسلاك المستخدمة يجب أن تكون قوية جدًا. وإلا، فإن الاتصالات الكهربائية ستتلف.
دمج الأجهزة في المصنع
نستخدم أسلاكًا قابلة للتركيب، لأن لا أحد يريد قضاء يوم كامل في إعادة ضبط الآلة فقط بسبب تلف مصباح ما. نستخدم موصلات معيارية، بحيث عندما ينتهي عمر المصباح، يمكن استبداله بمصباح جديد بسهولة.
وبما أن إخراج الأشعة تحت الحمراء مرتبط بنظام المراقبة المركزي، فإنه يمكن معرفة كمية الطاقة المستخدمة لكل جهاز. وهذا يساعد في معرفة التكلفة الحقيقية لكل جهاز استشعار يتم إنتاجه.