Почему горячий воздух снижает эффективность работы биосенсоров
При производстве биосенсоров необходимо работать с теплом очень осторожно. Нужно правильно обработать полимеры или активировать поверхности – если температура слишком низкая, процесс не будет эффективным; если слишком высока, поверхность может быть разрушена.
Большинство компаний, с которыми я работал, по-прежнему используют системы с горячим воздухом. Честно говоря, это серьезная потеря времени.
Проблема с ожиданием
Подумайте, как работает печь с горячим воздухом: сначала нагревается воздух, а затем этот воздух нагревает сам материал. Это создает задержку в процессе нагрева. Вам приходится ждать, пока тепло действительно проникнет в материал.
Инфракрасные лампы избавляют от необходимости использования воздуха в качестве посредника. Вместо того чтобы нагревать всю комнату, инфракрасное излучение направляется прямо в материал. Фотоны мгновенно превращаются в тепло. По моему опыту, это сокращает время нагрева на 60–80%. Это очень быстро. И это кардинально меняет процесс производства.
Интеграция в производственную линию
Речь идет не только о времени, но и о пространстве. Системы с горячим воздухом занимают много места: нужны большие изолированные коробки и громкие вентиляторы. Инфракрасные лампы значительно компактнее. Их можно легко встроить в уже существующую производственную линию. К тому же можно настроить направление излучения так, чтобы оно попадало только на саму пластину, тем самым сохраняя остальную часть устройства прохладной на ощупь.
Обычно мы используем коротковолновые инфракрасные лампы. Они проникают глубже в слои материала, благодаря чему ядро сенсора достигает целевой температуры одновременно с поверхностью. Нет никаких проблем с неравномерным нагревом.
Недостатки
Но инфракрасные лампы – это не волшебная палочка. Из-за высокой интенсивности тепла легко превысить целевую температуру, если не быть осторожным. Здесь нельзя полагаться на медленные датчики. Необходимы датчики с высокой скоростью реакции и хорошо настроенный контроллер PID. Если датчик работает медленно, органические слои биосенсора могут быть повреждены еще до того, как устройство сможет заметить, что температура слишком высока.
Не забывайте также о процессе охлаждения. Необходима система охлаждения, способная справляться с быстрым сбросом тепла между циклами. Иначе придется снова ждать.