Tại sao khí nóng lại làm giảm hiệu suất hoạt động của cảm biến sinh học?
Khi chế tạo cảm biến sinh học, bạn đang chơi một trò chơi nguy hiểm với nhiệt độ. Bạn cần phải xử lý các chất polyme hoặc kích hoạt bề mặt của cảm biến một cách chính xác – nếu quá lạnh thì quá trình sẽ không diễn ra, còn nếu quá nóng thì bề mặt cảm biến sẽ bị hư hỏng.
Hầu hết các xưởng sản xuất mà tôi từng gặp vẫn sử dụng phương pháp sấy bằng khí nóng. Thành thật mà nói, đây là cách làm tốn rất nhiều thời gian.
Vấn đề khi phải “chờ đợi”
Hãy nghĩ về cách hoạt động của lò sấy bằng khí nóng: trước tiên, không khí được làm nóng, sau đó không khí đó mới làm nóng bề mặt vật liệu. Đó là một quy trình trung gian. Điều này gây ra sự chậm trễ trong việc truyền nhiệt; bạn phải ngồi đó chờ đợi cho đến khi nhiệt độ đạt mức mong muốn.
Đèn hồng ngoại thì loại bỏ được yếu tố trung gian này. Thay vì làm nóng toàn bộ căn phòng, đèn hồng ngoại truyền năng lượng trực tiếp vào vật liệu. Các photon từ đèn hồng ngoại tác động lên cảm biến và biến thành nhiệt ngay lập tức. Theo kinh nghiệm của tôi, phương pháp này giúp giảm thời gian xử lý xuống 60–80%. Thật nhanh! Và điều này thay đổi hoàn toàn quy trình công việc hàng ngày của bạn.
Lắp đặt vào dây chuyền sản xuất
Vấn đề không chỉ liên quan đến thời gian mà còn liên quan đến diện tích sử dụng. Hệ thống sấy bằng khí nóng rất cồng kềnh; bạn cần những chiếc hộp cách nhiệt lớn và máy thổi khí ồn ào, chiếm mất một nửa diện tích phòng thí nghiệm. Trong khi đó, hệ thống đèn hồng ngoại thì gọn nhẹ hơn nhiều. Bạn có thể lắp chúng ngay vào dây chuyền sản xuất hiện có. Ngoài ra, bạn còn có thể điều chỉnh hướng chiếu sáng để chỉ chiếu vào bề mặt cảm biến, nhờ đó phần còn lại của thiết bị vẫn giữ được nhiệt độ thấp.
Chúng tôi thường sử dụng đèn hồng ngoại tần số cao để thực hiện việc này. Ánh sáng này có thể xuyên sâu vào các lớp vật liệu, giúp bề mặt cảm biến đạt nhiệt độ mong muốn ngay lập tức. Không còn tình trạng xử lý không đều nữa.
Nhưng vẫn còn những hạn chế…
Tuy nhiên, đèn hồng ngoại cũng không phải là giải pháp hoàn hảo. Do nhiệt độ quá cao, rất dễ xảy ra tình trạng vượt quá mức nhiệt độ mong muốn nếu bạn không cẩn thận. Bạn không thể dựa vào những cảm biến có tốc độ phản ứng chậm. Bạn cần những cảm biến có tốc độ phản ứng nhanh và bộ điều khiển PID được điều chỉnh chính xác. Nếu cảm biến có tốc độ phản ứng chậm, vật liệu hữu cơ trong cảm biến sẽ bị đốt cháy trước khi máy móc kịp nhận ra rằng nhiệt độ quá cao.
Và đừng quên việc làm mát. Bạn cần một hệ thống làm mát có thể xử lý được việc giải tỏa nhiệt nhanh chóng giữa các chu kỳ xử lý. Nếu không, bạn sẽ phải chờ đợi mãi.