تنظیم دقیق دما در ساخت سنسورهای بیولوژیکی
اگر تا به حال با سنسورهای بیولوژیکی کار کردهاید، میدانید که چقدر حساس هستند. هر اشتباهی در مورد دما، میتواند باعث تغییر شکل سطح ماده مورد استفاده یا از کار افتادن مواد شیمیایی شود؛ این وضعیت واقعاً فاجعهبار است.
به همین دلیل، ما از اجاقهای قدیمی استفاده نمیکنیم؛ زیرا سرعت کار آنها خیلی کم است. در عوض، از سیستمهای مادون قرمز استفاده میکنیم. مزیت سیستمهای مادون قرمز این است که انرژی را مستقیماً به سطح ماده مورد نظر منتقل میکنند؛ بنابراین نیازی نیست کل اتاق را گرم کنید تا فقط یک ویفر کوچک گرم شود.
چرا سیستمهای مادون قرمز مؤثر هستند؟
در یک کارخانه مدرن، حدس زدن خطرناک است؛ بنابراین به دادههای دقیق نیاز داریم.
وقتی از لامپهای مادون قرمز استفاده میکنیم، میتوانیم میزان انرژی ورودی را مستقیماً به سنسورهای سطحی متصل کنیم. این کار باعث میشود بتوانیم انرژی گرمایی که توسط ویفر جذب میشود را در زمان واقعی مشاهده کنیم؛ این کار حدس زدن را از بین میبرد.
بسته به نوع محصولی که میخواهیم تولید کنیم، از لامپهای مادون قرمز با طول موج کوتاه یا متوسط استفاده میکنیم. لامپهای با طول موج کوتاه، انرژی را بلافاصله به سطح ماده منتقل میکنند؛ این کار برای تولید لایههای نازک بسیار مفید است. اگر سرعت گرم کردن خیلی کم باشد، حساسیت سنسور از بین خواهد رفت.
مشکلات مربوط به سختافزار
نمیتوانیم فقط یک لامپ با توان بالا را در دستگاه قرار دهیم و کار تمام شود؛ زیرا این لامپها مقدار زیادی گرمای اضافی تولید میکنند.
اگر سیستم خنککننده دستگاه به اندازه کافی قوی نباشد، گرمای اضافی میتواند باعث اختلال در عملکرد دستگاه شود. این موضوع باعث میشود که کیفیت سنسورها پایین بیاید؛ یعنی سنسور اول در مجموعه، کیفیت خوبی داشته باشد، اما سنسور آخر کیفیت بدی داشته باشد.
برای حل این مشکل، از غلافهای کوارتزی با پوششهای ویژه استفاده میکنیم؛ این کار به تنظیم طول موج کمک میکند تا انرژی به درستی به لایههای مورد نظر منتقل شود.
کاربرد این روش در مقیاس بزرگ
در یک کارخانه هوشمند، اتصال تمام اجزا معمولاً نیازمند استفاده از کنترلرهایی است که از پروتکلهای Modbus یا EtherCAT استفاده میکنند.
این کار به ما امکان میدهد نقشه دیجیتالی از وضعیت دمایی دستگاه داشته باشیم؛ این کار بسیار مفید است. اگر یک لامپ شروع به کمنور شدن یا خراب شدن کند، سیستم فوراً آن را ثبت میکند؛ بنابراین میتوانیم قبل از اینکه کل مجموعه سنسورهای گرانقیمت از بین برود، متوجه مشکل شویم. این کار، کارهای دستی و پرسترس را به یک داده دیجیتال تبدیل میکند.