تقليل الكربون في مختبرات أجهزة الاستشعار البيولوجية باستخدام التسخين بالأشعة تحت الحمراء
يتطلب صنع أجهزة الاستشعار البيولوجية وقتًا طويلاً لانتظار جفاف المواد أو تصلبها. تستخدم معظم المختبرات فرنًا كبيرًا لتسخين المواد، وهو ما يعادل تسخين البيت بأكمله من أجل تسخين شريحة بيتزا واحدة فقط. إنه إهدار هائل للطاقة.
قررنا التوقف عن تسخين الهواء والتركيز على تسخين الجزء المراد تسخينه. من خلال استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء، يمكننا تقليل الأثر البيئي الناتج عن استخدام الطاقة، دون التضحية بالجودة.
التحكم في درجة الحرارة
عند العمل مع أجهزة الاستشعار البيولوجية، لا يمكن استخدام حرارة عالية جدًا، وإلا سيتم تدمير السطح المراد معالجته. يجب استخدام طول موجي معين لتحفيز الروابط الكيميائية في المادة.
اخترنا مصابيح الأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي القصير. لماذا؟ لأنها تخترق المادة بعمق أكبر، وتعمل بسرعة أكبر من المصابيح ذات الطول الموجي المتوسط. هذا يعني أن وقت التسخين يقل من دقائق إلى ثوانٍ فقط. إنه سريع جدًا. وهذا يعني أنه لا حاجة لاستخدام فرن كبير يعمل بدرجات حرارة عالية طوال الوقت.
المكونات الفنية
نستخدم أغلفة من الكوارتز عالي النقاء للمصابيح. في بيئة أشباه الموصلات، يُعد تسرب الغازات مشكلة كبيرة، لذا فإن استخدام أغلفة عالية النقاء أمر ضروري.
لتجنب استهلاك مساحة كبيرة في المختبر، نستخدم فتائل عالية الكثافة. فهي توفر حرارة مركزة في المكان المطلوب، بالإضافة إلى أنها تتصل مباشرة بأجهزة التحكم الموجودة، مما يجعل أوقات الاستجابة سريعة جدًا.
شيء يجب الانتباه إليه: هذه المصابيح تصبح ساخنة جدًا. نظرًا لتركيز الطاقة العالي، يجب استخدام نظام تبريد فعال، وإلا قد تتأثر الأجهزة الإلكترونية المحيطة بها، وهو أمر لا أحد يريده.
الفوائد البيئية
في النهاية، يتعلق الأمر بفاتورة الطاقة والبيئة. عند التوقف عن تسخين الهواء والتركيز فقط على تسخين الجزء المراد معالجته، يقل استهلاك الطاقة بشكل كبير. كما يقل العبء على نظام التكييف في المبنى، لأنه لا يتم إنتاج كميات كبيرة من الحرارة الزائدة في الغرفة.
بالنسبة للمهندسين الذين يسعون لتحقيق أهداف الحياد الكربوني، فإن هذا التغيير يساعد في التخلص من الكفاءة المنخفضة لأساليب التسخين التقليدية.