
如何应对半导体手套箱中的热量问题
问题在于:当试图加热手套箱内的物品时,对流现象实际上成了最大的障碍。如果使用普通的电阻式加热器,那么整个箱内的空气都会被加热,这样一来,设备的外壳就会变成巨大的散热器。很快,外壳就会变得极其烫手。这对操作人员来说是个安全隐患,而且显然也是能源的浪费——既然只需要加热工件,何必去加热整个外壳呢?
更好的加热方式
我们发现,短波红外线元件是更好的选择。想象一下阳光——它并不是通过加热空气来传递热量的,而是通过辐射来发热。光子以直线方式传播,只能够加热被其照射到的物体。通过调整灯的焦点并添加反射罩,我们可以让热量准确地作用于需要加热的部位。最棒的是,空气和箱体内壁不会因为吸收了这种特定波长的光而变热。
正确的设计方式
为了应对高功率需求,我们会使用包裹在石英中的钨丝作为加热元件。同时,还会使用金或铝制反射器来确保热量集中于目标位置,避免能量散失到其他地方。需要记住的一点是:必须根据目标物的质量来选择合适的功率。更高的功率虽然能更快达到所需温度,但如果PID控制装置设置不当,就有可能导致温度超过设定值。
难点所在
安装过程并非“设置好后就不用管了”这么简单。必须非常精确地操作。如果误差稍大一点,热量就会传到手套箱的墙壁上,而不是工件上,那样就违背了设计的初衷。另外,还要记住,这些灯会随着时间的推移而老化。几千小时的使用后,灯丝的性能会下降,其光谱输出也会发生变化,从而影响加热速度。我的建议是:设计出便于更换部件的固定装置,这样就能轻松进行维护,从而将停机时间降到最低。