كيفية تحقيق درجة الحرارة المناسبة لأجهزة الاستشعار البيولوجية على الرقائق
عند بناء أجهزة الاستشعار البيولوجية على الرقائق، يجب أن تكون درجة الحرارة مضبوطة بدقة. إذا كانت درجة الحرارة غير مناسبة، فإن ذلك سيؤدي إلى استهلاك كمية كبيرة من الطاقة، وسيكون عليك أن تتمنى أن يتم تثبيت درجة الحرارة بشكل متساوٍ. وهذا أمر مزعج للغاية.
لذلك نستخدم مرايا مغطاة بالذهب. قد يبدو الأمر معقدًا، لكن الهدف بسيط: التأكد من أن كل واط من الطاقة يصل إلى الرقاقة، بدلاً من أن يضيع في الآلة نفسها.
لماذا الذهب؟
يستخدم معظم الناس مرايا من الألومنيوم، لكن المشكلة هي أن الألومنيوم يمتص كمية كبيرة من الطاقة. لذلك نستخدم طبقة من الذهب عالي النقاء بدلاً من ذلك.
الذهب ممتاز في انعكاس الأشعة تحت الحمراء. بدلاً من أن تذهب الحرارة إلى جسم الآلة وتسخّن الغرفة، فإن الحرارة تُوجه نحو الرقاقة. وهذا يعني أنه يمكن الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة بسرعة، كما أن فاتورة الطاقة تظل منخفضة.
التعامل مع الأماكن الضيقة
عادةً ما تكون خطوط الاستشعار البيولوجية مزدحمة، ولا يوجد مكان للمعدات الضخمة. لذلك نصمم هذه الأجهزة بحيث يمكنها توليد كمية كبيرة من الحرارة في مساحة صغيرة جدًا.
بفضل تركيز الأشعة تحت الحمراء، يمكن التغلب على النقاط الباردة. وبذلك يمكن الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة دون تلف باقي الرقاقة. إنه توازن دقيق، لكنه فعال.
التضحيات الضرورية
ليس كل شيء سهلاً. فالانعكاس العالي يعني تدفق حراري أعلى بكثير، وهذا يضع ضغطًا كبيرًا على الأغلفة الزجاجية المستخدمة في الأجهزة.
إذا كنت تستخدم هذه الأجهزة لفترات طويلة، فعليك مراقبة أطراف الأنابيب. إذا بدأت تتغير لونها إلى اللون الداكن، فهذا يعني أنه حان الوقت للتدخل.
ومن الضروري أيضًا الحفاظ على نظافة المرايا. حتى أدنى كمية من الغبار أو الشوائب يمكن أن تؤثر سلبًا على قدرة المرايا على الانعكاس. عند حدوث ذلك، يضطر النظام إلى استخدام تيار كهربائي أكبر للحفاظ على درجة الحرارة، مما يؤدي إلى تلف الأجهزة بشكل أسرع.
نصيحة أخيرة: يجب ربط هذه الأجهزة بجهاز تحكم PID مستقر. لأن الانعكاس فعال جدًا، فإن أي ارتفاع طفيف في الجهد يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع سريع جدًا في درجة حرارة الرقاقة. يجب أن يكون الأمر مستقرًا، وليس متقلبًا.