การสร้างเซ็นเซอร์ชีวภาพด้วยเทคโนโลยี IR การทำให้แห้ง
การสร้างเซ็นเซอร์ชีวภาพนั้นเป็นเรื่องที่ต้องระมัดระวังอย่างมาก เพราะคุณต้องใช้ความร้อนในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อให้กาวและสารเคลือบแข็งตัว แต่ถ้าใช้ความร้อนมากเกินไป ก็จะทำให้ส่วนที่เป็นวัสดุชีวภาพของเซ็นเซอร์เสียหายได้ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่ต้องหาจุดสมดุลให้ได้
นั่นคือเหตุผลที่เราใช้หลอดไฟอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้น แทนที่จะใช้เตาอบขนาดใหญ่ หลอดไฟอินฟราเรดจะส่งพลังงานเข้าไปในวัสดุโดยตรง ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและไม่ก่อให้เกิดมลพิษ
การเลิกใช้วิธีเดิมๆ
อุตสาหกรรมนี้กำลังเลิกใช้วิธีการใช้สารหล่อลื่นที่มีส่วนผสมของสารตะกั่ว รวมถึงวิธีการใช้สารละลายในการทำให้วัสดุแห้ง โดยเตาอบแบบเดิมนั้นไม่มีประสิทธิภาพเลย เพราะมันจะพ่นอากาศร้อนไปทั่ว ทำให้เสียพลังงานมาก และบางครั้งยังก่อให้เกิดสิ่งปนเปื้อนที่ไม่พึงประสงค์อีกด้วย
การใช้เทคโนโลยี IR การทำให้แห้งนั้นแตกต่างออกไป เพราะเป็นวิธีการที่ “แห้ง” โดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อทำให้วัสดุระเหยหรือเกิดการเชื่อมตัวกัน โดยไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซเผาไหม้หรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีโลหะหนัก ซึ่งเป็นวิธีที่เหมาะสมกับแนวคิดการรักษาสิ่งแวดล้อม
เวทมนตร์ของพลศาสตร์ความร้อน
สิ่งที่น่าสนใจก็คือ เราสามารถปรับความยาวคลื่นของแสงอินฟราเรดได้ นั่นหมายความว่าความร้อนจะถูกส่งไปยังสารเคลือบเท่านั้น โดยไม่ส่งผลกระทบต่อวัสดุพื้นฐานของเซ็นเซอร์ นอกจากนี้ กระบวนการนี้ยังรวดเร็วมาก หลอดไฟสามารถทำให้วัสดุถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมได้ภายในไม่กี่วินาที ในขณะที่เตาอบแบบเดิมต้องใช้เวลานานมากในการอุ่นวัสดุ ซึ่งจะช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าของคุณได้
ปัญหาที่ต้องระวัง
แต่ก็ไม่ใช่ว่าจะใช้งานได้ง่ายๆ เพราะแสงอินฟราเรดที่มีความเข้มสูงอาจทำให้วัสดุเสียหายได้ หากคุณไม่ปรับความเร็วของสายพานหรือระยะห่างให้เหมาะสม คุณจะต้องใช้ตัวควบคุม PID เพื่อควบคุมพลังงานที่ใช้
นอกจากนี้ ยังมีปัญหาเรื่อง “ผลกระทบที่ขอบวัสดุ” ซึ่งขอบของเซ็นเซอร์มักจะแห้งเร็วกว่าส่วนกลาง ซึ่งเป็นปัญหาที่น่ารำคาญ โดยปกติแล้วเราจะแก้ปัญหานี้ด้วยการใช้กระจกสะท้อนเพื่อกระจายความร้อนให้ทั่ววัสดุ
สิ่งที่ดีที่สุดก็คือ คุณไม่จำเป็นต้องใช้ระบบระบายอากาศขนาดใหญ่ที่ใช้ในการทำให้วัสดุแห้งอีกต่อไป เพราะหลอดไฟอินฟราเรดสามารถใช้งานได้โดยตรงในบริเวณที่เคยเป็นช่องระบายความร้อนเดิมได้เลย