چگونه حسگرهای هیدروژن را به درستی طراحی کنیم: چرا از روش خشککردن با نور مادون قرمز استفاده میکنیم؟
هنگام ساخت حسگرهای هیدروژن، باید تعادل دقیقی برقرار کرد؛ یعنی نیاز به گرمای کافی برای خشک شدن جوهرهای رسانا و چسبها وجود دارد، اما اگر گرمای بیش از حدی اعمال شود، غشای حسگر آسیب خواهد دید. این یک تعادل بسیار حساس است.
به همین دلیل، ما دیگر از روشهای سنتی گرمایشی استفاده نمیکنیم و به جای آن از روش خشککردن با نور مادون قرمز استفاده میکنیم. در این روش، نور مادون قرمز مستقیماً به مواد تأثیر میگذارد؛ این روش تمیزتر، سریعتر بوده و با اصول تولید بدون سرب و سازگارتر است.
مشکلات روش گرمایش سنتی
فکر کنید به یک فر معمولی؛ برای گرم کردن یک حسگر کوچک، باید کل فضای فر را گرم کرد. این کار منجر به هدر رفتن انرژی میشود؛ علاوه بر این، اغلب لبههای مواد نیز بیش از حد خشک میشوند.
اما روش نور مادون قرمز متفاوت است؛ این روش از تابشهای موج کوتاه برای شروع واکنشات شیمیایی استفاده میکند. بهترین نکته این است که میتوانیم طول موج نور را متناسب با نوع چسب یا جوهری که استفاده میکنیم، تنظیم کنیم؛ بدین ترتیب، گرما دقیقاً در جای مناسب خود باقی میماند.
مشکلات مربوط به مواد بدون سرب
تغییر به مواد بدون سرب آنقدر ساده نیست؛ این مواد معمولاً نقطه ذوب بالاتری دارند و ویسکوزیته متفاوتی دارند.
اگر از فرهایی با گرمایش آهسته استفاده کنید، مواد ممکن است قبل از خشک شدن، نامنظم پخش شوند؛ این موضوع برای دقت کار بسیار مشکلساز است. اما روش نور مادون قرمز، دمای مورد نظر را در عرض چند ثانیه به دست میآورد؛ علاوه بر این، نیاز به استفاده از حلالهای آلی نیز از بین میرود.
معایب این روش
البته، خشککردن سریع، جادویی نیست؛ اگر مراقب نباشید، لامپهای نور مادون قرمز میتوانند نقاط گرمایی ایجاد کنند. اگر ضخامت مواد بسیار کم باشد، ممکن است ویفر دچار تغییر شکل شود یا غشای حسگر ترک بخورد. این یک ریسک واقعی است.
باید دقت زیادی در سرعت حرکت مواد و فاصله لامپها از مواد داشته باشید؛ اگر با موادی که به گرما حساس هستند کار میکنید، پیشنهاد میکنم از روش نور مادون قرمز پالسی استفاده کنید؛ این روش از شوکهای حرارتی ناگهانی جلوگیری میکند.
یک نکته دیگر: اگر این حسگرها را در اتاقهای تمیز قرار میدهید، از کابلهای محافظتشده استفاده کنید؛ در غیر این صورت، ممکن است اختلالات الکترومغناطیسی باعث اختلال در عملکرد الکترونیکی حسگرها شود.
اما وقتی که تنظیمات انرژی درست انجام شود، اندازه فضای مورد نیاز برای نصب حسگرها بسیار کم خواهد بود؛ این موضوع باعث میشود که کارخانه کمتر شلوغ به نظر برسد.