در ساخت سنسورهای بیولوژیکی، نباید انرژی حرارتی را هدر داد. اگر تا به حال در ساخت سنسورهای بیولوژیکی فعالیت کردهاید، میدانید که گرما هم بهترین دوست و هم بدترین دشمن ماست.
یکی از مشکلات بزرگ در طراحی ابزارها، گرمای تولید شده در دیوارههای داخلی ابزار است؛ این گرما باعث میشود دیوارههای داخلی ابزار به منابع گرمایی عظیمی تبدیل شوند. این کار باعث هدر رفت انرژی میشود؛ علاوه بر این، باعث میشود بدنه دستگاه برای کسی که آن را کنترل میکند، بسیار گرم شود، و این امر میتواند دمای فرآیند را کاملاً از کنترل خارج کند.
راهحل: راهحل بسیار ساده است: دیگر نباید همه چیز را گرم کنیم، بلکه باید فقط بخشهای خاصی را گرم کنیم. به جای استفاده از لامپهای معمولی که انرژی را در تمام جهات پخش میکنند، از لامپهای مادون قرمز با طول موج تنظیمشده و بازتابندههای ویژه استفاده میکنیم. این کار مانند تغییر از لامپ روشنایی به فلاش است؛ با تنگ کردن پرتو نور، میتوانیم تمام انرژی را مستقیماً به سمت سطح مورد نظر هدایت کنیم.
نگه داشتن دستگاه در دمای مناسب: لامپهای مادون قرمز با توان بالا، انرژی زیادی تولید میکنند؛ اگر بازتابندهها به درستی تنظیم نشوند، نقاط گرم خاصی ایجاد میشود که میتواند قطعات داخلی دستگاه را آسیب بزند. ما زمان زیادی را صرف تنظیم پرتو نور لامپها میکنیم تا اطمینان حاصل کنیم که انرژی به درستی هدایت میشود.
معایب: البته این راهحل جادویی نیست؛ وقتی پرتو نور تنگ میشود، شدت انرژی در نقطه تمرکز افزایش مییابد. اگر سطح مورد نظر کمی کج باشد یا محور Z کمی انحراف داشته باشد، گرمایش در سنسور ناهمگون خواهد بود. بنابراین باید نقطه تعادل مناسب بین زاویه پرتو و تحملات مکانیکی دستگاه را پیدا کنیم؛ در غیر این صورت، نقاط گرمی روی سطح سنسور ایجاد خواهد شد. باور کنید، تنظیم دقیق فاصله لامپ از سنسور، چیزی است که حتماً نباید نادیده گرفته شود.