Tại sao bức xạ hồng ngoại lại vượt trội hơn không khí nóng trong việc chế tạo cảm biến sinh học?
Khi chế tạo cảm biến sinh học, việc kiểm soát quá trình làm khô và xử lý vật liệu là yếu tố then chốt. Nhiều xưởng sản xuất vẫn sử dụng phương pháp sấy bằng không khí nóng – tức là sử dụng những lò nướng lớn để thổi không khí nóng vào vật liệu cần xử lý. Nhưng nếu bạn từng phải chờ đợi máy móc đạt đúng nhiệt độ mong muốn, bạn sẽ hiểu rõ điểm yếu của phương pháp này: đó chính là thời gian chờ đợi.
Vấn đề nằm ở cách mà nhiệt được truyền đi.
Với phương pháp sấy bằng không khí nóng, bạn phải chờ đợi cho đến khi không khí được làm nóng, sau đó mới có thể sử dụng không khí đó để làm nóng vật liệu. Đây là một quá trình chậm chạp. Thời gian chờ đợi này khiến công việc bị trì trệ.
Ngược lại, bóng đèn hồng ngoại hoạt động theo cách khác. Chúng không cần lo lắng về không khí; chúng chỉ cần phát ra bức xạ điện từ trực tiếp vào vật liệu cần xử lý. Chúng ta thường sử dụng bóng đèn hồng ngoại bước sóng ngắn hoặc trung bình. Vì năng lượng được truyền trực tiếp vào vật liệu, nên thời gian chờ đợi để vật liệu đạt đúng nhiệt độ sẽ giảm xuống mức tối thiểu.
Thời gian xử lý vật liệu từ vài phút giảm xuống còn vài giây. Đó là sự khác biệt rất lớn.
Ngoài ra, còn có vấn đề về diện tích sử dụng.
Lò nướng sấy bằng không khí nóng chiếm rất nhiều diện tích. Bạn cần một buồng lớn để duy trì nhiệt độ ổn định. Trong khi đó, các bóng đèn hồng ngoại lại có kích thước nhỏ. Bạn có thể đặt chúng ngay trên dây chuyền sản xuất, giúp tiết kiệm rất nhiều không gian trong phòng thí nghiệm.
Hơn nữa, bạn cũng có thể kiểm soát tốt hơn quá trình xử lý. Bạn có thể chọn đúng bước sóng và công suất của bóng đèn để đạt được nhiệt độ mong muốn trên vật liệu. Không còn phải lo lắng về việc các mép của cảm biến bị cháy trong khi phần giữa vẫn đang trong quá trình xử lý nữa.
Nhưng mọi thứ cũng không hoàn hảo. Vẫn còn những nhược điểm.
Bức xạ hồng ngoại tuy nhanh, nhưng lại có tính “aggressive”. Vì nhiệt độ rất cao, nếu tốc độ di chuyển của vật liệu không được kiểm soát tốt, bề mặt vật liệu có thể bị cháy. Lò nướng sấy bằng không khí nóng thì có tác dụng làm giảm tác động của nhiệt độ, nhưng bức xạ hồng ngoại lại truyền toàn bộ năng lượng trực tiếp vào vật liệu.
Nếu bạn chuyển từ phương pháp sấy bằng không khí nóng sang phương pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại, bạn không thể chỉ đơn giản bật công tắc. Bạn cần điều chỉnh lại thời gian xử lý và cũng cần xem xét lại quy trình làm mát để đối phó với sự gia tăng nhiệt độ đột ngột. Bạn cần điều chỉnh chính xác các thông số liên quan đến cảm biến và tốc độ xử lý, nếu không vật liệu sẽ bị cháy.