تحقيق درجة الحرارة المناسبة لتصنيع الأنابيب النانوية الكربونية
إذا كنت ترغب في بناء مصنع حديث، فعليك التوقف عن التفكير في طرق التسخين التقليدية المستخدمة منذ عشرين عامًا. انسَ تلك الأفران التقليدية التي تحتاج إلى وقت طويل للتسخين. عند العمل مع الأنابيب النانوية الكربونية، نحتاج إلى طريقة تسخين أسرع وأكثر دقة.
هنا يأتي دور أنظمة الأشعة تحت الحمراء عالية الكثافة.
لماذا تعمل أنظمة الأشعة تحت الحمراء بشكل فعال؟
المشكلة في عملية نمو الأنابيب النانوية الكربونية هي الحاجة إلى الوصول إلى درجة حرارة معينة والبقاء فيها. نستخدم مصادر الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة، لأنها لا تضيع الوقت في تسخين الهواء داخل الغرفة. بدلاً من ذلك، ترسل الطاقة مباشرة إلى السطح المراد تسخينه. هذا يوفر وقتًا كبيرًا، كما أن المعدات لا تحتاج إلى احتلال نصف الغرفة. بالإضافة إلى ذلك، بما أن كل شيء يتم تحديده رقميًا، يمكننا تحديد مناطق التسخين في الوقت الفعلي وتعديل مستوى الطاقة حسب ما تخبرنا به الحساسات.
كيفية جعل النظام “ذكيًا” فعلاً؟
المصنع الذكي لا يعني مجرد شراء جهاز تسخين فاخر، بل يعني أيضًا كيفية تواصل هذا الجهاز مع باقي المعدات. نربط أنظمة الأشعة تحت الحمراء بأجهزة التحكم القائمة على PLC، حتى لا تتغير درجة الحرارة. من خلال تعديل مستوى الطاقة، يمكننا تنسيق عملية التسخين مع سرعة حركة النقل أو سرعة إدخال المواد المراد تسخينها. هذا يساعدنا على تجنب مشكلة تجاوز درجة الحرارة المطلوبة. إذا ارتفعت درجة الحرارة كثيرًا، فقد يتلف الكاتاليزاتور أو تتلف بنية الأنابيب النانوية الكربونية. ولا أحد يريد أن يضيع دفعة كاملة من المنتجات بسبب جهاز التسخين الذي يعمل بشكل مفرط.
الواقع المعقد في هندسة الأنظمة
يجب أن نتذكر أن أنظمة الأشعة تحت الحمراء ذات القدرة العالية تنتج كمية هائلة من الحرارة. لذلك، يجب أن نتأكد من أن أنظمة التبريد تعمل بشكل صحيح. إذا لم يتمكن نظام التبريد من إزالة الحرارة من الأجهزة الإلكترونية، فإن الأجهزة ستتعرض للحرارة الزائدة وتتوقف عن العمل. هذا يعتبر ضياعًا ليوم كامل من الإنتاج.
لتسهيل الأمور، نصمم هذه الأنظمة بحيث يمكن استبدال اللمبات بسرعة. عندما تتعطل لمبة ما، يكفي استبدالها بلمبة جديدة، دون الحاجة إلى فك النظام بأكمله. في الوقت نفسه، يقوم النظام الرقمي بمراقبة حالة اللمبات، حتى نعرف متى يحين وقت استبدالها قبل أن تتعطل تمامًا.