Як правильно контролювати температуру під час виробництва карбонових нанотрубок
Якщо ви намагаєтесь створити сучасний завод, вам потрібно припинити думати про способи нагріву, які використовувалися 20 років тому. Забудьте про ті старомодні конвективні печі, які потребують багато часу для нагріву. Коли ви працюєте з карбоновими нанотрубками, вам потрібен більш швидкий та точний спосіб нагріву.
Саме тут на допомогу приходять системи інфрачервоного випромінювання високої щільності.
Чому саме інфрачервоне випромінювання ефективне
При вирощуванні карбонових нанотрубок важливо підтримувати точну температуру протягом усього процесу. Ми використовуємо випромінювачі короткохвильового інфрачервоного випромінювання – вони не марнують часу на нагрівання повітря в камері. Натомість вони направляють енергію безпосередньо на матеріал, на якому відбувається процес вирощування нанотрубок. Це значно прискорює процес нагріву, а також дозволяє уникнути необхідності використання великої кількості простору для розміщення обладнання. Крім того, оскільки все є цифровим, ми можемо в реальному часі контролювати температурні зони та коригувати потужність випромінювача в залежності від даних датчиків.
Як зробити обладнання „розумним“
„Розумний“ завод – це не просто наявність сучасного нагрівача. Це також здатність нагрівача взаємодіяти з рештою обладнання. Ми підключаємо ці системи до контролерів типу PID, щоб температура залишалась стабільною. Шляхом регулювання потужності можна повністю синхронізувати процес нагріву з швидкістю руху конвеєра чи швидкістю подачі матеріалу. Це допомагає уникнути ситуації, коли температура перевищує необхідний рівень. Якщо температура буде занадто високою, це може пошкодити каталізатор чи саму структуру карбонових нанотрубок. І ніхто не хоче втрачати цілий запас продукції через неправильну роботу нагрівача.
Проблеми, пов’язані з інженерією
Слід пам’ятати, що системи інфрачервоного випромінювання високої потужності виробляють велику кількість тепла. Тож необхідно правильно продумати систему охолодження. Якщо система відведення тепла не зможе ефективно виводити тепло від електроніки, контрольні блоки будуть перегріватися та припинять функціонування. Це призводить до втрати часу на виробництво. Щоб полегшити ситуацію, ми розробляємо системи, які дозволяють легко замінювати елементи. Коли лампа перестає працювати, її достатньо просто замінити на нову. Не потрібно розбирати всю систему. Крім того, цифровий двійник постійно контролює стан лампи, тож ви завжди будете знати, коли настав час її заміни.