왜 우리는 바이오센서 제작에 오븐을 더 이상 사용하지 않는가?
바이오센서를 만드는 것은 균형을 잘 맞춰야 하는 작업입니다. 폴리머를 경화시키고 화학적 반응을 유도하기 위해서는 충분한 열이 필요하지만, 너무 과도한 열을 가하면 센서 자체가 손상됩니다.
오랫동안 전통적인 대류식 오븐이 주로 사용되었습니다. 하지만 솔직히 말해, 작은 센서를 따뜻하게 하기 위해 거대한 공간을 가열하는 것은 시간과 에너지의 낭비입니다. 그래서 우리는 특수한 적외선 램프 시스템을 사용하게 되었습니다.
중요한 것은 열이 어디로 가는가 하는 점입니다.
오븐의 경우, 먼저 방 전체가 따뜻해지고, 그 다음에 공기가 따뜻해지며, 마지막으로 센서 부분이 따뜻해집니다. 반면 적외선 램프는 센서 표면에 직접 열을 가합니다.
이 방식은 매우 빠릅니다. 준비 시간을 몇 시간에서 단 몇 초로 줄일 수 있습니다. 전체 공간이 아닌 센서 부분만 가열하기 때문에 전력 비용도 줄어듭니다. 이렇게 해서 공장을 더 친환경적으로 만들 수 있습니다.
문제점과 그 해결 방법
물론, 아무 램프나 센서에 사용할 수는 없습니다. 사용하는 재료에 맞는 적절한 파장의 램프를 선택해야 합니다. 열이 깊숙이 스며들어야 한다면 단파 적외선을 사용하고, 표면만 경화시키면 된다면 중파 적외선을 사용합니다.
하지만 문제는, 제대로 된 냉각 시스템이 없다면 과도한 열로 인해 센서의 외관이 손상될 수 있다는 것입니다. 이를 해결하기 위해 우리는 클로즈드-루프 PID 컨트롤러를 사용합니다. 이 장치는 온도가 너무 높아지는 것을 방지하는 역할을 합니다.
공간 활용의 효율성
이러한 방식의 가장 큰 장점은 공간을 훨씬 더 효율적으로 활용할 수 있다는 점입니다. 크기가 큰 오븐들은 많은 공간을 차지하지만, 적외선 램프를 사용하면 소형 컨베이어 라인에 설치할 수 있습니다. 설비가 줄어들면 클린룸 내의 공간도 더 넓어집니다. 또한, 방 안으로 들어오는 열이 줄어들기 때문에 HVAC 시스템도 그다지 열심히 작동할 필요가 없습니다.
유지보수도 매우 간단합니다. 램프가 점점 약해지면 그냥 교체해주면 됩니다. 정말 간단합니다.