توقفوا عن السماح بتسرب الحرارة من أجهزة التسخين إلى كل مكان.
المشكلة في مصابيح الأشعة تحت الحمراء هي أنها تطلق الحرارة في جميع الاتجاهات. في غرف التصنيع باستخدام أشباه الموصلات، فإن أي طاقة لا تصيب الرقاقة تُعتبر هدرًا.
لكن المشكلة ليست مجرد هدر للطاقة؛ فالحرارة الزائدة تؤثر سلبًا على الأجزاء الداخلية للآلة. إذا ارتفعت درجة حرارة الجهاز إلى درجة يمكن أن تؤدي إلى حروق، فهذا يعني أن هناك مشكلة في توجيه الحرارة.
توجيه الحرارة إلى المكان المناسب
نحل هذه المشكلة باستخدام مرايا دقيقة. يمكن اعتبار ذلك بمثابة تغيير شكل الضوء بدلاً من انعكاسه فقط.
عن طريق وضع حاجز بارابولي – عادةً مغلف بالذهب أو الألومنيوم – خلف المصباح، نضمن أن تصل كل طاقة الأشعة تحت الحمراء إلى الرقاقة مباشرة. في الواقع، نحن نحول المصباح العادي إلى شعاع مركز.
النتيجة؟ توزيع حراري أفضل بكثير. تصل الرقاقة إلى درجة الحرارة المطلوبة بسرعة، ويظل هيكل الجهاز باردًا عند لمسه.
اختيار المواد المناسبة (وتجنب المشاكل)
يعتمد اختيار المواد على طول الموجة. المرايا المغلفة بالذهب هي الخيار المثالي للأشعة تحت الحمراء ذات الموجات الطويلة، لكنها تكلف الكثير. أما بالنسبة للأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة، فإن الألومنيوم المصقول يكون كافيًا.
لكن المشكلة تكمن في أن هذه المرايا يجب أن تتحمل درجات حرارة عالية دون أن تتشوه. إذا تغير شكل المرآة بمقدار بضعة ملليمترات بسبب التمدد الحراري، فإن توزيع الحرارة سيتأثر. ستظهر نقاط ساخنة على الرقاقة، مما قد يؤدي إلى تلف الرقاقة.
العمل في الواقع العملي
توجيه الحرارة بشكل صحيح يساعد أيضًا في تحسين أداء أنظمة التبريد في المصنع. بما أن الحرارة لا تتسرب في كل مكان، فإن أنظمة التبريد لا تحتاج إلى بذل جهد كبير للتعامل مع الحرارة الزائدة.
لكن يجب الانتباه إلى أن تركيز الحرارة يزيد من شدتها على الرقاقة. يجب إيجاد التوازن المناسب بين منحنى المرآة وقوة المصباح. إذا زدت من قوة المصباح دون تعديل نقطة التركيز، فقد تتضرر حواف الرقاقة. الأمر كله يتعلق بالتوازن.