ทำไมตัวสะท้อนแสงอลูมิเนียมถึงมีความสำคัญในระบบ IR
หากคุณเคยจัดการกับปัญหาการไหลเวียนของอากาศร้อนมาก่อน คุณคงรู้ดีว่ามันเป็นเรื่องยากแค่ไหน คือเราต้องทำให้อากาศร้อนขึ้น จากนั้นอากาศนั้นจึงนำความร้อนไปสู่ชิ้นงาน และเราก็ต้องรออีก ในกระบวนการผลิตสารกึ่งตัวนำ การรอนี้เป็นสิ่งที่ทำให้กระบวนการช้าลงอย่างมาก
การใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดสามารถแก้ปัญหานี้ได้ เพราะไม่จำเป็นต้องใช้อากาศเป็นตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงาน แต่สามารถส่งพลังงานไปยังชิ้นงานโดยตรงผ่านรังสี แต่มีข้อจำกัดอยู่อย่างหนึ่ง นั่นก็คือ หากต้องการให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดโดยไม่ให้พลังงานสูญเสียไป ก็จำเป็นต้องใช้ตัวสะท้อนแสงอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง
หลักการทางฟิสิกส์
ลองนึกถึงหลอดไฟอินฟราเรดดูสิ หลอดไฟนี้จะปล่อยพลังงานออกมาในทุกทิศทาง 360 องศาเลยทีเดียว หากไม่มีตัวสะท้อนแสง พลังงานครึ่งหนึ่งก็จะสูญเสียไปเปล่าๆ ซึ่งเป็นการสูญเสียที่น่าเสียดายมาก
เราใช้อลูมิเนียมเพราะมันมีคุณสมบัติในการสะท้อนแสงอินฟราเรดได้ดีมาก เมื่อเรานำอลูมิเนียมมาปรับรูปร่างให้เป็นรูปพาราโบลาหรือรูปรี เราก็สามารถนำพลังงานที่สูญเสียไปกลับมาใช้ได้อีกครั้ง
การประหยัดเวลา (และประหยัดพลังงาน)
ระบบอากาศร้อนมีคุณสมบัติที่เรียกว่า “ความเฉื่อยทางอุณหพลศาสตร์” หากต้องการปรับอุณหภูมิ ก็ต้องรอให้อากาศในห้องเปลี่ยนแปลงไปก่อน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ช้ามาก
แต่การใช้ความร้อนแบบอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป มันสามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว
สำหรับผู้ที่ทำงานในกระบวนการผลิตสารกึ่งตัวนำ นี่คือข้อได้เปรียบที่แท้จริง คือคุณไม่จำเป็นต้องรอให้พัดลมทำงานเพื่อเคลื่อนที่อากาศ แต่สามารถส่งพลังงานไปยังชิ้นงานได้โดยตรง นั่นหมายความว่าคุณสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้เร็วขึ้น ลดอุณหภูมิได้เร็วขึ้น และสามารถผลิตชิ้นงานได้มากขึ้น
ข้อควรรู้เกี่ยวกับข้อเสีย
ตัวสะท้อนแสงเหล่านี้ไม่ใช่สิ่งที่สามารถติดตั้งแล้วลืมมันได้
หลอดไฟที่มีความเข้มสูงจะมีความร้อนสูงมาก หากตัวสะท้อนแสงมีรูปร่างที่แคบเกินไป ก็อาจทำให้ความร้อนสะสมอยู่ที่ปลายหลอดไฟได้ ซึ่งจะทำให้หลอดไฟเสียหายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องหาจุดสมดุลระหว่างการสะท้อนแสงที่มีประสิทธิภาพกับการรักษาอุณหภูมิของหลอดไฟให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม
และอีกสิ่งหนึ่งที่ควรระวังคือต้องตรวจสอบพื้นผิวของตัวสะท้อนแสงทุกๆ หกเดือน หากพื้นผิวเริ่มดูเงามัวลง ประสิทธิภาพในการสะท้อนแสงก็จะลดลง และหลอดไฟก็จะต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อให้ได้อุณหภูมิเดิม ซึ่งจะทำให้หลอดไฟเสียหายเร็วขึ้น ดังนั้นจึงควรรักษาพื้นผิวให้เงางามเสมอ เพื่อให้หลอดไฟสามารถทำงานได้ต่อไป