در زمینه تحقیق و توسعه باتری لیتیومی، بسته بندی نیمه هادی، یا سنتز مواد، نوسانات دما در داخل جعبه های دستکش ممکن است مستقیماً بر عملکرد مواد و حتی موفقیت یا شکست آزمایش ها تأثیر بگذارند. چه عواملی بر تغییرات دمای داخل جعبه دستکش تأثیر می گذارد؟ چگونه دمای داخل جعبه دستکش را به طور دقیق اندازه گیری کنیم؟ چگونه دمای داخل جعبه دستکش را دقیقاً کنترل کنیم؟
عوامل موثر بر تغییرات دمای داخل جعبه های دستکش
1. هدایت دمای محیطی
رسانایی حرارتی مواد بدنه جعبه دستکش می تواند باعث نفوذ دمای خارجی شود و در نتیجه بر دمای داخل جعبه تأثیر بگذارد (ضریب هدایت حرارتی فولاد ضد زنگ 304 حدود 16.3W/(m · K) است). در تابستان یا زمستان، اگر دمای داخل خانه بیش از حد نوسان داشته باشد، به طور غیر مستقیم بر دمای داخل جعبه دستکش تأثیر می گذارد.
2. تجهیزات خود گرمایش
پنکه در گردش، پمپ خلاء و ماژول گرمایش یکپارچه (مانند دستگاه رسوب بخار) جعبه دستکش در حین کار گرما تولید می کند و به طور غیرمستقیم بر تغییرات دمای داخل جعبه تأثیر می گذارد.
3. دخالت انسان در عملیات
هر بار که انبار انتقال برای انتقال اقلام باز می شود، همچنین می تواند باعث اختلاف دمای آنی شود و عملیات مکرر ممکن است باعث تغییرات دما در داخل جعبه شود. اگر آزمایشی است که نیاز به انتقال مکرر اقلام دارد، می توان از سیستم انتقال نمونه خودکار برای کاهش مداخله دستی استفاده کرد.
4. تابش نور
نور با شدت بالا یا نور مستقیم خورشید در آزمایشگاه ها یا کارگاه های تولیدی نیز می تواند باعث گرم شدن جعبه دستکش شود و دمای داخل جعبه را تحت تاثیر قرار دهد.
نحوه اندازه گیری دقیق دمای داخل جعبه دستکش
1. دماسنج مادون قرمز
دماسنج مادون قرمز یک ابزار اندازه گیری دما بدون تماس است که می تواند دمای داخل جعبه دستکش را با اندازه گیری تابش مادون قرمز روی سطح جعبه دستکش (مانند یک پنجره مشاهده شفاف) تخمین بزند. البته لازم به ذکر است که دقت دماسنج های مادون قرمز ممکن است تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند جنس، رنگ، ضخامت و دمای محیط سطح جعبه دستکش قرار گیرد.
2. ساخته شده در سنسور دما
سنسورهای درجه حرارت حرفه ای مانند ترمیستور یا ترموکوپل می توانند دمای داخل جعبه دستکش را به دقت اندازه گیری کنند. سنسورها معمولاً همراه با دیتالاگرها یا سیستمهای جمعآوری داده برای نظارت و ثبت دادههای دما در زمان واقعی استفاده میشوند.
دمای نادرست داخل جعبه دستکش چه تاثیری خواهد داشت
1. باعث کاهش خواص مواد می شود
دمای نادرست داخل جعبه دستکش ممکن است منجر به کیفیت کریستالی ناهموار لایههای پروسکایت شود که منجر به نقص و کاهش راندمان تبدیل فوتوالکتریک سلولهای پروسکایت میشود. در آزمایشهای باتری فلزی لیتیوم، اگر دمای داخل جعبه بیش از حد بالا باشد، ممکن است رشد دندریتهای لیتیوم را تسریع کند، در حالی که اگر دما خیلی پایین باشد، امپدانس رابط را افزایش میدهد و در نهایت منجر به کوتاه شدن عمر چرخه باتری و حتی باعث اتصال کوتاه یا فرار حرارتی میشود.
2. واکنش شیمیایی خارج از کنترل
در برخی از آزمایشات واکنش شیمیایی، تغییرات دما نیز می تواند تأثیر قابل توجهی داشته باشد. برای مثال، در آزمایشهای واکنش کاتالیزوری نامتقارن، اگر دما خیلی بالا باشد، ممکن است واکنشهای جانبی را تسریع کند و منجر به کاهش گزینشپذیری محصول شود. اگر انتقال دما اتفاق بیفتد، ممکن است منجر به سرعت واکنش کند، طولانی شدن زمان واکنش و غیرفعال شدن کاتالیزور شود. نوسانات دما می تواند منجر به انتخاب واکنش ناپایدار شود و نتایج هر آزمایش قابل مقایسه نیست.
نحوه کنترل دقیق دمای داخل جعبه دستکش
1. تهویه مطبوع را روشن کنید
تهویه مطبوع را در آزمایشگاه یا کارگاه تولید روشن کنید تا دمای اتاق متعادل بماند و تأثیر دمای خارجی بر دمای داخلی کاهش یابد.
2. ماژول کنترل دما یکپارچه
سیستم های تهویه مطبوع یا سایر سیستم های کنترل دما را در جعبه دستکش ادغام کنید، با سنسورهای دما کار کنید و با سیستم کنترل دما ترکیب کنید تا به طور خودکار دمای داخل جعبه را تنظیم کنید. در محیط های با دمای پایین، دمای داخل جعبه دستکش را می توان توسط بخاری افزایش داد. در محیط های با دمای بالا، کولر می تواند دمای داخل جعبه دستکش را کاهش دهد.
3. حمام گردش خارجی
سیال انتقال حرارت در گردش (آب/روغن سیلیکون) از طریق لایه میانی جعبه یا سیم پیچ داخلی که توسط یک حمام خارجی کنترل می شود.
4. سیستم خنک کننده/پیش گرمایش گاز
جعبه دستکش مورد استفاده در زمینه فرآیند با دمای بالا همچنین می تواند یک مبدل حرارتی را در مسیر تصفیه گاز جعبه دستکش اضافه کند تا پیش تصفیه دمایی گاز ورودی را انجام دهد.
5. پلت فرم مدیریت هوشمند
با ادغام سنسورهای دما، تهویه مطبوع و سیستم های گردش خون از طریق اینترنت اشیا، می توان به کنترل از راه دور دست یافت. هنگامی که دما فراتر از مقدار از پیش تعیین شده تغییر می کند و سیستم کنترل دما به طور خودکار تنظیم نمی شود، تلفن همراه یادآوری برای بررسی و تنظیم به موقع دریافت می کند و از خرابی های آزمایشی ناشی از تغییرات دما جلوگیری می کند.
