在这些设备中使用蚀刻箔加热器提供了固有的优势,即可以无限准确地分配功率,从而使设备更可靠。通过消除导线故障,设备更安全,运行温度更低,使用寿命更长。蚀刻箔片加热器可提供各种介电封装,以满足不断变化的温度要求,并为要求低除气量和耐辐射,耐化学药品和耐溶剂的应用提供解决方案。
一家为生命科学市场提供实验室仪器的制造商正在开发一种新型杂交炉,该杂交炉可用于研究DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)应用的分子生物学家。该公司的早期烤箱概念采用了标准的线圈电阻丝加热系统。当紧密缠绕的聚热丝螺旋不断失效时,出现了一个主要问题。使可靠性问题更为复杂的是,线圈的作用就像弹簧一样。当元件破裂时,它将接触烤箱内的导电组件。不仅加热器短路,而且可靠性故障也成为烤箱操作人员的危险。该公司联系了马萨诸塞州塞勒姆的热电路公司,以帮助诊断问题的原因并制定解决方案。
圣柏林的首要任务是进行根本原因分析,以确定造成可靠性问题的原因。热电路工程师检查了发生故障的单元,并确定标准的裸线元件不足以完成这项工作。现有电线元件的运行超出其热限制。为了纠正这种情况,圣柏林建议使用蚀刻箔元件。
由于箔轨道覆盖的较大表面积,蚀刻箔元件能够以非常高的密度工作。通过在电阻合金箔中酸蚀电路来创建该元素。此过程可确保出色的电路图案可重复性,并允许在加热器区域内设计复杂的热分布图案。通过不将功率限制在紧密螺旋的线圈中,蚀刻箔元件加热系统运行温度更低,使用寿命更长,而功率仍然相同。蚀刻箔元件还提供更快的热传递,从而在大功率应用中延长了加热器的使用寿命。
当较短的导体覆盖元件的较大表面积时,蚀刻箔元件的设计固有地减小了元件本身的应力,使其断裂的可能性较小,并提高了可靠性。另外,蚀刻箔元件增加了额外的安全性,因为导线被电介质绝缘覆盖,从而在任何情况下都不允许箔元件短路。
热电路工程师还确定,如果将新元件包装为强制对流组件,则该应用中的性能,可靠性和安全性将进一步提高。新的强制对流包装是通过在杂交烤箱现有的松饼风扇上加装两个同心圆筒来实现的。具体地,通过将??加热元件本身形成为管来构造较小的内筒。外部较大的圆柱体具有双重性质。它可以引导空气流动,类似于风管,并提供绝缘外壳,以提高安全性。
圣柏林的最终建议是将热熔断器作为一种故障安全措施,以使UL能够识别杂交箱。如果风扇或温度控制系统等任何其他组件出现故障或气流受到限制,此附加功能可保护整个杂交炉。保险丝的位置经过精心设计,可在故障情况下跳闸,从而导致设备在烤箱达到正常工作范围外的温度之前关闭设备。该措施以最小的成本大大提高了设备??的安全性。
通过以更热响应和更安全的设计解决可靠性问题,圣柏林解决方案带来了革命性的设计改进,为客户带来了可持续的竞争优势–显着提高了加热和冷却的速度。虽然其他孵化器可能需要多达45分钟的时间才能从环境温度加热到65摄氏度,但这台新烤箱仅需5到15分钟,具体取决于热负荷。