हम ऐसे स्मार्ट मीटरों के PCBs के लिए 99.99% शुद्ध क्वार्ट्ज का ही उपयोग क्यों करते हैं?
जब स्मार्ट मीटरों के लिए इन्फ्रारेड हीटिंग लैंप बनाए जाते हैं, तो ऐसा लगता है कि काँच तो बस फिलामेंट की सुरक्षा हेतु उपयोग में आने वाला एक साधारण घटक है। लेकिन वास्तव में यही सबसे महत्वपूर्ण घटक है। यही तो ऊष्मा को ठीक वहाँ पहुँचाने में मदद करता है।
यदि आप सामान्य क्वार्ट्ज का उपयोग करें, तो ऊर्जा का नुकसान होगा, एवं हीटिंग भी अपर्याप्त रहेगी। इसीलिए हम 99.99% शुद्ध सिंथेटिक क्वार्ट्ज का ही उपयोग करते हैं। हम चाहते हैं कि ऊष्मा सीधे PCB तक पहुँचे, न कि काँच में ही फंस जाए।
ऊष्मा को सही जगह पहुँचाने का विज्ञान
कम शुद्धता वाले क्वार्ट्ज में धात्विक अशुद्धियाँ एवं हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं। इन्हें तो देखा ही नहीं जा सकता, लेकिन ये इन्फ्रारेड विकिरण को अवशोषित कर लेते हैं। इसके परिणामस्वरूप ट्यूब बहुत गर्म हो जाती है, लेकिन PCB पर ऊष्मा नहीं पहुँच पाती।
लेकिन 99.99% शुद्धता वाले क्वार्ट्ज में ऐसी समस्याएँ नहीं होतीं। ऊष्मा सीधे टंगस्टन फिलामेंट से सोल्डर पेस्ट तक पहुँच जाती है। ऐसे में हीटिंग अधिक प्रभावी होती है।
दरारों को रोकना
स्मार्ट मीटरों का उत्पादन बहुत तेज गति से होता है। ऐसी स्थिति में ऊष्मा में भारी उतार-चढ़ाव होता है। सस्ते काँच ऐसे दबावों को सहन नहीं कर पाते; इससे दरारें या टूटने की समस्याएँ हो जाती हैं। लेकिन उच्च शुद्धता वाला क्वार्ट्ज ऐसे दबावों को आसानी से सहन कर लेता है। इससे लैंप लंबे समय तक काम करते हैं।
चुनौतियाँ एवं उनका समाधान
हालाँकि, इसका एक नुकसान भी है। चूँकि क्वार्ट्ज ठंडा रहता है, इसलिए ट्यूब के अंदर का दबाव एवं तापमान बदल जाता है। इससे फिलामेंट पर अतिरिक्त दबाव पड़ता है। यदि आप अत्यधिक ऊर्जा का उपयोग करें, तो फिलामेंट जल्दी ही खराब हो जाएगा। इसलिए आपको पावर सप्लाई के मापदंडों को ठीक से निर्धारित करना होगा।
हम सामग्री की शुद्धता पर ही ध्यान देते हैं… क्योंकि इससे थर्मल प्रोफाइलिंग में कोई समस्या नहीं रहती। अब आपको यह समझने की आवश्यकता ही नहीं है कि PCB का कौन-सा हिस्सा ठीक से गर्म नहीं हो रहा है… क्योंकि अब पूरे PCB पर समान एवं विश्वसनीय ऊष्मा पहुँच जाती है।