ساخت نسل جدید حسگر های حرارتی توسط مهندسان

مهندسان دانشگاه Nebraska Lincoln یا به اختصار UNL به همراه محققان آزمایشگاه علوم دریایی دست به طراحی یک حسگر حرارتی زده اند که می تواند میزان حرکت های اقیانوسی و عمق آن را اندازه گیری کند. این حسگر کاربرد های مختلفی از قبیل نظامی، زیستی و اقلیمی دارد.

فیبر نوری به کار رفته در این حسگر باعث افزایش سرعت آن شده است. Ming Han، طراح این حسگر و همچنین استادیار دانشگاه Nebraska Lincoln در رشته ی مهندسی برق، در این باره می گوید:

فیبر نوری به کار رفته در این دستگاه سرعت تشخیص کوچک ترین تغییرات دمایی را تا ۳۰ برابر سرعت نمونه های تجاری موجود در بازار افزایش داده است.

 Ming Han به همراه Guigen Liu ، فوق دکتری برق، با قرار دادن یک میله ی سیلیکونی کوچک بر روی سیلیکای گداخته شده به نتایجی رسیدند. سیلیکای گداخته شده اغلب در ساخت حسگر های حرارتی به کار می رود. با این کار میله ی سیلیکونی یک تغییر شیمیایی کرده و با اندکی تغییر دما، چگالی اش نیز تغییر می کند. این تغییر چگالی Han و گروهش را در تشخیص تغییرات دما یاری می دهد. یکی از نقاط قوت سیستم یاد شده این است تغییر چگالی سیلیکون بسیار سریع رخ می دهد.

Hanدر ادامه خاطر نشان کرد:

بهترین گزینه برای در آزمایش ما، سیلیکون است. ما هم اکنون از سیلیکون برای ساخت انواع ریز پردازنده ها (میکرو پروسسور) و پردازشگر ها بهره برده ایم و خواهیم برد. سیلیکون ده ها سال است که برای ساخت این تراشه ها استفاده می شود. ما هم از این سهل الوصول بودن سیلیکون استفاده کردیم و از آن در آزمایش خود بهره بردیم.

همچنین لازم به ذکر است که این گروه روشی را در پردازش ابداع کرده اند که به کمک آن می توان نویز های موجود در طول موج سیگنال خروجی از حسگر را بطور محسوسی کاهش داد. این روش می تواند گامی به جلو در حوزه ی حسگر ها باشد چون سرعت و دقت آن ها را به حداکثر می رساند. با این حسگر ها، هیچ تغییر دمایی در زیر آب بر ما پوشیده نخواهد ماند.

نظام طبیعت بدست انسان تغییر یافته است و نظم آن تا حدودی دچار نقص شده است و این بر هیچ کس پوشیده نیست.
Han در این باره اذعان کرد:

دمای اقیانوس ها و دریا ها با اندکی نا هماهنگی در طبیعت دچار تغییر می شود اما این تغییرات به حدی نیست که ما بتوانیم آن را حس کنیم. قبلا هم سنسور های جرارتی وجود داشته اند اما به دلیل سرعت کم و همچنین دقت پایین قادر به اندازه گیری دمای آب نبوده اند. اندازه گیری دمای اقیانوس ها و دریا ها کار آسانی نیست؛ چون از یک جهت حسگر باید سرعت بالایی داشته باشد و از جهتی دیگر اینکه حسگر بتواند بین نویز و سیگنال تفاوت قائل شود و آن ها را از هم تمایز دهد.

در این تحقیقات Han و Liu  با همکاری Weilin Will Hou ، اقیانوس شناس از آزمایشگاه تحقیقاتی علوم دریایی، توانستند تحولی در حوزه ی حسگر های حرارتی ایجاد کنند. آزمایشگاه تحقیقاتی علوم دریایی قبلا هم پروژه های مهمی را انجام داده بود. از جمله مهم ترین آن ها اجرای پروژه های مختلف GPS و رادار می باشند. حدود ۷۲ درصد سطح زمین را آب فرا گرفته و دمای آب ها یکی از مهم ترین عوامل شناخت اقیانوس ها و دریا ها می باشد. با ساخت یک حسگر که بتواند دمای ۷۲ درصد سطح زمین را اندازه گیری کند، ناشناخته های زیادی برای بشریت مشهود می شود. قطعا نتایج این اندازه گیری، همه را متحیر می کند؛ چون تا به حال دنیا این چنین دستگاهی به خود ندیده است.

ما مطمئنیم که این همکاری بین دو مرکز علمی منجر به ساخت حسگر های بیشتر و دقیق تر با سرعت بالاتر خواهد شد.