طبی الیکٹرانک آلات میں غیر فعال کولنگ مینجمنٹ سلوشن کا اطلاق

امیجنگ آلات سے لے کر جراحی کے آلات تک، اور پھر خودکار قوت مدافعت تک، 21ویں صدی کی طاقتور طبی ٹیکنالوجی متاثر کن ہے، جس کی بڑی وجہ مائکرو پروسیسرز کی بہتر کمپیوٹنگ طاقت ہے۔ تاہم، تھرمل انجینئرز کے لیے، یہ ترقی بھی اسی قیمت پر آئی ہے۔ ڈیوائس کی طاقت جتنی زیادہ ہوگی، اس کی حرارت کی پیداوار اتنی ہی زیادہ ہوگی، اور مجموعی طور پر، اسے چھوٹی اور چھوٹی جگہوں پر (آلہ کے چھوٹے سائز کی وجہ سے) گرمی کو ختم کرنے کی بھی ضرورت ہے۔ طبی آلات کی درستگی اور وشوسنییتا کی بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ، تھرمل کنٹرول زیادہ اہم ہو گیا ہے۔

ایک اور چیلنج اس حقیقت سے پیدا ہوتا ہے کہ طبی آلات کو اعلی خطرات میں ملوث ہونے کی وجہ سے کچھ خاص تقاضے ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، بعض مواد اور انسانی جسم کے درمیان گہرے تعلق کی وجہ سے، گرمی کی کھپت کے محلول میں عام طور پر استعمال ہونے والے کچھ مواد (جیسے کاپر) بہت سی طبی ایپلی کیشنز میں استعمال نہیں ہو سکتے۔ کچھ طبی ایپلی کیشنز ٹھنڈک کے حل کے لیے استعمال ہونے والی جگہ کو سکیڑ کر درستگی کی ضرورت کی وجہ سے تقریباً غائب ہو سکتی ہیں۔ درستگی، وشوسنییتا، سائز کی حدود، اور سخت مواد کے انتخاب سے متعلق یہ تمام عوامل طبی گرمی کی کھپت انجینئرنگ ڈیزائنرز کے لیے ایک انتہائی مشکل کام بناتے ہیں۔ حرارت کی منتقلی کے ڈیزائن انجینئرز کو کارکردگی، سائز اور لاگت کے درمیان اور گرمی کی کھپت کی کارکردگی اور کم شور کے درمیان تیزی سے تجارت کرنا چاہیے۔

تھرمل انجینئر ان چیلنجوں سے نمٹنے کے لیے تیزی سے غیر فعال حرارت کی منتقلی کے آلات (جیسے ہیٹ پائپ) کی طرف رجوع کر رہے ہیں۔ چونکہ حرارت کی منتقلی ٹیوب کے اندر کام کرنے والا سیال دو شکلوں میں موجود ہوتا ہے: مائع اور پانی کے بخارات، گرمی کی منتقلی والی ٹیوب دو فیز کولنگ ڈیوائس ہے۔ کام کرنے والے سیال کی مائع سے پانی کے بخارات میں تبدیلی گرمی کی منتقلی کے قابل بناتی ہے۔ حرارت کی منتقلی ٹیوب کے اندر کام کرنے والا سیال بخارات، حرارت کی منتقلی، گاڑھا ہونے کے ایک مسلسل چکر سے گزرتا ہے، اور گاڑھا کام کرنے والا سیال بخارات کے علاقے میں واپس بھیج دیا جاتا ہے۔ اس کام کے عمل کے دوران ٹرانسمیشن جزو کی ناکامی نہیں ہوگی۔ مسلسل آگے بڑھنے والی کیپلیری ساخت کی ٹیکنالوجی اس بات کو یقینی بنانے میں مدد کرتی ہے کہ ٹھنڈا اور گاڑھا کام کرنے والا سیال کشش ثقل کے خلاف مزاحمت کر سکتا ہے، مؤثر طریقے سے اور قابل اعتماد طریقے سے اسے ہیٹ ٹرانسفر ٹیوب کے ہیٹ ان پٹ سیکشن میں واپس بھیج سکتا ہے۔ یہ گرمی کی منتقلی ٹیوب کو مختلف سمتوں میں کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ایسے معاملات میں جہاں ڈیزائن کی زیادہ آزادی ہے، ڈیزائنرز لچکدار تھرمل پائپ بھی استعمال کر سکتے ہیں۔

ایک اور عام استعمال شدہ کولنگ حل ہیٹ سنک ہے۔ ہیٹ سنک جبری یا قدرتی کنویکشن موڈ میں کام کر سکتا ہے۔ تاہم، اس بات سے قطع نظر کہ کون سا طریقہ اختیار کیا جاتا ہے، اس کا مطلب تجارت کو ختم کرنا ہے۔ اگر ٹھنڈک کے لیے استعمال ہونے والے ہوا کے بہاؤ کو بڑھایا جائے تو اس کا مطلب ہے کہ پنکھوں کی تعداد یا پنکھوں کا رقبہ کم کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، پنکھے کے ذریعے ہوا کا بہاؤ جتنا بڑا ہوگا، اتنا ہی زیادہ شور پیدا کرے گا۔ اگر پنکھے کے ذریعے پیدا ہونے والا ہوا کا بہاؤ چھوٹا ہے، تو پنکھا زیادہ پرسکون کام کرتا ہے اور سائز میں چھوٹا ہو سکتا ہے، لیکن اس کا مطلب یہ بھی ہے کہ ہیٹ سنک میں زیادہ یا بڑے پنکھوں کا ہونا ضروری ہے۔ لہذا، ایک ہی ڈیوائس کے اندر تھرمل اجزاء کو چھوٹا اور پرسکون بنانا آسان نہیں ہے۔

ٹھنڈک کا ایک آسان حل یہ ہے کہ غیر فعال حرارت کی کھپت کی ٹیکنالوجی کا استعمال کریں، ہیٹ سنکس کو ایمبیڈڈ سٹیم چیمبرز کے ساتھ جوڑ کر (بنیادی طور پر ہیٹ ٹرانسفر ٹیوب کو فلیٹ حالت میں ایڈجسٹ کرنا تاکہ فلیٹ ہیٹ ٹرانسفر ٹیوب بن سکے)، یا سطح کے مربوط ہیٹ ٹرانسفر ٹیوبوں کے ساتھ ہیٹ سنکس کا استعمال۔ یہ دونوں اسکیمیں ایمبیڈڈ ہیٹ ٹرانسفر ٹیوب یا بخارات کے چیمبر میں کام کرنے والے مائع کو بخارات بنا کر تیز رفتار اور یکساں حرارت کی منتقلی حاصل کر سکتی ہیں۔ پانی کے بخارات نچلی پلیٹ کی پوری سطح اور ہیٹ سنک کے پنکھوں کے ذریعے گرمی کو یکساں طور پر لے جاتے ہیں، ہاٹ سپاٹ کی موجودگی سے گریز کرتے ہیں۔ چونکہ ہیٹ سنک آئس تھرمل ہے، اس لیے ہیٹ سنک سے گزرنے والی ہوا سب سے زیادہ گرمی کو لے جاتی ہے۔

طبی آلات کی ترقی کے عمل میں، غیر فعال تھرمل مینجمنٹ واضح طور پر موجودہ طبی آلات کی درستگی اور جدید فعالیت کو یقینی بنانے میں مدد کرنے کا ایک بڑا عنصر ہے، اور ان صلاحیتوں کو مزید بڑھا سکتا ہے۔ غیر فعال کولنگ مینجمنٹ سلوشنز جگہ بچانے، وزن کم کرنے اور دیکھ بھال کے اخراجات کو کم کرنے میں قیمتی فوائد رکھتے ہیں۔ کولنگ سسٹمز کے مقابلے جو پمپ شدہ مائعات پر انحصار کرتے ہیں، غیر فعال کولنگ سلوشنز کا ماحول پر کم اثر پڑتا ہے۔ الیکٹرانک آلات کی فعالیت اور کمپیوٹنگ طاقت میں بہتری زیادہ گرمی پیدا کر رہی ہے جس کو ختم کرنے کی ضرورت ہے، اور طبی آلات کا چھوٹا ہونا گرمی کے انتظام کے آلات کی تعیناتی کے لیے جگہ کو بتدریج کم کر رہا ہے۔ جدید کولنگ ٹیکنالوجیز طبی آلات کی مستقبل کی ترقی میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔