لماذا 0.1 درجة مئوية هو الفرق بين أنبوب التجارب وكومة من القطع المكسورة؟
هل حدث لك يومًا أن انكسر قطعة من الزجاج المستخدم في المختبر دون أي تحذير أو ضغط واضح؟ عادةً، يحدث ذلك لأن الزجاج لم يتم تبريده بشكل صحيح. تتراكم الضغوط الداخلية داخل جدران الزجاج، وفي اللحظة التي يتعرض فيها الزجاج لأي ضغط، ينكسر. لمنع ذلك، نستخدم أجهزة تسخين بالأشعة تحت الحمراء عالية الدقة في أفران الصهر الخاصة بنا.
عند عملية التبريد، فإن الفرق بين الحصول على وعاء مثالي وفشل العملية بالكامل ضئيل جدًا، أحيانًا يكون ذلك فقط جزء صغير من درجة واحدة.
سحر 0.1 درجة مئوية
معظم أجهزة التسخين ليست دقيقة بما فيه الكفاية؛ فهي تتجاوز درجة الحرارة المحددة، مما يؤدي إلى وجود “تدرجات حرارية”، أي أن بعض أجزاء الزجاج تكون أكثر سخونة من الأجزاء الأخرى. وهذا هو المكان الذي تبدأ فيه الشقوق.
نحن نستخدم أجهزة تسخين بالأشعة تحت الحمراء مع أجهزة تحكم PID التي يمكنها تحديد درجة الحرارة بدقة 0.1 درجة مئوية.
الشيء المميز هو أن الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة تصل مباشرة إلى بنية الزجاج نفسها. إنها طريقة فعالة وسريعة، كما أنها تحافظ على درجة الحرارة ثابتة للغاية.
التحكم في درجة الحرارة
نغلف أجهزة التسخين بالكوارتز عالي النقاء للحفاظ على استقرار طيف الضوء.
لكن لا يمكننا ببساطة تسخين الزجاج فقط؛ فإذا كانت الطاقة المستخدمة مركزة في نقطة واحدة، فسينتج عن ذلك مناطق ساخنة تؤدي إلى تشوه شكل الزجاج. لحل هذه المشكلة، نقوم بتعديل كثافة الأسلاك المستخدمة في التسخين. الهدف هو توزيع الحرارة بشكل متساوٍ في جميع أجزاء الزجاج.
المشاكل المحتملة
هذا النوع من الدقة ليس شيئًا يمكن تطبيقه ببساطة.
لأن أجهزة التسخين بالأشعة تحت الحمراء تنتج حرارة كبيرة جدًا، يجب أن يكون عازل الفرن متينًا للغاية. إذا تسربت الحرارة، فإن المستشعرات ستعمل بشكل خاطئ.
وبصراحة، الموقع مهم للغاية؛ فإذا كان موقع المستشعر خاطئًا بمقدار بوصة واحدة، فإن دقة 0.1 درجة مئوية تصبح غير موجودة. كما أنك بحاجة إلى مصدر طاقة مستقر؛ فإذا تغير الجهد، فإن إخراج الأشعة تحت الحمراء سيتغير أيضًا، وهذا يعني العودة إلى نقطة البداية.
لماذا العناء؟
التحول من أجهزة التسخين التقليدية إلى أجهزة التسخين بالأشعة تحت الحمراء يوفر الكثير من المساحة في المختبر. كما أنه يسمح بزيادة درجة الحرارة بشكل أسرع، ويمنحك تحكمًا أفضل في كيفية تبريد الزجاج. بالنسبة لتلك الأشكال المعقدة من الزجاج، فإن هذه الطريقة هي الحل الأمثل لإنقاذها.
توقف عن التخمين باستخدام إعدادات غير دقيقة؛ فقط حافظ على استقرار درجة الحرارة واستمر في عملك.