ทำไมความแตกต่างเพียง 0.1°C ถึงมีความสำคัญระหว่างขวดทดลองกับเศษแก้วที่แตกออกมา?
คุณเคยมีประสบการณ์ที่ขวดแก้วในห้องทดลองแตกได้โดยไม่มีสัญญาณเตือนหรือแรงกระแทกใดๆ บ้างไหม? ปกติแล้ว เหตุการณ์แบบนี้เกิดจากการที่แก้วไม่ได้รับการทำให้เย็นลงอย่างเหมาะสม ทำให้เกิดความเครียดภายในผนังแก้ว และเมื่อแก้วได้รับแรงกดเพียงเล็กน้อย มันก็จะแตกออกมา 为避免这种情况，我们使用高精度的红外线加热器来控制温度。
ในขั้นตอนการอบแก้ว ความแตกต่างระหว่างแก้วที่สมบูรณ์กับแก้วที่แตกออกมานั้นมีน้อยมาก บางครั้งก็เพียงแค่เศษหนึ่งในหลายองศาเท่านั้น。
พลังของ 0.1°C
อุปกรณ์ทำความร้อนทั่วไปมักจะไม่แม่นยำนัก มันมักจะทำให้อุณหภูมิสูงเกินไป ซึ่งก่อให้เกิด “ความแตกต่างของอุณหภูมิ” ซึ่งทำให้บางส่วนของแก้วมีอุณหภูมิสูงกว่าส่วนอื่นๆ และนั่นคือจุดเริ่มต้นของการแตกของแก้ว
แต่เราใช้อุปกรณ์ IR ร่วมกับตัวควบคุม PID ซึ่งสามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำถึง 0.1°C
สิ่งที่น่าสนใจคือ แทนที่จะใช้ความร้อนกับอากาศรอบๆ แก้ว เราใช้รังสี IR ที่มีความยาวคลื่นสั้นเข้าไปในโครงสร้างของแก้วโดยตรง วิธีนี้ทำให้อุณหภูมิคงที่มากขึ้น。
การควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสม
เราใช้ควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมาห่อหุ้มอุปกรณ์ทำความร้อน เพื่อให้สเปกตรัมของแสงมีความสม่ำเสมอ
แต่คุณไม่สามารถใช้ความร้อนโดยตรงกับแก้วได้ หากกำลังไฟมากเกินไป จะทำให้เกิดจุดร้อนที่ทำให้รูปร่างของแก้วเปลี่ยนไป เพื่อแก้ปัญหานี้ เราจึงปรับความหนาของสายไฟ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้อุณหภูมิกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งแก้ว
ปัญหาที่อาจเกิดขึ้น
การควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะอุปกรณ์ IR ให้ความร้อนสูงมาก ดังนั้นฉนวนกันความร้อนของเตาอบจึงต้องมีความแข็งแรงมาก หากความร้อนรั่วออกมา ตัวเซ็นเซอร์ก็จะให้ข้อมูลที่ผิดพลาด
และที่สำคัญคือ ตำแหน่งของอุปกรณ์ก็มีความสำคัญมาก หากตำแหน่งของเซ็นเซอร์ผิดเพียงเล็กน้อย ความแม่นยำ 0.1°C ก็จะไม่มีความหมายอีกต่อไป คุณยังต้องมีแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรด้วย หากแรงดันไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ ความร้อนที่ได้ก็จะไม่สม่ำเสมอเช่นกัน
ทำไมต้องใส่ใจ?
การเปลี่ยนจากอุปกรณ์ทำความร้อนแบบเดิมมาใช้อุปกรณ์ IR จะช่วยประหยัดพื้นที่ในห้องทดลองได้มาก คุณสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็ว และสามารถควบคุมการทำให้แก้วเย็นลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับแก้วที่มีรูปร่างซับซ้อน วิธีนี้จะช่วยให้คุณสามารถรักษาแก้วเหล่านั้นไว้ได้
เลิกใช้การตั้งค่าที่คลุมเครือได้แล้ว แค่ใช้การควบคุมที่แม่นยำ แล้วคุณก็สามารถทำงานต่อไปได้เลย。