چرا ۰.۱ درجه سانتیگراد تفاوت بین یک ظرف آزمایشگاهی و تکههای شکسته شده از آن را ایجاد میکند؟
آیا تا به حال شاهد شکستن ناگهانی یک قطعه شیشه آزمایشگاهی بودهاید؟ بدون هیچ هشداری، بدون هیچ فشار آشکاری… فقط یک ترک ناگهانی.
معمولاً این اتفاق به این دلیل رخ میدهد که شیشه به درستی سرد نشده است؛ تنشهای داخلی در دیوارههای شیشه باقی میمانند، و به محض اینکه کمی فشار وارد شود، شیشه میشکند. برای جلوگیری از این امر، از سیستمهای گرمایشی فروسرخ با دقت بالا استفاده میکنیم.
هنگام گرم کردن شیشه، خط تفکیک بین یک ظرف عالی و یک ظرف بیارزش بسیار باریک است؛ گاهی اوقات این تفاوت فقط یک بخش کوچک از یک درجه است.
جادوی ۰.۱ درجه سانتیگراد
اکثر عناصر گرمایشی کمی ناقص هستند؛ آنها دمای تعیین شده را فراتر میبرند، که منجر به ایجاد «تفاوتهای دمایی» میشود؛ یعنی برخی از بخشهای شیشه گرمتر از بخشهای دیگر میشوند. اینجاست که ترکها شروع به ایجاد میشوند.
ما روش متفاوتی داریم؛ ما از عناصر گرمایشی فروسرخ همراه با کنترلکنندههای PID استفاده میکنیم تا دما را تا ۰.۱ درجه سانتیگراد کنترل کنیم.
نکته جالب اینجاست که این روش، به جای گرم کردن هوای اطراف شیشه، تابش فروسرخ مستقیماً وارد ساختار مولکولی شیشه میشود. این روش مستقیم و سریع است؛ همچنین باعث میشود دما به خوبی کنترل شود.
کنترل صحیح دما
ما عناصر گرمایشی را در کوارتز با خلوص بالا پیچیدهایم تا طیف نوری یکنواخت باقی بماند.
اما نمیتوانیم فقط گرما را روی شیشه تخصیص دهیم؛ اگر توان گرمایشی در یک نقطه خاص بیش از حد باشد، منجر به ایجاد «نقاط گرم» میشود که شکل شیشه را تغییر میدهد. برای جلوگیری از این امر، ما با چگالی پیچیدن سیمها کار میکنیم؛ هدف، توزیع یکنواخت گرما در سراسر شیشه است.
مشکلات ممکن
البته، این میزان دقت، کاری ساده نیست.
چون عناصر گرمایشی فروسرخ گرمای بسیار زیادی تولید میکنند، عایقبندی فرآیند گرمایش باید بسیار محکم باشد؛ اگر گرما از بین برود، سنسورها دچار اختلال میشوند.
و راستش، موقعیت قرارگیری عناصر گرمایشی بسیار مهم است؛ اگر زاویه قرارگیری ترموکپل حتی یک اینچ اشتباه باشد، دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد در واقع بیمعنا خواهد بود. همچنین، نیاز به منبع تغذیه پایدار داریم؛ اگر ولتاژ نوسان کند، خروجی گرمایشی نیز نوسان خواهد کرد، و دوباره مشکلات ایجاد خواهد شد.
چرا باید این کار را انجام دهیم؟
استفاده از عناصر گرمایشی فروسرخ به جای سیستمهای قدیمی، باعث صرفهجویی زیادی در فضای آزمایشگاه میشود.
همچنین، میتوانید دما را سریعتر افزایش دهید، و کنترل بهتری بر روند سرد شدن شیشه داشته باشید. برای آن اشکال پیچیده بوروسیلیکاتی که معمولاً در سطل ضایعات افتادهاند، این روش بهترین راه برای نجات آنهاست.
دیگر نیازی نیست با تنظیمات ساده حدس بزنید؛ فقط باید استابیلیت را تضمین کنید و به کار خود ادامه دهید.