Perché 0,1°C è la differenza tra un contenitore di vetro e un mucchio di frammenti di vetro
Avete mai avuto un pezzo di attrezzatura da laboratorio che si è semplicemente rotto, senza che nessuno lo abbia fatto cadere o colpito? Di solito ciò accade a causa di sollecitazioni interne. Se la temperatura del forno cambia anche solo di pochi gradi durante il processo di raffreddamento, in pratica si crea una “bomba a orologeria” all’interno del vetro. Per evitare questo fenomeno, utilizziamo elementi di riscaldamento a infrarossi, capaci di mantenere una precisione di 0,1°C. In questo modo il vetro rimane esattamente dove deve essere.
I problemi legati alle sollecitazioni termiche
Il problema è che il vetro non si raffredda uniformemente: la superficie esterna si raffredda molto più velocemente rispetto al nucleo interno, creando così delle tensioni all’interno del materiale. Per risolvere questo problema, è necessario mantenere il vetro a una temperatura precisa, in modo che la struttura possa finalmente rilassarsi. Se si sbaglia anche di soli 1°C, si ottiene soltanto un pezzo di vetro rovinato, invece di un contenitore funzionante. Utilizziamo quindi dei sistemi di controllo PID molto precisi e elementi di riscaldamento a infrarossi in grado di agire rapidamente, per evitare queste fluttuazioni di temperatura.
Perché è importante quella piccolissima differenza di temperatura
La maggior parte dei riscaldatori tradizionali è troppo lenta nel reagire. Hanno un “ritardo termico”: il sensore percepisce una diminuzione della temperatura, ma entro il momento in cui il riscaldatore riesce ad aumentare nuovamente la temperatura, il vetro è già sceso troppo in basso. Gli elementi di riscaldamento a infrarossi, invece, reagiscono quasi immediatamente. Questo permette di mantenere una temperatura costante su tutto il volume del contenitore. In questo modo si ottiene un riscaldamento uniforme, senza che la superficie del vetro si deformi.
I compromessi da accettare (e perché lo facciamo)
Non si può semplicemente aumentare al massimo la potenza di riscaldamento e aspettarsi precisione. Se il riscaldatore funziona a piena potenza, non è in grado di effettuare quei piccoli aggiustamenti necessari. In tal caso, il riscaldatore continua a cercare la temperatura ideale, causando fluttuazioni di temperatura. Pertanto, impostiamo i nostri riscaldatori per farli funzionare a circa il 60-70% della loro potenza. In questo modo il sistema di controllo ha più spazio per effettuare aggiustamenti precisi, senza che la lampada si surriscaldi. Un ultimo consiglio: la fonte di alimentazione deve essere pulita. Se c’è troppo rumore elettrico, i sensori vengono influenzati negativamente, e così la tolleranza di 0,1°C viene compromessa.