چگونه فرآیند حرارتدهی شیشه را به درستی انجام داد؟ (تا دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد)
آیا تا به حال تجربه کردهاید که یک قطعه از لوازم آزمایشگاهی شیشهای ناگهان پاره شود؟ این واقعاً احساس بدی است. معمولاً این اتفاق زمانی رخ میدهد که تنشهای داخلی شیشه خنثی نشوند. اگر دمای فر در حین فرآیند حرارتدهی حتی چند درجه تغییر کند، در واقع با خطر شکستن شیشه روبرو هستیم.
به همین دلیل از عناصر گرمایشی مادون قرمز استفاده میکنیم. این عناصر امکان دقت تا ۰.۱ درجه سانتیگراد را فراهم میکنند؛ در نتیجه شیشه در دقیقاً همان موقعیتی قرار میگیرد که لازم است.
چرا این میزان کوچک از درجه اهمیت دارد؟
شیشه مادهای حساس است؛ یک بازه کوچک وجود دارد که در آن شیشه از حالت پلاستیکی و قابل شکلدهی به حالت سخت و ثابت تغییر میکند. اگر دما خیلی سریع افزایش یا کاهش یابد، یک تفاوت دمایی ایجاد میشود؛ یعنی دیوارههای ضخیم و لبههای نازک شیشه در دماهای متفاوتی قرار میگیرند. همین تفاوت دمایی باعث خراب شدن شیشه میشود.
برای جلوگیری از این اتفاق، از کنترل PID با فرکانس بالا و امواج مادون قرمز استفاده میکنیم. این روش به ما امکان تنظیم دقیق دما در زمان واقعی را میدهد. در مقایسه با سیستمهای معمولی، در این روش دیگر نوسانات دمایی وجود ندارد.
مادون قرمز در مقابل روشهای قدیمی
بیشتر سیستمهای گرمایشی از روش انتقال حرارت از طریق هوا استفاده میکنند؛ اما باید صادقانه بگوییم که هوا در انتقال حرارت عملکرد خوبی ندارد.
اما مادون قرمز متفاوت است؛ این روش انرژی را مستقیماً به درون شیشه منتقل میکند. این روش سریعتر است و دما را بهتر کنترل میکند.
معمولاً از غلافهای کوارتز برای نگهداری این سیستمها استفاده میکنیم تا نور تمیزی داشته باشد. البته باید توجه داشت که این لامپها بسیار حساس هستند؛ اگر لوازم آزمایشگاهی را خیلی نزدیک به لامپها قرار دهید، لامپها زودتر از حد معمول خراب خواهند شد.
مزایا و معایبی که باید در نظر بگیرید
نمیتوانید این سیستمها را به هر پریز برقی وصل کنید؛ برای این کار به یک منبع تغذیه پایدار نیاز دارید. اگر ولتاژ برق نوسان داشته باشد، این نوسانات باعث تغییرات دمایی در فر خواهد شد. برای حفظ دقت تا ۰.۱ درجه سانتیگراد، استفاده از یک استабیلساز ولتاژ ضروری است.
همچنین، باید به یاد داشته باشید که مادون قرمز نیاز به خط دید صاف دارد؛ اگر لوازم آزمایشگاهی را خیلی نزدیک به لامپها قرار دهید، قسمتهای وسطی شیشه در معرض تأثیرات منفی قرار خواهند گرفت.
این یک تعادل است؛ باید تصمیم بگیرید که چه مقدار لوازم را میتوانید در فر قرار دهید و چه میزان دقتی نیاز دارید.