Làm thế nào để xử lý quá trình làm mềm thủy tinh một cách chính xác (độ chính xác lên tới 0,1°C)
Bạn có bao giờ gặp tình trạng chiếc bình thủy tinh trong phòng thí nghiệm bị vỡ đột ngột không? Đó là cảm giác tồi tệ nhất. Thông thường, điều này xảy ra do áp suất bên trong thủy tinh không được giải tỏa hết. Nếu nhiệt độ trong lò nung thay đổi vài độ trong lúc thủy tinh đang được xử lý, thì rất dễ xảy ra tình trạng nứt vỡ do áp suất.
Đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng các element gia nhiệt bằng tia hồng ngoại. Chúng giúp chúng ta kiểm soát nhiệt độ với độ chính xác 0,1°C, từ đó giúp thủy tinh được duy trì ở nhiệt độ mong muốn.
Tại sao việc kiểm soát độ chính xác cao lại quan trọng?
Thủy tinh rất nhạy cảm với nhiệt độ. Có một khoảng nhiệt độ nhỏ mà ở đó thủy tinh chuyển từ trạng thái mềm, dễ uốn thành trạng thái cứng, khó uốn. Nếu nhiệt độ tăng hoặc giảm quá nhanh, sẽ tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa các bộ phận của thủy tinh. Chính sự chênh lệch này khiến thủy tinh bị vỡ.
Để tránh điều này, chúng ta sử dụng hệ thống điều khiển PID tần số cao và tia hồng ngoại. Nhờ vậy, chúng ta có thể điều chỉnh mức nhiệt một cách chính xác theo thời gian thực. Bạn sẽ không gặp phải tình trạng nhiệt độ tăng quá mức như khi sử dụng các coil điện trở thông thường. Thay vào đó, nhiệt độ sẽ được duy trì ổn định trên toàn bộ khối thủy tinh.
Tia hồng ngoại so với phương pháp truyền thống
Hầu hết các thiết bị gia nhiệt hiện nay đều dựa vào nguyên lý đối lưu không khí. Nhưng thực tế là không khí rất kém trong việc truyền nhiệt. Tia hồng ngoại thì khác; nó truyền năng lượng trực tiếp vào thủy tinh. Phương pháp này nhanh hơn, và giúp duy trì nhiệt độ ổn định hơn.
Chúng ta thường sử dụng các lớp bảo vệ bằng thạch anh để giữ cho ánh sáng không bị nhiễm bẩn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các ống thạch anh này rất dễ vỡ. Nếu bạn chất đầy các vật liệu vào lò quá chặt, chúng có thể va vào các bóng đèn, khiến chúng bị hỏng sớm hơn dự kiến.
Những điều cần lưu ý khi sử dụng hệ thống này
Bạn không thể đơn giản cắm các thiết bị này vào bất kỳ ổ cắm nào. Bạn cần một nguồn điện ổn định. Nếu điện áp trong mạng điện dao động, điều đó sẽ khiến nhiệt độ trong lò thay đổi. Bạn cần có bộ ổn định điện áp riêng nếu muốn duy trì độ chính xác 0,1°C.
Ngoài ra, hãy nhớ rằng tia hồng ngoại cần có tầm nhìn thông thoáng. Nếu bạn chất đầy các vật liệu vào lò quá chặt, các vật liệu ở giữa sẽ bị che khuất ánh sáng. Điều này sẽ tạo ra những vùng có nhiệt độ thấp hơn.
Đó là một sự cân bằng khó khăn. Bạn cần quyết định xem mình có thể chất bao nhiêu vật liệu vào lò, và mức độ chính xác mà mình cần đạt được là bao nhiêu.