كيفية التحكم في درجة الحرارة أثناء عملية التلدين في الأواني الزجاجية المستخدمة في المختبرات
هل سبق لك أن تعرضت أواني زجاجية مستخدمة في المختبرات إلى التشقق فجأة؟ بدون أي تحذير، وبدون أي اصطدام، فقط تشققات مفاجئة. هذا أمر مزعج للغاية. عادةً، يحدث ذلك لأن الضغوط الداخلية في الزجاج لم تُخفف خلال عملية التلدين. إذا اختلفت درجة الحرارة حتى ببضع درجات، فإنك تكون في الواقع تلعب لعبة خطيرة مع أواني الزجاج الخاصة بك.
لذلك، نستخدم أنابيب الكوارتز الشفافة لإصدار الإشعاع تحت الأحمر. فهي تسمح لنا بتحقيق درجة الحرارة المناسبة لتخفيف الضغوط الداخلية في الزجاج.
السر يكمن في عملية خفض درجة الحرارة
الأمر ليس مجرد تسخين الزجاج بشكل مفرط، بل يتعلق بكيفية خفض درجة الحرارة بشكل تدريجي. لتجنب تشقق الزجاج، يجب أن يظل الزجاج عند درجة الحرارة المناسبة طوال الوقت. لا يجب أن تتغير درجة الحرارة أبدًا.
نستخدم أنابيب الكوارتز الشفافة عالية النقاء، مع أجهزة تحكم من نوع PID التي يمكنها تعديل درجة الحرارة بدقة 0.1 درجة مئوية.
وبما أننا نستخدم الكوارتز الشفاف، فإن الإشعاع تحت الأحمر يصل مباشرة إلى داخل الزجاج. لا يوجد تأخير في استجابة الزجاج للحرارة، كما هو الحال في الأفران التقليدية. عندما يقوم جهاز التحكم بتقليل الطاقة المستخدمة، يبرد الزجاج على الفور، مما يمنع حدوث تشققات في الزجاج.
الجانب التقني
نستخدم الكوارتز المنصهر في صناعة الأنابيب، لأنه قادر على تحمل التغيرات السريعة في درجات الحرارة دون أن يتشوه. بالإضافة إلى ذلك، تظل درجة الحرارة مستقرة في جميع أجزاء الأنبوب. لن تجد أي نقاط ساخنة في منتصف الأنبوب، مما يمنع تشوه الزجاج.
نصيحة سريعة: يجب الحفاظ على نظافة مصدر الطاقة. فالتقلبات في الجهد قد تؤثر على درجة الحرارة. إذا كانت جودة الكهرباء ضعيفة، يجب استخدام جهاز تنظيم الجهد. وإلا، فإن الدقة في تحديد درجة الحرارة 0.1 درجة مئوية ستظل مجرد حلم.
بعض التحذيرات المهمة
التسخين بالأشعة تحت الحمراء عالية الدقة قد يؤثر سلبًا على أجهزة الاستشعار. لا يمكنك استخدام مقاومات حرارية عادية، بل يجب استخدام مقاومات حرارية من نوع Pt100 عالية الجودة لضمان دقة التحكم في درجة الحرارة.
وتحذير آخر: الكوارتز الشفاف هش للغاية. أي بصمة أو بقعة زيت على الأنبوب قد تسبب نقاطًا ساخنة، مما يؤدي إلى تلف الأنبوب مبكرًا. ارتدِ قفازات أثناء التعامل مع الأنابيب. إذا لم تفعل ذلك، فسوف تضطر إلى استبدال الأنابيب بشكل متكرر.