چرا لولههای شیشهای آزمایشگاهی مدام میشکنند؟ (و چگونه میتوان آن را حل کرد)
آیا تا به حال تجربه کردهاید که یک قطعه شیشهای در آزمایشگاه ناگهان بشکند؟ بدون هیچ هشداری، بدون هیچ ضربهای… فقط شکستن!
معمولاً دلیل این امر، وجود تنشهای داخلی در شیشه است. اگر شیشه را خیلی سریع گرم کنید یا اجازه دهید به طور ناهموار سرد شود، در واقع ترکهای ریزی در ساختار شیشه ایجاد میشود. برای جلوگیری از این امر، از لامپهای گرمایشی با دقت بالا استفاده میکنیم تا دمای مناسب برای حذف این ترکها حاصل شود.
در این صنعت، تفاوت فقط ۱ درجه سانتیگراد، تفاوتی است که بین یک ظرف شیشهای که میتواند سالها دوام بیاورد و یک ظرف که در همان لحظهای که تحت فشار قرار میگیرد، منفجر میشود، وجود دارد.
تمرکز بر دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد
شاید بپرسید چرا باید به جزئیات کوچک توجه کنیم. دلیل این امر این است که شیشه فاصله کوچکی برای حذف ترکهای داخلی دارد.
اگر دمای لامپ خیلی بالا باشد، شیشه شروع به تغییر شکل میکند؛ اگر دمای لامپ خیلی پایین باشد، تنشهای موجود در ساختار مولکولی شیشه باقی میمانند و منتظر فرصتی برای شکستن هستند. برای جلوگیری از این امر، از فرستندههای موج کوتاه اینفرارنگ و حلقههای بازخورد PID استفاده میکنیم.
همه چیز به زمان واکنش بستگی دارد؛ این لامپها به سرعت واکنش نشان میدهند و اجازه میدهند دمای شیشه در همان لحظه که به دمای مورد نظر میرسد، کنترل شود.
ابزارهای مورد استفاده: کوارتز و توان
ما معمولاً از عناصر کوارتز-هالوژنی استفاده میکنیم. کوارتز مزیت این را دارد که در برابر گرما تغییر شکل نمیدهد و اجازه میدهد تشعشعات اینفرارنگ بدون هدررفت انرژی، از آن عبور کند.
هدف ما، دستیابی به یکنواختی دمایی است؛ یعنی مرکز ظرف باید به همان اندازه گرم باشد که سطح آن.
اما یک مشکل وجود دارد: لامپهای با توان بالا، مقدار زیادی انرژی مصرف میکنند. اگر در برقرسانی و کلیدهای حفاظتی دقت نکنید، این انرژی اضافی میتواند باعث قطع برق شود. لطفاً مطمئن شوید که سیستم برقی شما میتواند این بار را تحمل کند.
نکات مهم:
وصل کردن کابلهای کنترلکننده، کار آسانی است؛ اما مشکل واقعی این است که لامپها را کجا قرار دهیم.
بسیاری از مهندسان این کار را اشتباه انجام میدهند؛ یعنی لامپها را خیلی دور از یکدیگر قرار میدهند. این کار باعث ایجاد «نوارهای سرد» در شیشه میشود. برای جلوگیری از این مشکل، باید لامپها را در فاصله مناسبی از یکدیگر قرار دهید.
یک نکته دیگر: فنهای خنککننده را طوری تنظیم کنید که گرمای محیطی را دور کنند. اگر محیط بیش از حد گرم شود، سنسورها دچار اختلال خواهند شد و شما دوباره به نقطه اول برمیگردید.