هنر عدم شکستن لوازم شیشهای
آیا تا به حال دچار شدهاید که یکی از لوازم شیشهای آزمایشگاهی ناگهان خرد شود؟ بدون هیچ هشداری، بدون هیچ ضربهای… فقط یک ترک ناگهانی!
معمولاً این اتفاق به دلیل تنشهای داخلی رخ میدهد. اگر دمای حرارتدهنده حتی چند درجه اختلاف داشته باشد، در واقع یک بمب زمانی درون شیشه ایجاد شده است. به همین دلیل از عناصر حرارتی مادون قرمز با دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد استفاده میکنیم. این تنها راه برای عبور از آن نقطه حساس بدون ایجاد تنشهای جدید است.
چرا باید به دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد توجه کنیم؟
چون شیشه بسیار حساس است. یک محدوده بسیار کوچک وجود دارد که در آن شیشه از حالت انعطافپذیر به حالت سخت تغییر میکند. در ظروف آزمایشگاهی پیشرفته، تغییر ۱ درجه دما میتواند تفاوت بین ظرفی که میتواند واکوم را نگه دارد و ظرفی که باید در سطل زباله بیندازه شود، باشد.
ما از کنترلکنندههای PID با دقت بالا همراه با عناصر حرارتی مادون قرمز استفاده میکنیم تا دمای سطح شیشه ثابت بماند. این کار مانع از سرد شدن سریعتر سطح شیشه نسبت به هسته آن میشود. اگر سطح شیشه سرد شود در حالی که هسته آن هنوز گرم است، مشکلاتی پیش خواهد آمد.
راز استفاده از حرارت مادون قرمز
ما از موجهای کوتاه مادون قرمز استفاده میکنیم. برخلاف حرارت ناشی از جریان هوا، حرارت مادون قرمز واقعاً وارد دیواره شیشه میشود. هدف، توزیع یکنواخت حرارت است. اگر نقاط سردی وجود داشته باشد، تنشهای محلی ایجاد میشود. ما زمان زیادی را صرف محاسبه میزان دقیق وات بر سانتیمتر خطی میکنیم تا مطمئن شویم که حرارت با ضخامت شیشه هماهنگ باشد.
جنبههای پیچیده مهندسی
این نوع دقت رایگان نیست. استفاده از عناصر حرارتی مادون قرمز با دقت بالا، فشار زیادی روی منبع تغذیه وارد میکند. نمیتوانید فقط کلید را روشن یا خاموش کنید؛ این کار باعث افزایش ناگهانی دما میشود. در عوض، از کنترلکنندههای فرکانس بالا استفاده میکنیم تا تغذیه الکتریکی به طور یکنواخت تنظیم شود. این کار سیمکشی را کمی پیچیدهتر میکند، و نیاز به یک سیستم زمینسازی قوی دارد؛ در غیر این صورت، سیگنالهای ناخواسته در ترموکوپلها ایجاد خواهد شد.
همچنین نباید خنککاری را فراموش کرد. اگر فنهای خنککننده ظرف ضعیف باشند، گرما باعث تغییر در اندازهگیریهای سنسورها خواهد شد. باید تعادلی بین خروجی حرارت مادون قرمز و سیستم خنککننده برقرار کنید تا کل سیستم به خوبی کار کند.