L’arte di non far rompere i propri strumenti in vetro
Avete mai avuto bisogno di un estrattore di campioni in vetro che semplicemente si è rotto? Senza alcun avvertimento, senza alcun impatto esterno… Solo una crepa improvvisa.
Di solito, ciò accade a causa di sollecitazioni interne. Se la temperatura di riscaldamento non è precisa, si crea come una “bomba a tempo” all’interno del vetro. Ecco perché utilizziamo elementi di riscaldamento a infrarossi con una precisione di 0,1°C. È l’unico modo per far passare il vetro attraverso quel punto critico di trattamento termico, senza creare ulteriori sollecitazioni.
Perché insistere su una precisione di 0,1°C?
Perché il vetro è molto sensibile. Esiste una finestra temporale molto stretta entro cui il vetro passa da uno stato flessibile a uno stato rigido. In un contenitore di laboratorio di alta qualità, una variazione di temperatura di 1°C può determinare la differenza tra un contenitore in grado di mantenere il vuoto e uno che finisce nel cestino dei rifiuti.
Utilizziamo controller PID ad alta risoluzione insieme agli elementi di riscaldamento a infrarossi, per mantenere la temperatura della superficie costante. In questo modo si evita che la superficie del vetro si raffreddi più velocemente del nucleo interno. Se l’esterno si congela mentre l’interno rimane caldo, si ha un problema.
I vantaggi dell’uso dell’energia a infrarossi
Utilizziamo onde infrarosse a breve lunghezza d’onda. A differenza del riscaldamento convenzionale, che semplicemente fa circolare aria calda, le onde infrarosse penetrano effettivamente nella parete di vetro. L’obiettivo è ottenere un flusso di calore uniforme. Se ci sono zone fredde, si creano sollecitazioni localizzate. È semplice. Dobbiamo calcolare con precisione la potenza necessaria per ogni centimetro lineare, affinché il calore sia perfettamente proporzionato allo spessore del vetro.
Gli aspetti negativi dell’ingegneria
Il problema è che questa precisione non è gratuita. Il riscaldamento a infrarossi ad alta precisione richiede una grande quantità di energia. Non basta semplicemente accendere o spegnere l’apparecchio: ciò causerebbe sbalzi di temperatura. Invece, utilizziamo dispositivi a frequenza alta per regolare gradualmente l’energia fornita. Questo rende i cablaggi più complessi, e è necessario disporre di un sistema di riferimento elettrico affidabile, altrimenti si verificheranno interferenze nei segnali inviati dai termocoppie.
Non bisogna dimenticare nemmeno il sistema di raffreddamento. Se le ventole presenti nell’unità non sono abbastanza potenti, il calore potrebbe influenzare negativamente i dati raccolti dal sensore. Bisogna quindi bilanciare l’energia fornita dagli elementi di riscaldamento a infrarossi con un efficace sistema di raffreddamento, per mantenere accurate le letture fornite dai sensori.