كيفية التحكم الصحيح في درجة الحرارة أثناء عملية التلدين في الأواني الزجاجية المستخدمة في المختبرات
الحقيقة هي أنه إذا لم يتم التخلص من التوترات الداخلية في الأواني الزجاجية، فإنها ستنهار حتمًا. ببساطة، إذا تبرد الزجاج بشكل غير متساوٍ، فإن ذلك يؤدي إلى تشققات في الزجاج.
لهذا السبب نستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء. بدلاً من الانتظار حتى يسخن الفرن كل جزء من الهواء، يمكننا تسخين الزجاج مباشرة. هذه الطريقة أسرع وأكثر كفاءة.
لماذا نهتم بدقة 0.1 درجة مئوية؟
عملية التلدين تحدث خلال فترة زمنية قصيرة جدًا. إذا كان هناك اختلاف في درجة الحرارة بمقدار بضع درجات، فإن ذلك سيؤدي إلى مشاكل. إما أن يتبقى توتر في جدران الزجاج، أو أن يبدأ الزجاج في التشوه.
نحن نستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء بدقة 0.1 درجة مئوية، لأن ذلك يساعدنا على الحفاظ على درجة الحرارة المثالية.
عندما نتحكم في درجة الحرارة بهذه الدقة، نتخلص من “نقاط الحرارة العالية”. يمكن اعتبار نقاط الحرارة العالية كمناطق صغيرة تتمدد بسرعة مختلفة عن باقي الزجاج. وهذا بالضبط ما يؤدي إلى حدوث تشققات في الزجاج.
المبادئ الفيزيائية وراء ذلك (بدون استخدام الكتب الدراسية)
أشعة الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة تخترق سطح الزجاج بسرعة. لكن لا يمكننا استخدام الحرارة بشكل مباشر. يجب رفع درجة الحرارة بعناية. نستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء مع أجهزة تحكم عالية السرعة لضمان عدم تجاوز درجة الحرارة الحد المطلوب.
أفضل شيء هو أن وقت الاستجابة سريع جدًا. إذا اكتشف الجهاز انخفاضًا في درجة الحرارة بمقدار 0.2 درجة مئوية، فإن المصابيح تتفاعل على الفور. أما المصابيح التقليدية، فهي لا تستطيع مواكبة ذلك، لأنها تحتاج وقتًا طويلاً للتسخين والتبريد، مما يؤدي إلى تأخير في العملية.
العيوب
هذه الأنظمة عالية الدقة ليست سهلة الاستخدام. إذا أردت الحصول على دقة 0.1 درجة مئوية، فيجب أن يكون مصدر الطاقة موثوقًا به تمامًا. أي تغيرات طفيفة في جهد الطاقة في المصنع ستؤثر مباشرة على درجة الحرارة.
لمنع ذلك، يجب استخدام جهاز تثبيت خاص أو جهاز تحكم في الطاقة عالي الجودة. إذا لم يكن الجهد نظيفًا، فإن دقة المصابيح لن تكون مهمة، وسيكون ذلك مجرد إهدار لأداة رائعة.