کنترل صحیح دما در فرآیند حرارتدهی به شیشههای آزمایشگاهی
واقعیت این است که اگر تنشهای داخلی موجود در شیشههای آزمایشگاهی رفع نشوند، آنها خراب خواهند شد. اگر یک بطری بوروسیلیکاتی به طور ناهموار سرد شود، نه تنها دارای نقص خواهد بود، بلکه پاره خواهد شد.
به همین دلیل از لامپهای مادون قرمز استفاده میکنیم. به جای اینکه منتظر باشیم فر بزرگی هر سانتیمتر مکعب از هوا را گرم کند، میتوانیم مستقیماً روی شیشه تأثیر بگذاریم. این روش سریعتر و کارآمدتر است.
چرا بر دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد تأکید میکنیم؟
فرآیند حرارتدهی در یک بازه زمانی بسیار کوتاه اتفاق میافتد. اگر اختلاف دما چند درجه باشد، مشکلاتی پیش خواهد آمد؛ چرا که یا تنشهای داخلی در دیوارههای شیشه باقی خواهد ماند، یا کل ظرف شروع به تغییر شکل خواهد کرد.
ما از دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد استفاده میکنیم تا بتوانیم در محدوده ایدهآل باقی بمانیم.
وقتی کنترل دما به این شکل انجام شود، از وجود «نقاط داغ» جلوگیری میشود. نقاط داغ، مناطقی هستند که در آنها شیشه با سرعت متفاوتی سرد میشود؛ این موضوع باعث ایجاد ترکهای ناشی از تنش میشود.
فیزیک پشت این فرآیند (بدون استفاده از کتابهای درسی)
امواج کوتاه مادون قرمز به سرعت وارد سطح شیشه میشوند. اما نمیتوانیم فقط با گرمایش شدید، این کار را انجام دهیم؛ باید دما را به آرامی افزایش دهیم. ما از کنترلکنندههای PID سریع برای جلوگیری از فراتر رفتن دما از محدوده مشخص شده استفاده میکنیم.
نکته خوب این است که زمان پاسخگویی این سیستمها تقریباً فوری است؛ اگر حسگر، کاهش دما را ۰.۲ درجه سانتیگراد تشخیص دهد، لامپها بلافاصله واکنش نشان میدهند. سیستمهای قدیمی نمیتوانند این کار را انجام دهند؛ زیرا زمان گرم شدن و سرد شدن آنها خیلی طولانی است، که باعث ایجاد تأخیر و خرابی فرآیند میشود.
مشکلات این سیستمها
این سیستمهای با دقت بالا، دقیقاً قابل استفاده بدون تنظیمات خاص نیستند.
اگر میخواهید دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد را داشته باشید، منبع تغذیه شما باید بسیار قوی باشد. هرگونه نوسان در ولتاژ، مستقیماً بر دما تأثیر میگذارد.
برای جلوگیری از این مشکل، بهتر است از استابیلایزرهای مخصوص یا کنترلکنندههای ولتاژ پیشرفته استفاده کنید. اگر ولتاژ منبع تغذیه خوب نباشد، دقت لامپها اهمیتی نخواهد داشت؛ چرا که شما فقط در حال هدر دادن یک ابزار عالی هستید.