جلوگیری از ترک خوردن وسایل شیشهای آزمایشگاهی
آیا تا به حال دیدهاید که یکی از وسایل شیشهای آزمایشگاهی ناگهان ترک بخورد؟ این موضوع واقعاً آزاردهنده است. معمولاً این اتفاق زمانی رخ میدهد که شیشه به طور یکنواخت سرد نشود. اگر دمای یک بخش از شیشه بسیار سریعتر از بخشهای دیگر کاهش یابد، فشارهای داخلی ایجاد میشود و در نتیجه شیشه میشکند.
برای جلوگیری از این اتفاق، از روش گرمایش با امواج مادون قرمز استفاده میکنیم. این روش باعث میشود دمای شیشه در حد یکنواختی باقی بماند و ماده شیشهای بتواند بدون هیچ فشاری آرام شود.
چرا دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد اهمیت دارد؟
بیشتر دستگاههای گرمایشی کمی ناقص هستند؛ آنها دمای مورد نظر را از حد تعیین شده فراتر میبرند. در یک فر عادی، تغییر دمای ۱.۰ درجه سانتیگراد مشکلی ایجاد نمیکند؛ اما در مورد شیشههای آزمایشگاهی، چنین تغییرات کوچکی میتواند باعث از بین رفتن سیل کاملاً بسته شیشه شود یا منجر به شکستن کل وسیله شود.
به همین دلیل، ما به دنبال دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد هستیم.
شاید این میزان دقت بیش از حد به نظر برسد، اما این تنها راه برای اطمینان از این است که سطح شیشه سریعتر از هستهاش سرد نشود. برای این منظور، نیاز به ارتباط دقیق بین منبع گرما و کنترلر PID وجود دارد؛ اگر این ارتباط کند باشد، شیشه خیلی زود به نقطه فشار میرسد و دوباره مشکلات پیش خواهد آمد.
ورود گرما به داخل شیشه
نه تمام امواج مادون قرمز یکسان هستند؛ بسته به ضخامت شیشه، باید طول موج مناسب را انتخاب کرد. امواج کوتاه مادون قرمز به عمق ماده نفوذ میکنند؛ اما اگر فقط نیاز به گرم کردن سطح شیشه باشد، امواج متوسط مناسبتر هستند.
ما مواد مورد استفاده در منبع گرما را به گونهای تنظیم میکنیم که گرما واقعاً وارد شیشه شود و فقط روی سطح آن باقی نماند.
همچنین، نباید نقاط سردی در شیشه وجود داشته باشد؛ اگر یک سمت فر سردتر از سمت دیگر باشد، شیشه به طور ناهموار منقبض میشود. ما عناصر مربوطه را به دقت در جای خود قرار میدهیم تا چنین فاصلههایی ایجاد نشود.
مشکلات واقعی
مشکل اینجاست که این سیستمهای با دقت بالا بسیار حساس هستند؛ آنها از برق «کثیف» متنفرند. اگر در لینه برق نویز وجود داشته باشد، کنترلر شروع به لرزش میکند و دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد از بین میرود. برای حفظ ثبات، به منابع برق جداگانه نیاز است.
همچنین، باید مراقب تنظیمات این سیستمها باشید؛ اگر موقعیت عناصر مربوطه تنها چند میلیمتر تغییر کند، الگوی گرمایی شیشه تغییر خواهد کرد. این یک مسئله بسیار حساس است.