Správné zahřívání skla pomocí infračerveného záření
Už jste někdy měli problém s kusem laboratorního skla, který prostě… explodoval? Možná to byla malá trhlina nebo prudká změna teploty – najednou je váš baňkový nástroj rozbitý na tisíc kusů. K tomu dochází kvůli vnitřním napětím. Pokud sklo ochladíte příliš rychle nebo nerovnoměrně, v podstatě uvězníte napětí uvnitř materiálu. Je to jak bomba s odpočítávačem.
Tomu zabráníme použitím infračerveného zahřevu, při kterém zůstává teplota stálá v rozmezí 0,1 °C.
Proč je tak důležité zachovat teplotu na úrovni 0,1 °C?
Sklo má velmi specifickou „ideální“ teplotu, nazývanou bod zahřívání. Právě při této teplotě se napětí uvolní, ale sklo nezačne tát ani se zakřivovat. U borosilikátového skla je toto rozmezí velmi úzké.
Pokud teplota vzroste o 2 nebo 5 stupňů, máte problém. Buď sklo začne klesat, nebo napětí zůstane uvnitř skla.
Abychom zajistili stabilitu, používáme vysoce husté infračervené prvky spolu s regulátory PID. Tím se eliminuje efekt „tepelného šoku“, kdy se vnější strana skla zahřeje mnohem dříve než její jádro.
Zpracování tepla
Výhodou infračerveného záření je to, že působí přímo na sklo. Nemusíte plýtvat časem na zahřívání celého prostoru trouby – takže dojde k mnohem menšímu zpoždění.
Ale existuje jeden problém: „horká místa“. Abychom to vyřešili, používáme prvky s speciálními povlaky s vysokou emisivitou. To zajišťuje rovnoměrné rozložení tepla po celém povrchu nádoby. Žádná divná horká místa.
A tady je jedna rada: musíte použít termočlánky s rychlou reakcí. Pokud je váš senzor pomalý, nezáleží na tom, jak přesný je vaše zařízení na zahřívání. Regulátor bude reagovat na to, co se stalo před několika sekundami, ne na to, co se děje právě teď.
Kompromisy
Pokud chcete takovou přesnost, potřebujete stabilní napájení. Jednoduše.
Výkyvy napětí způsobují, že prvky na chvíli přestanou fungovat. Možná to nevidíte, ale sklo to pocítí jako teplotní výkyvy. Abychom to zabránili, potřebujeme stabilizovaný zdroj napájení.
Samozřejmě to způsobí, že váš ovládací panel bude o něco větší. Ale je to jediný způsob, jak zajistit, aby se vaše sklenice nerozbily hned při prvním cyklu sterilizace.