Mengendalikan proses pemanasan kaca dengan menggunakan sinar inframerah
Pernahkah anda mengalami keadaan di mana alat kaca yang digunakan di makmal tiba-tiba pecah? Mungkin disebabkan oleh kesan calar kecil atau perubahan suhu yang mendadak. Keadaan ini berlaku kerana adanya tekanan dalaman pada bahan kaca tersebut. Jika kaca disejukkan terlalu cepat atau secara tidak sekata, tekanan tersebut akan tetap wujud dalam bahan kaca tersebut. Ini umpama bom masa yang boleh meletup bila-bila masa.
Kita dapat mengelakkan perkara ini daripada berlaku dengan menggunakan pemanasan sinar inframerah yang memastikan suhu tetap stabil pada tahap 0.1°C.
Mengapa perlu memastikan suhu tetap pada 0.1°C?
Kaca mempunyai “titik optimum” tertentu untuk proses pemanasan. Pada titik ini, tekanan dalam kaca akan berkurangan, namun kaca tidak akan cair atau berubah bentuk. Bagi kaca borosilikat, julat suhu yang sesuai sangat sempit.
Jika suhu pemanasan berubah sebanyak 2 hingga 5 darjah Celsius, ia akan menyebabkan masalah. Suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan kaca menjadi melengkung, manakala suhu yang terlalu rendah akan menyebabkan tekanan dalaman tetap ada.
Untuk memastikan suhu tetap stabil, kita menggunakan elemen pemanasan berkepadatan tinggi bersama-sama dengan pengawal PID. Ini dapat mengelakkan fenomena “kejutan haba”, di mana bahagian luar kaca menjadi panas lebih awal daripada bahagian dalamnya.
Mengendalikan haba
Kelebihan menggunakan sinar inframerah adalah ia dapat memanaskan kaca secara langsung. Dengan cara ini, tiada masa terbuang untuk memanaskan udara di dalam ketuhar. Namun, ada satu masalah: kawasan yang terlalu panas.
Untuk mengatasi masalah ini, kita menggunakan elemen pemanasan yang dilapisi dengan bahan khas agar haba dapat tersebar secara merata di seluruh permukaan kaca. Tiada lagi kawasan yang terlalu panas.
Selain itu, gunakan juga termokopel yang bertindak balas dengan cepat. Jika sensor tersebut lambat bertindak balas, maka tidak kira seberapa tepatnya pemanas tersebut, pengawal suhu tetap akan bertindak balas berdasarkan keadaan beberapa saat yang lalu, bukan keadaan semasa.
Kompromi yang perlu dipertimbangkan
Jika anda ingin mendapatkan ketepatan seperti ini, anda memerlukan sumber tenaga yang stabil. Fluktuasi voltan boleh menyebabkan elemen pemanasan berfungsi dengan tidak stabil. Anda mungkin tidak dapat melihatnya, tetapi kaca akan merasai perubahan suhu tersebut. Untuk mengelakkan ini, anda memerlukan sumber tenaga yang stabil.
Memang, ini akan membuat kotak kawalan menjadi sedikit lebih besar. Namun, inilah satu-satunya cara untuk memastikan alat kaca anda tidak akan pecah semasa proses pemanasan.