جلوگیری از ترک خوردن شیشههای آزمایشگاهی
هنگام گرم کردن شیشههای مورد استفاده در آزمایشگاه، میزان خطا بسیار کم است؛ در واقع، صحبت از کمتر از یک دهم درجه سانتیگراد است. این تفاوت، تفاوت بین لوازمی است که سالها دوام میآورند و لوازمی که در همان لحظه واکنش شیمیایی رخ دهد، ترک میخورند.
آنچه واقعاً اتفاق میافتد این است: هنگام ساخت شیشه، تنشهای داخلی در آن ایجاد میشود. اگر این تنشها را با یک فرآیند خنکسازی دقیق از بین نبریم، شیشه در حالت «تنگ» باقی میماند؛ و شیشه تنگ، شیشه خطرناکی است.
چرا دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد اهمیت دارد؟
ما از دستگاههای فروسرخ با دقت بالا استفاده میکنیم؛ زیرا این دستگاهها به ما امکان کنترل دقیق دما را میدهند. اگر اختلاف دما حتی ۲ درجه سانتیگراد باشد، یک تفاوت دمایی در سطح شیشه ایجاد میشود. در واقع، بخشی از شیشه گسترش مییابد، در حالی که بخش دیگر ثابت میماند؛ این امر منجر به ترک خوردن شیشه میشود.
با رعایت دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد، کل شیشه در یک زمان به دمای مناسب میرسد. امواج فروسرخ به عمق ماده نفوذ کرده و باعث از بین رفتن نقاط سرد در شیشه میشوند؛ چیزی که در روشهای گرمایش معمولی رخ میدهد.
تجهیزات و منبع حرارت
برای اینکه این روش جواب دهد، باید از لامپهای کوارتز با موج کوتاه همراه با کنترلرهای PID سریع استفاده کنیم. لامپهای کوارتز موج کوتاه، گرمای زیادی تولید میکنند؛ بنابراین میتوانیم دما را به سرعت افزایش دهیم، بدون اینکه کل محفظه گرم شود.
اما باید مراقب تراکم انرژی باشیم؛ اگر توان زیادی را در فضای کوچکی قرار دهیم، نقاط گرم ایجاد میشوند. ما توان لامپ را با طول لوله تنظیم میکنیم تا همه چیز به خوبی کار کند. اگر از توان زیادی استفاده کنیم، یا رشته الکتریکی لامپ خراب میشود، یا شیشه تغییر شکل میدهد؛ هر دو امر منفی هستند.
مشکلات
این سیستمها دقیقاً قابل استفاده بدون تنظیمات خاص نیستند. برای حفظ دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد، منبع تغذیه باید بسیار قابل اعتماد باشد؛ هرگونه نوسان در ولتاژ، منجر به تغییرات دمایی میشود. علاوه بر این، ترموکوپلها باید دقیقاً در جایی باشند که شیشه با پرتو فروسرخ در تماس است؛ اگر اینطور نباشد، سیستم عملکرد صحیحی نخواهد داشت.