Hoe voorkom je dat laboratoriumglas barst
Wanneer je glas van laboratoriumkwaliteit verhit tot de juiste temperatuur, is de marge voor fouten erg klein. Het gaat om een fractie van een graad. Dat is het verschil tussen apparatuur die jarenlang meegaat en apparatuur die meteen kapotgaat zodra er een chemische reactie optreedt.
Dit is wat er eigenlijk gebeurt: wanneer je het glas vormgeeft, ontstaan er interne spanningen. Als je deze spanningen niet wegneemt door het glas voorzichtig af te koelen, blijft het glas ‘verstijfd’. En verstijfd glas is gevaarlijk glas.
Waarom 0,1°C belangrijk is
We gebruiken hoogprecise infrarood-elementen, omdat ze ons in staat stellen de temperatuur nauwkeurig te bepalen. Als je zelfs maar 2°C afwijkt, ontstaat er een temperatuurverschil over de wanden van het glas. Hierdoor expandeert één deel van het glas terwijl het andere deel zich niet uitbreidt. In flessen met dunne wanden leidt dit tot directe spanningen in het glas.
Door een tolerantie van 0,1°C te hanteren, bereikt het hele glas tegelijkertijd de juiste temperatuur. De infraroodgolven dringen rechtstreeks in het materiaal door, waardoor er geen ‘koude plekken’ meer zijn – iets wat vaak voorkomt bij standaard resistieve verwarming.
De benodigde apparatuur en hitte
Om dit te laten werken, combineren we kortegolfquartzlampen met PID-regelaars met snelle respons. Kortegolf-infrarood is ideaal, want het zorgt voor veel hitteopbrengst. Je kunt de temperatuur snel verhogen, zonder dat je de hele kamer hoeft op te warmen.
Je moet echter oppassen met de stroomsterkte. Als je te veel wattage in een klein gebied stoppt, ontstaan er hete punten. We balanceren de stroomsterkte afhankelijk van de lengte van de buis, zodat alles gelijkmatig wordt verwarmd. Als je te veel wattage gebruikt, brandt de gloeidraad uit of wordt het glas vervormd. Dat is natuurlijk geen goede situatie.
De nadelen
Deze oplossing is niet zo eenvoudig in gebruik. Om die precisie van 0,1°C te behouden, moet de stroomvoorziening zeer betrouwbaar zijn. Elke kleine fluctuatie in de spanning heeft invloed op de temperatuur. Bovendien moeten de thermocoupons precies op de plek zitten waar het glas in contact komt met het infraroodlicht. Als ze niet op de juiste plek zitten, werkt het feedbacksysteem niet goed, waardoor de temperatuur te hoog of te laag wordt. Dan moet je weer opnieuw beginnen.