جلوگیری از هدر رفتن گرما: درست کردن طیف مادون قرمز مناسب برای مواد
اکثر لامپهای مادون قرمز با طول موج متوسط، فقط به صورت تصادفی عمل میکنند؛ آنها گرما را در یک محدوده وسیع پخش میکنند، اما مشکل اینجاست که ماده مورد نظر شما تنها به مقدار کمی از این انرژی نیاز دارد. اگر منحنی تابش لامپ با قلههای جذب انرژی توسط ماده شما هماهنگ نباشد، در واقع شما برای برقی که فقط از روی سطح ماده منعکس میشود، پول پرداختهاید.
در اینجاست که هماهنگسازی طیفی مفید میشود؛ یعنی باید مطمئن شد که لامپ با ماده شما به یک زبان صحبت کند.
چگونه این کار را انجام میدهیم؟
ما فقط دکمههای روی لامپ را تنظیم نمیکنیم؛ برای درست کردن طیف، باید ساختار داخلی لامپ را تغییر دهیم. ما شیمی فیلامنت تنگستن را تغییر میدهیم یا لایههای خاصی روی لوله کوارتز اضافه میکنیم.
چرا این کار را انجام میدهیم؟ چون این کار باعث میشود قلههای جذب انرژی تغییر کنند.
وقتی که این کار به درستی انجام شود، گرما فقط روی سطح ماده باقی نمیماند، بلکه به عمق شیشه نفوذ میکند. بدون این کار، سطح ماده بیش از حد گرم میشود، در حالی که هسته ماده سرد باقی میماند.
تعادل بین کارایی و هزینه (رویکرد «گرمای هوشمند»)
مسئله این است که نمیتوان همه چیز را داشت.
اگر بخواهید لامپی داشته باشید که برای یک قله خاص تنظیم شده باشد، احتمالاً بخشی از توان کل لامپ از بین خواهد رفت. لامپ استاندارد از نظر دما «گرمتر» به نظر میرسد، اما لامپ تنظیمشده «هوشمندتر» است؛ چون بهتر نفوذ میکند و ماده را سریعتر به دمای مورد نظر میرساند.
ما میتوانیم لامپهایی را طوری طراحی کنیم که با فرآیند حرارتی فعلی شما سازگار باشند؛ یعنی همان طول و ولتاژ. بنابراین نیازی نیست کل سیستم شما را دوباره طراحی کنید. فقط به یاد داشته باشید که از آنجایی که پرتو نور باریکتر است، شاید نیاز باشد که محل قرارگیری لامپها را با دقت بیشتری انتخاب کنید تا گرمایش یکنواخت باشد.
جلوگیری از تصادفات
اگر در یک آزمایشگاه کار میکنید یا از لامپهای با دقت بالا استفاده میکنید، احتمالاً دیدهاید که لامپهای آماده، ماده را به درستی گرم نمیکنند. این موضوع مشکلساز است.
به جای صرف هفتهها در تلاش برای یافتن راهحل، فقط منحنی جذب انرژی توسط ماده خود را برای ما ارسال کنید؛ ما لامپی را طوری طراحی خواهیم کرد که با آن منحنی سازگار باشد.
این کار، پروژهای که فقط بر اساس تصادفات انجام میشود، به یک پروژه مهندسی قابل پیشبینی تبدیل میکند. دیگر نیازی به حدس و گمان نیست؛ فقط گرمایی که واقعاً مؤثر باشد.