अपने प्रयोगात्मक काँचीय उपकरणों को टूटने से बचाएं: रहस्य है इन्फ्रारेड में!
क्या आपके साथ भी कभी ऐसा हुआ है कि बोरोसिलिकेट फ्लास्क अचानक ही टूट गया? शायद तापमान में थोड़ा वृद्धि हो गई, या फिर फ्लास्क को किसी चीज से टकरा दिया गया… और वह टूट गया।
यह बहुत ही निराशाजनक है। लेकिन आमतौर पर, समस्या प्रयोगशाला में ही शुरू नहीं होती… बल्कि यह निर्माण के दौरान ही शुरू हो जाती है।
जब काँच बहुत तेज़ी से, या असमान रूप से ठंडा होता है, तो उसकी दीवारों में सूक्ष्म तनाव उत्पन्न हो जाता है। हम इन्हें “आंतरिक तनाव” कहते हैं… और ये वास्तव में विस्फोटक ही हैं। इसे रोकने हेतु, हम इन्फ्रारेड तत्वों वाले हीटरों का उपयोग करते हैं, ताकि काँच ठीक से आराम कर सके।
0.1°C की सटीकता
यहीं पर समस्या है… काँच के लिए अन्नीलिंग के लिए बहुत ही सीमित समय होता है। यदि तापमान बहुत अधिक हो जाए, तो काँच का आकार बिगड़ जाता है… और यदि तापमान बहुत कम हो जाए, तो वही आंतरिक तनाव बना रहता है।
अधिकांश सामान्य कंट्रोलरों में “ओवरशूट” हो जाता है… यानी तापमान बहुत अधिक या बहुत कम हो जाता है। इसीलिए हम 0.1°C की सटीकता ही लक्ष्य बनाते हैं। यह तो बहुत ही कम लगता है… लेकिन परिणाम देखने के बाद ही इसका महत्व समझ में आता है।
हम शॉर्टवेव इन्फ्रारेड का उपयोग करते हैं… क्योंकि यह काँच के चारों ओर की हवा को गर्म करने में समय नहीं बर्बाद करता… बल्कि सीधे ही काँच की दीवारों में ऊर्जा पहुँचाता है। इन्फ्रारेड ऊर्जा को उच्च-सटीकता वाले थर्मोकपल के साथ जोड़कर, हम काँच को ठीक वहीं रख सकते हैं… जहाँ उसे रखना आवश्यक है। कोई “कोल्ड स्पॉट” नहीं… कोई आश्चर्य नहीं।
यह तो एक संतुलन ही है!
आप बस पावर को बढ़ाकर ही काम नहीं कर सकते।
यदि आप फ्लास्क के आकार के हिसाब से बहुत ही शक्तिशाली लैंप का उपयोग करें, तो काँच की सतह गर्म हो जाएगी… जबकि उसका केंद्र ठंडा ही रहेगा। इससे तापीय अंतर उत्पन्न हो जाएगा… जिसे हम तो रोकना ही चाहते हैं। आपको लैंप की शक्ति एवं कन्वेयर की गति के बीच संतुलन बनाना ही होगा।
हम आमतौर पर क्वार्ट्ज-हैलोजन ट्यूबों का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि ये बहुत ही तेज़ी से ऊर्जा प्रदान करती हैं… और यही एकमात्र तरीका है, जिससे 0.1°C की सटीकता प्राप्त की जा सकती है।
वास्तविक दुनिया में इसका उपयोग
जब आप इस उपकरण को वास्तविक दुनिया में उपयोग में लाते हैं, तो आमतौर पर पावर सप्लाई ही समस्या बन जाती है।
यदि वोल्टेज में उतार-चढ़ाव हो, या वोल्टेज अस्थिर रहे, तो तापमान में भी उतार-चढ़ाव हो जाएगा… और सटीकता खत्म हो जाएगी। इसे ठीक करने हेतु, हम SCR (सिलिकॉन कंट्रोल्ड रेक्टिफायर) का उपयोग करते हैं… ताकि पावर स्थिर रहे।
और एक बात और… फैनों को भी न भूलें। इन्फ्रारेड उपकरण गर्म हो जाते हैं… यदि इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उचित शीतलन व्यवस्था न हो, तो घटक गड़बड़ हो जाएंगे… और आपको वह सटीक नियंत्रण नहीं मिल पाएगा, जिसके लिए आपने इतनी मेहनत की है।