หยุดไม่ให้แก้วทดลองแตกได้อย่างไร? คำตอบอยู่ที่เทคโนโลยีอินฟราเรด
เคยมั้ยที่ขวดแก้วบอร์โรซิลิเกตแตกขณะใช้งาน? บางทีอาจเกิดจากร้อนเกินไป หรือถูกกระแทกจนแตกได้
มันน่าหงุดหงิดมาก แต่โดยปกติแล้ว ปัญหาไม่ได้เกิดขึ้นในห้องทดลอง แต่เกิดขึ้นตั้งแต่ขั้นตอนการผลิตเลย
เมื่อแก้วเย็นลงเร็วเกินไปหรือไม่สม่ำเสมอ ก็จะเกิดแรงดึงในตัวแก้ว ซึ่งเรียกว่า “แรงดันภายใน” ซึ่งก็เหมือนกับระเบิดเวลานั่นเอง เพื่อหยุดปัญหานี้ เราจึงใช้เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดเพื่อให้แก้วสามารถผ่อนคลายได้อย่างเหมาะสม
ความสำคัญของความแม่นยำ 0.1°C
สิ่งที่ยากก็คือ แก้วมีช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการทำให้แก้วผ่อนคลายได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น หากอุณหภูมิสูงเกินไป แก้วก็จะเสียรูปทรง และหากอุณหภูมิต่ำเกินไป ก็จะยังคงมีแรงดันภายในอยู่ ซึ่งเป็นสิ่งที่เราต้องการหลีกเลี่ยง
เครื่องควบคุมอุณหภูมิแบบปกติมักจะทำงานเกินขอบเขต โดยอุณหภูมิจะสูงเกินไปหรือต่ำเกินไป นั่นคือเหตุผลที่เราต้องการความแม่นยำถึง 0.1°C ซึ่งอาจฟังดูเกินไป แต่เมื่อเห็นผลลัพธ์แล้วจะเข้าใจเลย
การใช้เทคโนโลยีอินฟราเรด
เราใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดเพราะมันช่วยให้ไม่เสียเวลาในการทำให้อากาศรอบๆ แก้วร้อนขึ้น แต่ความร้อนจะถูกส่งตรงเข้าไปในตัวแก้วเลย การใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดร่วมกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูง จะช่วยให้แก้วอยู่ในอุณหภูมิที่เหมาะสมได้ ไม่มีจุดที่อุณหภูมิต่ำเกินไป หรือสูงเกินไป
การหาจุดสมดุล
เราไม่สามารถเพิ่มกำลังไฟได้เพียงอย่างเดียว หากใช้หลอดไฟที่มีกำลังมากเกินไป ผิวหน้าของแก้วจะร้อนเกินไป ในขณะที่ส่วนลึกของแก้วยังคงเย็นอยู่ ซึ่งจะทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิ ซึ่งเป็นสิ่งที่เราต้องการหลีกเลี่ยง เราต้องหาจุดสมดุลระหว่างกำลังไฟกับความเร็วในการเคลื่อนที่ของแก้ว
การใช้งานจริง
เมื่อนำอุปกรณ์นี้มาใช้จริง ปัญหามักเกิดขึ้นที่แหล่งจ่ายไฟ หากมีแรงดันไฟที่ไม่สม่ำเสมอ อุณหภูมิของแก้วก็จะเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งจะทำให้ความแม่นยำหายไป เพื่อแก้ปัญหานี้ เราจึงใช้ SCR เพื่อให้ไฟมีความสม่ำเสมอ
อย่าลืมเรื่องพัดลมด้วย
ตัวเครื่องอินฟราเรดมักจะร้อนมาก หากไม่มีระบบระบายความร้อนที่เหมาะสม อุปกรณ์ก็จะทำงานไม่ถูกต้อง และเราก็จะไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำอีกต่อไป