چگونه فرآیند آنولیز شیشه را به درستی انجام دهیم: چرا دقت اهمیت دارد؟
هیچ چیز بدتر از این نیست که ساعتها وقت خود را صرف ساخت یک لوله آزمایشگاهی کنیم، تا در نهایت آن به طور ناگهانی خرد شود. این کار بسیار ناامیدکننده است و همچنین اتلاف وقت محسوب میشود. معمولاً این اتفاق به دلیل وجود تنشهای داخلی است که از بین نرفتهاند.
اگر دمای حرارتدهی چند درجه اشتباه باشد، در واقع تنشهای ریزی در شیشه ایجاد میشود. سپس، در لحظهای که فشار خلأ یا تغییر ناگهانی دما ایجاد شود، شیشه خرد میشود.
برای جلوگیری از این اتفاق، از سنسورهای مادون قرمز با دقت بالا استفاده میکنیم. ما دمای شیشه را در حدود ۰.۱ درجه سانتیگراد کنترل میکنیم. این کار شاید کمی پیچیده به نظر برسد، اما مؤثر است.
راز کنترل تنشها
هدف این است که به نقطه مناسب برای آنولیز شیشه برسیم؛ یعنی نقطهای که شیشه به اندازه کافی نرم باشد تا تنشهای داخلی کاهش یابد، اما آنقدر نرم نباشد که شیشه خرد شود.
تغییر دما حتی یک درجه هم میتواند تفاوت بین یک قطعه عالی و یک قطعه بیکاربرد ایجاد کند. ما این ثبات دمایی را با استفاده از سنسورهای مادون قرمز کوتاهامواج و کنترلرهای PID با فرکانس بالا به دست میآوریم.
نکته خوب این است که حرارتدهی با استفاده از مادون قرمز مستقیم است؛ یعنی نیازی به گرم کردن هوا اول نیست. هیچ تأخیری وجود ندارد.
فقط حرارت را روی شیشه وارد نکنید!
وسوسه میشویم که دما را بالا ببریم تا کار تمام شود، اما این اشتباه است. اگر شیشه را خیلی سریع گرم کنیم، سطح خارجی شیشه گرم میشود، اما هسته آن سرد باقی میماند. در این صورت، تنشهای جدیدی ایجاد میشود.
ما سنسورهای مادون قرمز را طوری تنظیم میکنیم که گرمای یکنواختی روی شیشه ایجاد شود. در این صورت، همه بخشهای شیشه یکسان گرم میشوند.
مزایا و معایب در عمل
باید بدانیم که چنین دقتی هزینه زیادی دارد. برای حفظ دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد، نیاز به منابع تغذیه با ثبات بالا و سنسورهای ترموکوپلی داریم که به درستی کالیبره شده باشند.
همچنین، مشکل «پمپ حرارت» نیز وجود دارد؛ اگر شیشه را روی یک قفسه فلزی قرار دهیم، فلز موجود در قفسه، حرارت را از نقاط تماس شیشه میگیرد. در این صورت، نقاط سردی روی شیشه ایجاد میشود و کار دوباره از ابتدا شروع میشود. برای حفظ دمای یکنواخت، باید از پایههای سرامیکی یا عایقهای مناسب استفاده کنیم.
نکته آخر: این سیستمها را باید در مدار جداگانهای قرار دهیم؛ چون نمیخواهیم که نوسانات ولتاژ از سایر تجهیزات، کنترلر PID را مختل کند و کار ما را خراب کند.