چرا ظروف شیشهای آزمایشگاهی مدام میشکنند؟ (و چگونه میتوان این مشکل را حل کرد؟)
آیا تا به حال دیدهاید که یک قطعه از ظروف شیشهای آزمایشگاهی ناگهان منفجر شود؟ بدون هیچ هشداری، بدون هیچ برخوردی… فقط یک انفجار ناگهانی.
معمولاً دلیل این امر، وجود تنشهای داخلی در شیشه است. اگر دما در حین فرآیند گرم کردن شیشه بیش از حد تغییر کند، شیشه آن تنشها را در خود نگه میدارد. این موضوع مانند یک فنر پیچیده است که منتظر فرصتی برای شکستن است. برای جلوگیری از این امر، از الکترودهای گرمایشی مادون قرمز در فرهای آزمایشگاهی استفاده میکنیم.
توجه به دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد
شاید بپرسید چرا باید به این میزان دقت داشته باشیم. موضوع این است که شیشه بسیار حساس است؛ اگر دمای فر کمی تغییر کند، منجر به شکستن شیشه میشود. ما از الکترودهای مادون قرمز استفاده میکنیم؛ زیرا آنها به سرعت به دستورات کنترلر PID پاسخ میدهند. الکترودهای مقاومتی قدیمی مانند قطارهای سنگین هستند؛ آنها مدت زمان زیادی طول میکشد تا سرعتشان کاهش یابد و گرمایششان متوقف شود. این امر باعث شکستن ظروف شیشهای نازک میشود. الکترودهای مادون قرمز، در لحظهای که دستور داده میشود، فعالیت خود را متوقف میکنند.
نحوه ورود گرما به درون شیشه
موضوع این نیست که گرما با قدرت زیادی به درون شیشه وارد شود؛ بلکه مهم این است که گرما چگونه وارد شیشه میشود. ما از امواج کوتاه مادون قرمز استفاده میکنیم تا اطمینان حاصل کنیم که گرما به طور یکنواخت درون شیشه پخش شود. اگر سطح بیرونی ظرف سریعتر از سطح داخلی گرم شود، دوباره با مشکلات ناشی از تنشهای داخلی روبرو خواهیم بود. با تنظیم طول موج، کل ظرف به طور یکنواخت گرم میشود، صرفنظر از شکل ظرف.
مشکلات مربوط به دقت بالا
البته، این الکترودها بسیار حساس هستند. اگر منبع تغذیه تجهیزات نامنظم باشد یا دچار نوسانات ولتاژی باشد، استabilitه ۰.۱ درجه سانتیگراد از بین خواهد رفت. نمیتوان این الکترودها را به هر پریز برقی وصل کرد؛ برای جلوگیری از نوسانات دما، به کنترلرهای قدرت پیشرفته نیاز است.
چند نکته برای راهاندازی
هنگام وصل کردن این الکترودها به فر، جزئیات مهم هستند. من همیشه توصیه میکنم از پایههایی با رسانایی حرارتی پایین استفاده کنید؛ تا گرما درون فر باقی بماند و به سمت ترمینالهای الکتریکی بازنگردد. اگر ترمینالها بیش از حد گرم شوند، مقاومت الکتریکی تغییر کرده و دقت کار کاهش مییابد. رفع این مشکلات بعداً دشوار است؛ بنابراین، فنهای خنککننده را درست روی ترمینالها قرار دهید تا آنها خنک بمانند و سیستم نیز در حالت مناسب باقی بماند.