Tại sao các dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm lại liên tục vỡ? Và làm thế nào để khắc phục điều đó?
Bạn có bao giờ gặp tình trạng một chiếc dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm bỗng nhiên vỡ không? Không có dấu hiệu cảnh báo nào cả… Chỉ là sự vỡ bất ngờ mà thôi.
Thường thì nguyên nhân là do áp lực nội bên trong dụng cụ thủy tinh. Nếu nhiệt độ thay đổi quá nhiều trong quá trình xử lý nhiệt, dụng cụ thủy tinh sẽ giữ lại áp lực đó. Điều này giống như một chiếc lò xo đang chờ cơ hội để “bật ra”. Để tránh điều này, chúng tôi sử dụng các bộ phận gia nhiệt bằng tia hồng ngoại trong các lò nung của mình.
Sự quan trọng của độ chính xác 0,1°C
Bạn có thể tự hỏi tại sao chúng tôi lại quan tâm đến mức độ chính xác 0,1°C. Thực ra, thủy tinh rất kén chọn về mặt nhiệt độ. Nếu nhiệt độ trong lò nung thay đổi dù chỉ một chút, dụng cụ thủy tinh vẫn có thể bị vỡ do áp lực nhiệt.
Chúng tôi sử dụng các bộ phận gia nhiệt bằng tia hồng ngoại vì chúng phản ứng rất nhanh với tín hiệu từ bộ điều khiển PID. Các bộ phận gia nhiệt kiểu cũ thì hoạt động chậm, và vẫn tiếp tục tỏa nhiệt ngay cả sau khi được tắt. Chính điều này khiến dụng cụ thủy tinh bị vỡ. Còn với tia hồng ngoại, việc gia nhiệt diễn ra ngay lập tức khi có lệnh từ bộ điều khiển.
Làm thế nào để nhiệt độ lan tỏa đều vào bên trong dụng cụ thủy tinh?
Điều quan trọng không phải là việc tạo ra lượng nhiệt lớn, mà là cách để nhiệt độ lan tỏa đều vào bên trong dụng cụ thủy tinh. Chúng tôi sử dụng tia hồng ngoại có bước sóng ngắn để đảm bảo rằng nhiệt độ lan tỏa đều khắp bề mặt dụng cụ thủy tinh. Nếu phần bên ngoài của dụng cụ thủy tinh nóng lên nhanh hơn phần bên trong, thì dụng cụ vẫn có thể bị vỡ do áp lực nhiệt. Bằng cách điều chỉnh bước sóng, toàn bộ dụng cụ sẽ được gia nhiệt đều, bất kể hình dạng của nó ra sao.
Những khó khăn khi đạt được độ chính xác cao
Tuy nhiên, vẫn có một số điểm cần lưu ý. Các bộ phận gia nhiệt bằng tia hồng ngoại rất nhạy cảm. Nếu nguồn điện cung cấp cho chúng không ổn định, thì mức độ chính xác 0,1°C sẽ bị mất đi. Bạn không thể chỉ cắm chúng vào bất kỳ ổ cắm nào. Bạn cần sử dụng các bộ điều khiển điện công suất cao để đảm bảo mọi thứ hoạt động ổn định và ngăn chặn sự biến động nhiệt độ.
Một vài mẹo khi lắp đặt
Khi kết nối các bộ phận gia nhiệt này vào lò nung, bạn cần chú ý đến từng chi tiết. Tôi luôn khuyên nên sử dụng các vật liệu có độ dẫn nhiệt thấp để đảm bảo rằng nhiệt độ vẫn ở trong lò nung, chứ không lan ra phía các đầu nối điện. Nếu các đầu nối điện bị quá nóng, điện trở sẽ thay đổi, và mức độ chính xác sẽ bị ảnh hưởng. Việc sửa chữa sau này sẽ rất khó khăn, vì vậy hãy đảm bảo rằng các quạt làm mát luôn hướng thẳng vào các đầu nối điện. Như vậy, hệ thống sẽ hoạt động ổn định.