چرا دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد در فرآیند آنالایز شیشه اهمیت دارد؟
اگر تا به حال شاهد شکستن یک لوله آزمایشگاهی بدون دلیل واضح بودهاید، میدانید که چقدر ناامیدکننده است. معمولاً این امر به دلیل وجود تنشهای داخلی است که هرگز رفع نشدهاند.
در واقع، اگر دمای گرمکن تنها چند درجه تغییر کند، در واقع در حال انجام یک کار خطرناک هستیم؛ زیرا در همان لحظهای که شیشه شروع به سرد شدن میکند، خطر پیدا شدن ترکهای ناشی از تنش وجود دارد. به همین دلیل از لولههای کوارتز با دقت بالا استفاده میکنیم؛ این کار باعث میشود دما در محدوده ۰.۱ درجه سانتیگراد باقی بماند. این کار اطمینان میدهد که شیشه در دمای مناسبی برای آنالایز قرار گیرد، بدون اینکه به طور تصادفی ذوب شود یا تغییر شکل دهد.
مشکلات مربوط به دقت کم
بیشتر گرمکنها دمای بیش از حدی دارند؛ آنها بیش از حد گرم میشوند و سپس برای جبران این موضوع، دما را کاهش میدهند. در این شرایط، افزایش ۲ درجه در دما، مشکلات زیادی ایجاد میکند؛ زیرا این امر باعث ایجاد یک گرادیان حرارتی جدید میشود که در نهایت کل فرآیند را خراب میکند.
برای جلوگیری از این امر، از پوششهای کوارتزی با جرم کم و کنترلرهای PID با فرکانس بالا استفاده میکنیم؛ این کار باعث میشود تأخیرات حرارتی از بین برود. به جای انتظار برای حرکت هوا، تشعشعات مادون قرمز مستقیماً از میان دیواره شیشه عبور کرده و ماده را از داخل گرم میکنند. این روش سریع، دقیق و مؤثر است.
معایب این روش
ما بسیار دقیق در انتخاب این لولهها هستیم؛ آنها باید بسیار شفاف باشند. اگر کوارتز خالص نباشد، انرژی را جذب کرده و اجازه عبور تشعشعات مادون قرمز را نمیدهد. ما از رشتههایی با تراکم انرژی بالا استفاده میکنیم تا زمان پاسخگویی سریعتر باشد؛ این تنها راهی است که میتوانیم دما را در محدوده ۰.۱ درجه سانتیگراد نگه داریم.
اما یک مشکل وجود دارد: این دقت بالا، فشار زیادی بر منبع تغذیه وارد میکند. اگر ولتاژ منبع تغذیه تغییر کند، دقت از بین خواهد رفت. بنابراین برای حفظ ثبات دما، به منبع تغذیه پایدار نیاز داریم؛ در غیر این صورت، فقط میتوانیم تخمین بزنیم.
جلوگیری از ترک خوردن شیشه
ترکها زمانی ایجاد میشوند که سطح بیرونی شیشه منجمد شود، در حالی که هسته آن هنوز ذوب است. ما این پدیده را «اثر پوسته» مینامیم؛ این پدیده واقعاً وحشتناک است.
با تنظیم نرخ کاهش دما به صورت ۰.۱ درجه سانتیگراد، میتوانیم دمای کل ظرف را در یک سطح نگه داریم. این روش سریع نیست، اما باعث میشود بازدهی بالاتری داشته باشیم. البته میتوانیم فرآیند سرد شدن را تسریع کنیم، اما این روش منجر به شکستن شیشه خواهد شد.