چگونه فرآیند ذوب شیشه را با کنترل میکروویوی اینفرارد تحت کنترل داشت؟
اگر تا به حال شاهد شکستن یک لوله شیشهای در آزمایشگاه بدون دلیل واضح بوده باشید، میدانید که چقدر آزاردهنده است. معمولاً دلیل آن، وجود تنشهای داخلی در شیشه است؛ اگر شیشه را خیلی سریع گرم کنید یا آن را به طور نامتوازن خنک کنید، شیشه از هم میپاشد.
به همین دلیل از عناصر میکروویوی اینفرارد استفاده میکنیم. هدف ما، داشتن دقت دمایی در حد ۰.۱ درجه سانتیگراد است. این موضوع شاید عجیب به نظر برسد، اما وقتی که سعی میکنیم دمای شیشه را در محدوده مناسب نگه داریم، هر درجه کوچکی اهمیت زیادی دارد.
چرا باید به دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد توجه کنیم؟
شیشه دارای محدوده بسیار باریکی بین نقطه نرم شدن و نقطه شروع تنش در آن است؛ اگر دمای شیشه حتی چند درجه تغییر کند، در واقع تنشهای جدیدی در ماده ایجاد میشود.
ما از عناصر میکروویوی اینفرارد با پاسخگویی سریع، همراه با کنترلکنندههای PID با دقت بالا، برای رسیدن به این دقت استفاده میکنیم. این کار مانع از ایجاد «شوک حرارتی» میشود؛ یعنی لولههای شیشهای در حین خنک شدن، به طور تصادفی نمیشکنند.
میکروویوی اینفرارد در مقابل فرهای معمولی
فرهای معمولی فقط هوا را در اطراف شیشه حرکت میدهند؛ مشکل اینجاست که هوا یک رسانای بسیار ضعیف است.
اما میکروویوی اینفرارد متفاوت است؛ این روش از تشعشعات برای تأثیر مستقیم بر سطح شیشه استفاده میکند. این کار به ما امکان میدهد تا فقط بخشهای خاصی از شیشه را گرم کنیم، نه کل اتاق. ما از میکروویوهای اینفرارد با موجهای کوتاه استفاده میکنیم؛ زیرا این موجها میتوانند به عمق لولههای شیشهای نفوذ کرده و دمای آنها را به سرعت بالا ببرند.
مشکلات
این روش کاملاً ساده نیست؛ سیستمهای میکروویوی اینفرارد با دقت بالا، نیاز به منبع تغذیه پایدار و یکنواخت دارند.
اگر ولتاژ برق در کارخانه شما نوسان داشته باشد، دمای شیشه نیز نوسان خواهد کرد و دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد از بین خواهد رفت. برای جلوگیری از این مشکل، باید از استابیلایزرهای ولتاژ یا رلههای حالت جامد با کیفیت بالا استفاده کنید. شما نیاز به تأمین توانی یکنواخت و پایدار دارید.
نتیجه
وقتی که دمای شیشه را در محدوده مناسب نگه داریم و فرآیند خنک شدن را به دقت کنترل کنیم، تنشهای مولکولی از بین میروند. این کار باعث میشود لولههای شیشهای برای استفاده در واکنشهای با فشار بالا یا کارهای در شرایط خلأ مناسب باشند. در نهایت، شما لولههای شیشهایی با سطح بسیار صاف و براق خواهید داشت؛ و مهمتر از همه، اطمینان خواهید داشت که لولههای شیشهای شما در میانه آزمایشگاه منفجر نخواهند شد.