جلوگیری از ترک خوردن لولههای آزمایشگاهی: راز در دما نهفته است!
آیا تا به حال شاهد شکستن یک لوله آزمایشگاهی سالم بودهاید؟ این موضوع واقعاً آزاردهنده است. معمولاً این اتفاق به این دلیل رخ میدهد که فشار «پنهان»ی درون شیشه وجود دارد. اگر دما در حین فرآیند گرمکردن بیش از حد تغییر کند، آن فشار همچنان درون شیشه باقی میماند.
به همین دلیل، ما بر روی دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد تمرکز کردهایم. از سیستم گرمایش مادون قرمز برای حفظ دمای مناسب شیشه استفاده میکنیم؛ تا ماده بتواند بدون از دست دادن شکل خود، استرسهای موجود را کاهش دهد.
چرا این مقدار کوچک از دما اهمیت دارد؟
اکثر دستگاههای گرمایشی ناقص هستند؛ آنها دمای مورد نظر را فراتر میبرند و سپس سعی میکنند آن را تصحیح کنند. اما در این روش، یک خطای ۲ درجهای میتواند تفاوت بین یک لوله که میتواند ده سال دوام بیاورد و یک لوله که بلافاصله پس از قرار گرفتن در معرض شوک حرارتی ترک میخورد، ایجاد کند.
ما از کنترلکنندههای PID با وضوح بالا و عناصر مادون قرمز برای کنترل دما استفاده میکنیم؛ این روش باعث میشود شیشه در دمای مناسبی باقی بماند؛ یعنی آنقدر نرم باشد که بتواند استرسهای موجود را کاهش دهد، اما آنقدر نرم نباشد که کل لوله تحت تأثیر فشار قرار بگیرد.
جایگزینی فرهای معمولی با سیستم مادون قرمز
فرهای معمولی تنها هوای گرم را در اطراف شیشه حرکت میدهند؛ اما هوا یک رسانای بدی است.
سیستم مادون قرمز متفاوت است؛ این سیستم انرژی را مستقیماً به سطح شیشه منتقل میکند. این روش سریعتر و دقیقتر است. علاوه بر این، ما طول موج را طوری تنظیم میکنیم که با نوع شیشه مورد استفاده هماهنگ شود؛ چه شیشه بوروسیلیکاتی باشد و چه شیشه سودا-سنگی. شما در واقع انرژی را صرف گرم کردن دیوارههای فر نمیکنید؛ بلکه انرژی را دقیقاً در جای مناسب آن قرار میدهید.
معایب و چگونگی مقابله با آنها
مشکل اینجاست که نمیتوانید با توان حداکثری، شیشه را گرم کنید و انتظار داشته باشید که آن پایدار بماند. اگر این کار را انجام دهید، نقاط گرم ایجاد خواهد شد و شما دوباره به نقطه شروع برمیگردید.
برای حفظ پایداری در دمای ۰.۱ درجه سانتیگراد، از روش تنظیم توان پالسی استفاده میکنیم. این روش کمی پیچیدهتر است؛ اما برای این کار، منابع تغذیه نیز باید مناسب باشند.
یک نکته دیگر: حسگرهای خود را محافظت کنید؛ در غیر این صورت، نویز الکتریکی ناشی از دستگاههای مادون قرمز، اعداد اندازهگیری شده را مختل خواهد کرد و دقت اندازهگیریها از بین خواهد رفت.