หยุดไม่ให้เครื่องมือแก้วในห้องปฏิบัติการแตกได้: เคล็ดลับอยู่ที่อุณหภูมิ
เคยมีประสบการณ์ที่เครื่องมือแก้วที่ดีมากๆ กลับแตกขึ้นมาไหม? มันน่าหงุดหงิดจริงๆ โดยปกติแล้ว สาเหตุมักเกิดจากความเครียดที่ซ่อนอยู่ภายในแก้วนั่นเอง หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงมากเกินไปในระหว่างกระบวนการอบ ความเครียดนั้นก็จะยังคงอยู่ต่อไป
นั่นคือเหตุผลที่เราให้ความสำคัญกับความแม่นยำถึง 0.1°C เราใช้ระบบการให้ความร้อนด้วยอินฟราเรด เพื่อรักษาอุณหภูมิของแก้วให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ทำให้วัสดุสามารถผ่อนคลายตัวได้โดยไม่สูญเสียรูปร่างไป
ทำไมความแม่นยำเพียงเล็กน้อยถึงสำคัญ
เครื่องให้ความร้อนทั่วไปมักจะให้ความร้อนมากเกินไป จนทำให้อุณหภูมิสูงเกินไป แต่ในกรณีนี้ ความผิดพลาดเพียง 2°C ก็อาจทำให้เครื่องมือแก้วแตกได้เช่นกัน
เราใช้ตัวควบคุม PID ที่มีความแม่นยำสูง ร่วมกับองค์ประกอบอินฟราเรด เพื่อควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ทำให้แก้วมีความนุ่มพอที่จะผ่อนคลายตัวได้ แต่ก็ไม่นุ่มเกินไปจนทำให้เครื่องมือแก้วเสียรูปร่างไป
การใช้อินฟราเรดแทนเตาอบ
เตาอบแบบปกติจะเพียงแค่เคลื่อนย้ายอากาศร้อนไปมาเท่านั้น และต้องยอมรับว่าอากาศเป็นตัวนำความร้อนที่แย่มาก
แต่อินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป เพราะมันสามารถส่งพลังงานไปยังพื้นผิวของแก้วได้โดยตรง ทำให้การให้ความร้อนเร็วขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ เรายังสามารถปรับความยาวคลื่นให้เหมาะสมกับชนิดของแก้วที่ใช้ได้อีกด้วย ไม่ว่าจะเป็นแก้วบอรอสิลิเคตหรือแก้วโซดา-ไลม์ คุณจะไม่เสียพลังงานไปกับการอุ่นผนังเตาอบอีกต่อไป แต่จะส่งความร้อนไปยังจุดที่จำเป็นโดยตรง
ข้อเสียและวิธีแก้ไข
ปัญหาก็คือ คุณไม่สามารถใช้พลังงานสูงสุดในการให้ความร้อนแก่แก้วได้ เพราะจะทำให้อุณหภูมิสูงเกินไป และทำให้แก้วแตกได้เช่นกัน
เพื่อรักษาอุณหภูมิให้อยู่ที่ 0.1°C เราจึงใช้วิธีการควบคุมพลังงานแบบพัลส์ ซึ่งเป็นวิธีที่มีความซับซ้อนมากขึ้นเล็กน้อย และต้องใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีประสิทธิภาพสูงด้วย
อีกเคล็ดลับหนึ่งคือ ควรปกป้องเซ็นเซอร์ของคุณด้วย หากไม่ทำเช่นนั้น สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าจากอุปกรณ์อินฟราเรดก็จะรบกวนค่าอ่านของเซ็นเซอร์ และทำให้ความแม่นยำลดลงไปด้วย