วิธีการอบแก้วให้ได้ผลดีโดยใช้แสงอินฟราเรด
หากคุณเคยมีประสบการณ์ที่ของใช้ในห้องปฏิบัติการทำจากแก้วแตกโดยไม่มีสาเหตุชัดเจน คุณคงเข้าใจดีถึงความรำคาญนั้นดี โดยปกติแล้วสาเหตุมักเกิดจากความเครียดภายในแก้วเอง หากอุณหภูมิในระหว่างการอบแก้วเปลี่ยนแปลงไปเพียงเล็กน้อย ก็เท่ากับว่าคุณกำลังเสี่ยงกับอุปกรณ์ของคุณอยู่
นั่นคือเหตุผลที่เราใช้เครื่องทำความร้อนแบบควอตซ์แบบปรับแต่งเอง เรามุ่งเน้นไปที่ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิที่ 0.1°C ฟังดูเหมือนเป็นเรื่องที่ยากมาก แต่วิธีนี้จะช่วยให้แก้วผ่านจุดอบที่สำคัญไปได้โดยไม่เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิที่อาจทำให้แก้วแตกได้
การต่อสู้กับปัญหาความล่าช้าทางอุณหภูมิ
แก้วมีช่วงเวลาสั้นๆ ที่สามารถกำจัดความเครียดออกได้ โดยไม่ทำให้แก้วเสียรูปร่างไป แต่นี่เป็นเรื่องที่ต้องอาศัยหลักฟิสิกส์ที่แม่นยำมาก
เครื่องทำความร้อนแบบปกติมีความเร็วช้าเกินไป มีปัญหาเรื่อง “ความล่าช้าทางอุณหภูมิ” ทำให้อุณหภูมิไม่สามารถขึ้นได้อย่างรวดเร็ว แต่แสงอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป มันสามารถส่งความร้อนเข้าสู่พื้นผิวแก้วได้ทันที ด้วยความเร็วนี้ คอนโทรลเลอร์ PID จึงสามารถปรับอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำในระยะเวลาจริง ไม่มีปัญหาเรื่องอุณหภูมิสูงเกินไปจนทำให้แก้วแตกอีกต่อไป
ทำไมต้องใช้ควอตซ์?
เราใช้ท่อควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงเพื่อใส่สายไฟทำความร้อนไว้ภายใน สาเหตุก็ง่ายมาก: ควอตซ์สามารถให้แสงอินฟราเรดผ่านเข้าไปได้ พลังงานจึงไปถึงแก้วโดยตรง แทนที่จะถูกดูดซับไปในตัวเครื่องอบ
ด้วยวิธีนี้ ความร้อนจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ แต่มีข้อเสียอยู่อย่างหนึ่ง นั่นคือท่อควอตซ์เหล่านี้มีความเปราะบางมาก แม้แต่รอยนิ้วมือหรือน้ำมันจากผิวหนังก็อาจทำให้ควอตซ์เสียหายได้เมื่อมีความร้อนสูงขึ้น จงสวมถุงมือ และระมัดระวังขณะติดตั้ง หากมีแรงกดที่ปลายท่อ ท่อควอตซ์ก็อาจแตกได้
การหลีกเลี่ยงปัญหา “จุดเย็น”
เพื่อให้วิธีนี้ได้ผลจริง ความหนาแน่นของพลังงานจะต้องสม่ำเสมอทั่วทั้งภาชนะ เราใช้เวลามากมายในการปรับค่ากำลังไฟต่อตารางเซนติเมตร เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่มีจุดเย็นเกิดขึ้น
ลองคิดดูสิ: หากมีจุดหนึ่งของแก้วที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดอื่นๆ เพียง 2°C ก็เท่ากับว่าคุณกำลังสร้าง “ระเบิดเวลา” ไว้ในของใช้ในห้องปฏิบัติการของคุณเอง การควบคุมอุณหภูมิด้วยแสงอินฟราเรดที่แม่นยำจะช่วยขจัดความเสี่ยงนี้ไปได้