منع تحطم الأواني الزجاجية في المختبر
لا أحد يحب أن تنكسر قطعة من الأواني الزجاجية فجأة. ربما يحدث ذلك في بيئة خالية من الهواء، أو أثناء التعامل مع مواد كيميائية خطيرة. في معظم الأحيان، يكون السبب هو الضغوط الداخلية التي لم يتم التخلص منها أثناء عملية التسخين.
إذا اختلفت درجة الحرارة حتى بضع درجات، فإن ذلك سيؤدي إلى ظهور شقوق دقيقة في الزجاج. لمنع ذلك، نستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء ذات الأنابيب المزدوجة. فهي تسمح لنا بالتحكم في درجة الحرارة بدقة تصل إلى 0.1 درجة مئوية، وهو ما يعتبر سر الحفاظ على سلامة الأواني الزجاجية.
لماذا يعمل نظام الأنابيب المزدوجة؟
يمكن اعتبار تصميم الأنابيب المزدوجة وسيلة لتوزيع الحرارة بشكل أفضل، دون استخدام مساحة كبيرة على سطح العمل. فهو يوزع الحرارة بشكل متساوٍ على جدران الوعاء.
أما المصابيح ذات العنصر الواحد، فهي صعبة الاستخدام، لأنها تخلق نقاط ساخنة. ولا نريد ذلك. تصميم الأنابيب المزدوجة يضمن أن الزجاج يصل إلى درجة الحرارة المطلوبة بشكل سلس، دون أن تتأثر نقطة معينة من الزجاج.
نستخدم هذه المصابيح مع أنظمة تحكم دقيقة من نوع PID. لكي تعمل هذه الأنظمة بدقة 0.1 درجة مئوية، يجب أن تتفاعل المصابيح فور تغير الجهد. بالإضافة إلى ذلك، نستخدم أغلفة من الكوارتز عالية النقاء، وذلك لضمان وصول الطاقة الحرارية إلى الزجاج، وليس فقط تسخين المصباح نفسه.
كيفية التحكم في العملية بشكل صحيح؟
الخطوة المهمة هي التحكم في معدل انخفاض درجة الحرارة. يجب أن يكون الانخفاض بطيئًا. إذا انخفضت درجة الحرارة بسرعة كبيرة، فإن ذلك سيؤدي إلى تراكم الضغوط داخل المادة. نستخدم محولات تحكم عالية الدقة للتحكم في الطاقة المستخدمة.
لكن يجب الحذر من كثافة الطاقة المستخدمة. بالطبع، المصابيح ذات القدرة العالية تسخّن الزجاج بسرعة، لكنها قد تتجاوز الحد المطلوب. إنها مسألة توازن بين القدرة والكتلة الحرارية للزجاج. إذا كانت القدرة المستخدمة كبيرة جدًا، فسوف تظهر خطوط على الزجاج، وهو أمر غير جيد.
العيب في هذه المصابيح
الدقة ليست مجانية. هذه المصابيح حساسة جدًا للاتساخ. أي بصمة أو بقعة زيت على أنبوب الكوارتز قد تؤدي إلى ظهور نقاط ساخنة، وهو ما يؤدي إلى تلف المصباح بسرعة. يجب استخدام قفازات خالية من الشعيرات، وضمان أن مراوح التبريد قوية بما يكفي لإبعاد الحرارة عن المصباح، وإلا فإنك تخلق مشاكل.