Správné zahřívání borosilikátového skla pomocí infračervené kontroly
Už jste někdy měli problém s nějakým kusem laboratorního skla, který prostě… explodoval? Možná se to stalo během procesu sterilizace nebo když jste vytvářeli vakuum. Je to noční můra. Obvykle se to stává kvůli vnitřnímu napětí ve skle – v podstatě se vnitřní a vnější části skla ochlazují různou rychlostí, a sklo už takové napětí nemůže snést.
Právě tu přicházejí na pomoc vysoce přesné infračervené lampy. Pomáhají sklu přejít z měkkého, plastického stavu do pevného stavu, aniž by v něm zůstala ta skrytá napětí.
Proč je důležitá přesnost 0,1 °C
Záleží na tom, jak sklo ochlazujete. Pokud se teplota změní i o 2 °C, máte problém. Můžete překročit správnou teplotu pro zahřívání nebo sklo můžete ochladit příliš rychle. Borosilikátové sklo je velmi citlivé – existuje jen úzký rozsah teplot, při kterém se napětí skutečně uvolňuje.
Snažíme se dosáhnout tolerance 0,1 °C. Proč? Protože pokud se vnější vrstva skla „zamrzne“, zatímco jádro zůstane roztavené, vytvoříte tak „časovanou bombu“. Jediný způsob, jak zabránit prasklinám, je udržovat konstantní teplotu v celém objemu skla.
Potřebné vybavení (a potíže)
Nemůžete prostě tyto lampy zapojit do obyčejného spínače a doufat v to nejlepší. Potřebujete vysokofrekvenční PID řídicí prvky a termočlánky, které reagují rychle.
Já obvykle používám krátkovlnné infračervené lampy. Jsou skvělé, protože energie proniká hluboko do skla. Dlouhovlnné záření se většinou dotýká pouze povrchu, zatímco krátkovlnné záření ohřívá celý objem skla.
Mějte na paměti: budete potřebovat silný zdroj napájení, aby dokázal zvládnout tak rychlé změny teploty. Také pozor na ventilaci – tyto lampy jsou opravdu velmi horké. Pokud vaše zařízení není dobře ventilované, teplo se rozšíří do všeho kolem, senzory začnou dávat chybné údaje a vaše přesnost 0,1 °C zmizí.
Jak to funguje v reálném světě
Rád tyto lampy zapojuji do vícezónového systému. To zaručuje, že krk a základna nádoby se zahřívají stejnou rychlostí.
Při nastavování se ujistěte, že výkon lampy odpovídá hmotnosti skla. Pokud použijete příliš velký výkon, vzniknou „horká místa“, která zkazí celou partii skla. Ale pokud použijete příliš malý výkon? cykly budou trvat příliš dlouho a vy přijdete o peníze. Jde o to najít ten správný kompromis.