Přesná infračervená kontrola při zahřívání skleněných kuliček
Skleněné nádoby používané v laboratořích selhávají, pokud nejsou interní napětí eliminována. K regulaci teploty, ve které se sklo mění z plastického stavu do pevného, používáme infračervené ohřívače. Pokud dojde k posunu teploty i jen o několik stupňů, hrozí spontánní prasknutí skla během ochlazování.
Proč je důležitá přesnost 0,1 °C
Standardní ohřívače často překročí stanovené hodnoty. Při přesném zahřívání není tolerance 0,1 °C luxusem – jedná se o otázku fyziky. Používáme vysokofrekvenční PID řídicí jednotky spolu s infračervenými emitery k udržení přesné teploty. To zabrání „termickému šoku“, kdy se vnější část skleněné kuličky ochladí rychleji než její jádro. Pokud je rozdíl teplot příliš velký, sklo se roztřese a praskne.
Infračervená výměna tepla versus konvekce
Spoléháme se na infračervené záření, protože proniká přímo do povrchu skla. Na rozdíl od vzduchu, který může vytvořit chladná místa nebo nerovnoměrný průtok vzduchu mezi jednotlivými kuličkami, infračervené záření zajišťuje rovnoměrný tok tepla. Tyto ohřívače jsou navrženy tak, aby působily na specifické absorpční pásmo borosilikátového nebo sodno-hlubového skla. To zaručuje, že teplo dosáhne středu kuličky, aniž by došlo k přehřátí povrchu.
Reálné kompromisy
Vysokopřesné infračervené systémy vyžadují stabilní napájecí síť. Pokud má vaše provozovna výrazné poklesy napětí kvůli těžkým strojům, přesnost 0,1 °C nebude dodržena. Potřebujete speciální stabilizovaný zdroj napájení, aby emitery neblikaly. Kromě toho tyto ohřívače vytvářejí intenzivní lokální teplo – musíte tedy vybrat vhodné materiály pro konstrukci zařízení, aby odolaly tomuto teplu.
Tyto jednotky je potřeba zapojit do uzavřené zpětnovazební soustavy s kalibrovaným pyrometrem. To je jediný způsob, jak zajistit, že interní napětí skutečně zmizelo.