การควบคุมอุณหภูมิด้วยรังสีอินฟราเรดอย่างแม่นยำในกระบวนการอบแก้ว
ภาชนะแก้วที่ใช้ในห้องปฏิบัติการมักจะเกิดความเสียหายเมื่อความเครียดภายในไม่ได้รับการบรรเทา เราใช้อุปกรณ์ให้ความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดเพื่อควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสม ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ทำให้แก้วเปลี่ยนจากสถานะพลาสติกมาเป็นสถานะแข็ง หากอุณหภูมิมีการเปลี่ยนแปลงไปเพียงไม่กี่องศา ก็อาจทำให้แก้วเกิดรอยแตกได้
ทำไมความแม่นยำ 0.1°C จึงมีความสำคัญ
เครื่องให้ความร้อนแบบธรรมดามักจะให้ความร้อนมากเกินไป แต่ในกระบวนการอบแก้วแบบแม่นยำนั้น ความแม่นยำ 0.1°C ไม่ใช่เรื่องของความหรูหรา แต่เป็นเรื่องของหลักฟิสิกส์ เราใช้ตัวควบคุม PID ความถี่สูงร่วมกับอุปกรณ์ให้ความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรด เพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ วิธีนี้จะช่วยป้องกันปัญหา “ความเครียดทางความร้อน” ซึ่งเกิดจากการที่ผิวนอกของแก้วเย็นลงเร็วกว่าส่วนกลาง หากความแตกต่างของอุณหภูมิมากเกินไป แก้วก็จะเกิดรอยแตกได้
การถ่ายเทความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดกับการถ่ายเทความร้อนด้วยลม
เราเลือกใช้รังสีอินฟราเรดเพราะมันสามารถทะลุเข้าไปในพื้นผิวแก้วได้โดยตรง ต่างจากลมที่อาจก่อให้เกิดจุดเย็นหรือการไหลเวียนของอากาศที่ไม่สม่ำเสมอ รังสีอินฟราเรดจะช่วยให้ความร้อนกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ เราออกแบบเครื่องให้ความร้อนเหล่านี้ให้สามารถส่งความร้อนไปยังจุดที่เหมาะสมของแก้วได้ โดยไม่ทำให้ผิวนอกของแก้วร้อนเกินไป
ข้อจำกัดในการใช้งานจริง
ระบบให้ความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดแบบแม่นยำนั้นต้องอาศัยระบบจ่ายไฟที่มีความเสถียร หากมีการลดลงของแรงดันไฟฟ้าอย่างมากเนื่องจากเครื่องจักรขนาดใหญ่ ความแม่นยำ 0.1°C ก็จะลดลง คุณจึงจำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียร เพื่อไม่ให้อุปกรณ์ให้ความร้อนทำงานไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ เครื่องให้ความร้อนเหล่านี้ยังสร้างความร้อนสูงในบริเวณที่มีการใช้งาน คุณจึงต้องเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการทำเปลือกเครื่อง เพื่อไม่ให้เครื่องเกิดการบิดเบี้ยว
ควรเชื่อมต่ออุปกรณ์เหล่านี้เข้ากับระบบตรวจสอบอุณหภูมิแบบลูปปิด นั่นเป็นวิธีเดียวที่จะรับประกันได้ว่าความเครียดภายในแก้วจะหายไปจริงๆ