Správné zahřívání skla pomocí kvartového zdroje tepla
Při výrobě skla laboratorní kvality není nic horšího, než když se nádoba rozpadne pod vakuem. Je to opravdu frustrující. Obvykle se to stává kvůli vnitřnímu napětí, které vzniklo během procesu tvarování. Pokud toto napětí neodstraníte pomocí stabilního a kontrolovaného zahřívání, je sklo v podstatě „bomba s odloženým vybušením“.
Proto používáme infračervené zdroje tepla s přesností 0,1 °C. Jde o kontrolu teploty.
Proč je ta přesnost 0,1 °C tak důležitá?
Většina topných prvků má velmi velké kolísání teploty. Pokud překročíte požadovanou teplotu o i jen 5 °C, můžete tímto způsobem znovu vytvořit toto napětí ve skle.
Kvart je citlivý na změny teploty – má nízký koeficient tepelné expanze. To znamená, že nemá rád náhlé změny teploty. Potřebujete tedy zdroj tepla, který dosáhne požadované teploty a zůstane u ní – bez nutnosti neustálého úpravování teploty.
K řešení tohoto problému spojujeme krátkovlnné infračervené emitory s vysokofrekvenčními PID regulátory. Teplota okamžitě působí na stěny skla. Tak vzniká rovnoměrný teplotní profil po celé délce trubice. Žádná studená místa, žádné abnormální gradienty – jen stabilní teplota.
Rozhodující faktor – udržení správné teploty
Cílem je udržet sklo přesně na té teplotě, při které se vnitřní napětí uvolní. Sklo musí být dostatečně měkké na to, aby se napětí uvolnilo, ale zároveň nikoli natolik měkké, aby se celé sklo začalo prohýbat. Je to velmi úzký prostor pro manipulaci s teplotou. Pokud se vaše infračervené zařízení posune, v podstatě „zmrazíte“ toto napětí ve skle.
Tyto systémy jsou navrženy tak, aby byly kompaktní. Infračervené lampy poskytují velkou sílu ohřevu, takže můžete rychle zvýšit teplotu. Ale je tu jeden problém: veškerá tato energie vytváří hodně odpadního tepla. Pokud správně nezorganizujete chladicí ventily a obal zařízení, můžete poškodit samotné elektronické součástky.
Jak to funguje v praxi
Aby to fungovalo, potřebujete zapojit jednotky do uzavřeného obvodu spolu s pyrometrem.
Výhodou je rychlost reakce infračervené lampy – reaguje během několika milisekund na to, co detektor zachycí. Tím eliminujete zpoždění, které se obvykle vyskytuje u starých rezistivních topných cívek. Je to jednoduchý způsob, jak zabránit tvorbě trhlin v důsledku napětí.