چرا این تفاوت کوچک ۰.۱ درجه سانتیگراد واقعاً اهمیت دارد؟
آیا تا به حال تجربه کردهاید که یک لوله شیشهای در آزمایشگاه ناگهان شکسته شود؟ بدون هیچ هشداری، بدون هیچ فشاری… فقط یک ترک روی سطح شیشه ایجاد میشود.
معمولاً دلیل این امر، وجود تنشهای درونی در شیشه است. اگر شیشه خیلی سریع یا به طور نامتقارن سرد شود، تنشهایی در درون آن ایجاد میشود. این موضوع مانند یک بمب زمانی است که در حال منفجر شدن است. برای جلوگیری از این امر، از لامپهای مادون قرمز با طول موج متوسط استفاده میکنیم. چرا؟ چون این لامپها میتوانند بهتر از لامپهای با طول موج کوتاه، با شیشه بوروسیلیکاتی تعامل داشته باشند. این لامپها درون ماده نفوذ کرده و آن را گرم میکنند، به جای اینکه فقط از روی سطح شیشه بازتاب دهند.
تنظیم دقیق دما
نکته مهم این است که برای جلوگیری از شکستن لوله شیشهای در هنگام استفاده از آن در دستگاههای خاص، باید دمای مناسب را دقیقاً تنظیم کرد. حتی تغییر ۱ درجه سانتیگراد میتواند تفاوت بین یک ابزاری که میتواند ده سال دوام بیاورد و یک ابزار بیفایده ایجاد کند. به همین دلیل، از لامپهای MWIR همراه با کنترلرهای PID استفاده میکنیم؛ کنترلرهایی که میتوانند دما را تا ۰.۱ درجه سانتیگراد دقیقاً تنظیم کنند.
تعادل بین قدرت و سرعت
همه چیز به «پوسته» شیشه بستگی دارد. اگر قدرت لامپ خیلی زیاد باشد یا طول موج آن مناسب نباشد، پوسته شیشه دچار تنش میشود. سطح خارجی شیشه خیلی سریعتر از قسمت مرکزی گرم میشود و دوباره با مشکلات مربوط به تنشهای درونی روبرو میشویم. لامپهای MWIR به اندازه کافی درون شیشه نفوذ کرده و آن را به طور یکنواخت گرم میکنند.
معایب استفاده از این لامپها
ما این لامپها را برای ایجاد گرمای بیش از حد نمیسازیم؛ بلکه برای حفظ استحکام شیشه استفاده میکنیم. البته میتوان از لامپهای با توان بالا برای گرم کردن سریعتر شیشه استفاده کرد؛ اما در این صورت، تنظیم دقیق دما بسیار دشوار خواهد بود. باید تعادلی بین قدرت لامپ و سرعت عمل رلههای جامد برقرار کرد. اگر رلهها نتوانند با سرعت لامپ هماهنگ شوند، دمای شیشه دچار نوسانات خواهد شد. این نوسانات میتوانند از محدودیت ۰.۱ درجه سانتیگراد فراتر روند.
نکات مربوط به نصب لامپها
نمیتوان این لامپها را در یک جعبه قرار داد و امیدوار به نتیجه خوب بود. باید توزیع گرما را دقیقاً تنظیم کرد تا از ایجاد نقاط سرد جلوگیری شود. حتی بازتابندههای لامپ نیز باید دقیقاً در جای خود قرار بگیرند. اگر زاویه بازتابندهها کمی اشتباه باشد، صرف نظر از دقت لامپ، همچنان با مشکلات مربوط به تنشهای درونی شیشه روبرو خواهیم بود. این یک مسئله پیچیده است؛ اما تنظیم دقیق آن تنها راه برای اطمینان از استحکام شیشه است.