ทำไมความแตกต่างเพียง 0.1°C ถึงมีความสำคัญจริงๆ
เคยมีประสบการณ์ที่อุปกรณ์แก้วในห้องปฏิบัติการแตกขึ้นมาเฉยๆ ไหม? ไม่มีสัญญาณเตือนใดๆ เลย มีเพียงรอยแตกเท่านั้น
โดยปกติแล้ว สาเหตุมาจากความเครียดภายในวัสดุ หากแก้วถูกทำให้เย็นลงเร็วเกินไปหรือไม่สม่ำเสมอ ก็จะเกิดความเครียดภายในวัสดุ มันก็เหมือนกับระเบิดเวลานั่นแหละ 为了防止这种情况，我们使用中波อินฟราเรดไฟฟ้า (MWIR) ทำไมล่ะ? เพราะมันสามารถทำงานกับแก้วบอรอซิลิเกตได้ดีกว่าไฟฟ้าคลื่นสั้น มันสามารถซึมเข้าไปในวัสดุได้จริงๆ แทนที่จะเพียงแค่สะท้อนออกมาเท่านั้น
การควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสม
สิ่งสำคัญคือ ต้องควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสม เพื่อไม่ให้อุปกรณ์แก้วแตกขณะอยู่ในเครื่องอัตโนมัติ แม้แต่ความแตกต่างเพียง 1°C ก็สามารถทำให้อุปกรณ์มีอายุการใช้งานเปลี่ยนไปได้ นั่นคือเหตุผลที่เราใช้ไฟฟ้า MWIR ร่วมกับตัวควบคุม PID ซึ่งสามารถตรวจสอบอุณหภูมิได้ถึงระดับ 0.1°C
มันเกี่ยวข้องกับ “ผิวหน้า” ของวัสดุด้วย หากไฟมีความเข้มสูงเกินไป หรือความยาวคลื่นไม่เหมาะสม ก็จะทำให้ผิวหน้าของแก้วขยายตัวเร็วกว่าส่วนกลาง และก็จะเกิดรอยแตกอีกครั้ง ไฟฟ้า MWIR จะสามารถซึมเข้าไปในวัสดุได้พอดี เพื่อทำให้อุณหภูมิสม่ำเสมอ
ข้อเสียของการใช้ไฟฟ้า MWIR
เราไม่ได้สร้างไฟฟ้า MWIR เพื่อให้ความร้อนสูงมากๆ แต่เพื่อให้มีความเสถียรมากกว่า แน่นอนว่าคุณสามารถใช้หลอดไฟที่มีกำลังสูงเพื่อให้แก้วร้อนเร็วขึ้นได้ แต่แล้วจะควบคุมอุณหภูมิได้อย่างไรล่ะ? มันจะกลายเป็นปัญหาใหญ่เลย คุณต้องหาจุดสมดุลระหว่างกำลังไฟกับความเร็วในการสลับของ Solid State Relays (SSRs) หาก SSRs ไม่สามารถทำงานได้ทันก็จะเกิดความแปรปรวนของอุณหภูมิ และความแปรปรวนเหล่านี้ก็จะทำให้อุณหภูมิเกิน 0.1°C ไปเลย
นอกจากนี้ ยังมีเรื่องของการจัดวางอุปกรณ์ด้วย คุณไม่สามารถแค่ใส่ไฟฟ้า MWIR เข้าไปในกล่องแล้วหวังว่าทุกอย่างจะดีได้ คุณต้องวางแผนการกระจายความร้อนให้เหมาะสม เพื่อหลีกเลี่ยงบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำเกินไป
แม้แต่กระจกสะท้อนแสงก็ต้องมีความแม่นยำด้วย หากมีความคลาดเคลื่อนเพียงไม่กี่องศา ก็ไม่สำคัญว่าไฟจะมีความแม่นยำแค่ไหน คุณก็ยังจะได้รับผลกระทบจากความเครียดภายในวัสดุอยู่ดี มันเป็นเรื่องที่ยากหน่อย แต่การทำให้ทุกอย่างสมบูรณ์แบบคือวิธีเดียวที่จะทำให้คุณมั่นใจได้ว่าอุปกรณ์แก้วของคุณจะไม่แตก