นี่คือความเป็นจริงเกี่ยวกับอุปกรณ์ทดลองที่ทำจากแก้ว: หากไม่กำจัดความตึงเครียดภายในแก้วขณะที่แก้วกำลังเย็นลง แก้วก็จะแตกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แม้แต่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียงเล็กน้อย—เพียงไม่กี่องศาเท่านั้น—ก็อาจทำให้แก้วแตกได้เช่นกัน มันเป็นเรื่องน่ากลัวจริงๆ
เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดเหตุการณ์นี้ เราจึงใช้หลอดไฟอินฟราเรดที่อยู่ภายในตัวเรือนที่มีความสามารถในการสะท้อนแสงสูง นี่เป็นวิธีเดียวที่จะทำให้เราสามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำถึง 0.1°C
ปัญหาเกี่ยวกับความร้อน
อุปกรณ์ทำความร้อนแบบมาตรฐานมักจะสร้างจุดร้อนขึ้นมา และในการอบแก้วด้วยความแม่นยำสูง จุดร้อนเหล่านี้ถือเป็นสิ่งที่ไม่ดีเลย
ดังนั้นเราจึงใช้หลอดไฟอินฟราเรดแบบคลื่นสั้นแทน หลอดไฟนี้สามารถแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวแก้วเพื่อทำให้แก้วร้อนขึ้นจากภายใน แต่สิ่งสำคัญจริงๆ คือตัวสะท้อนแสง เราใช้โลหะที่เคลือบด้วยทองคำหรืออลูมิเนียมที่ขัดเงาเพื่อสะท้อนแสงกลับเข้าไปในแก้ว
หากไม่มีตัวสะท้อนแสง ความร้อนประมาณ 40% จะหายไปกับตัวเครื่อง ซึ่งทำให้หลอดไฟต้องทำงานหนักขึ้น และอุณหภูมิก็จะสูงขึ้น ซึ่งทำให้การควบคุมอุณหภูมิไว้ที่ 0.1°C เป็นเรื่องยากมาก
การทำให้อุณหภูมิสม่ำเสมอ
เพื่อไม่ให้แก้วแตก เราต้องให้ความร้อนกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งภาชนะ
เราไม่สามารถใช้ความร้อนอย่างเดียวได้ เพราะนั่นจะนำไปสู่ความเสียหาย เราจึงปรับความเข้มของแสงให้เหมาะสมกับความหนาของผนังแก้ว และใช้ตัวควบคุม PID เพื่อปรับค่าความร้อนขึ้นลง ด้วยวิธีนี้ ส่วนบนและส่วนล่างของภาชนะก็จะได้รับความร้อนในเวลาเดียวกัน
ข้อเสียของวิธีนี้
การควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำแบบนี้ต้องใช้พื้นที่มาก คุณไม่สามารถวางหลอดไฟเหล่านี้เข้าด้วยกันได้ หากตัวสะท้อนแสงทับกันหรือตัวเรือนแน่นเกินไป ก็จะทำให้เกิดความร้อนสะสม ซึ่งจะทำให้ค่าที่วัดได้ผิดเพี้ยน นอกจากนี้ คุณยังต้องมีระบบระบายความร้อนที่ดีสำหรับส่วนปลายของหลอดไฟด้วย มิฉะนั้น ไส้หลอดก็จะไหม้เร็วเกินไป
มันเป็นเรื่องของการหาจุดสมดุลระหว่างความเข้มของความร้อนกับความเสถียร หากคุณพยายามหลอกลวงเวลาด้วยการใช้ความร้อนมากเกินไป เพื่อประหยัดเวลา คุณก็จะทำให้อุณหภูมิเกินกว่าที่กำหนด และทำให้ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดเสียหายไป มันไม่คุ้มค่าเลย.