ऐसे काँच का रहस्य… जो आसानी से टूटता ही नहीं!
क्या आपने कभी ऐसा अनुभव किया है कि प्रयोगशाला में इस्तेमाल होने वाले काँच के बर्तन अचानक ही टूट गए? एक पल तक तो सब कुछ ठीक रहता है, लेकिन अगले ही पल वे टुकड़ों में बदल जाते हैं… कारण? आंतरिक तनाव… जिसे देखना ही संभव नहीं है। यह बहुत ही निराशाजनक है। ज्यादातर मामलों में, ऐसा इसलिए होता है क्योंकि ठंडा होने के दौरान तापमान में कुछ डिग्री का अंतर हो जाता है।
इसीलिए हम 0.1°C की सटीकता पर ही ध्यान देते हैं। हम इन्फ्रारेड तत्वों का उपयोग करके काँच को उसके सही तापमान पर ही रखते हैं… कोई अनुमान लगाने की आवश्यकता ही नहीं है।
वह छोटा सा डिग्री-अंतर क्यों महत्वपूर्ण है?
काँच बहुत ही संवेदनशील है… उसके लिए एक बहुत ही संकीर्ण तापमान-सीमा ही उपयुक्त है।
यदि तापमान थोड़ा भी ज्यादा हो जाए, तो काँच विकृत हो जाता है… और यदि तापमान बहुत कम हो जाए, तो आंतरिक तनाव बना रहता है… जिसके कारण काँच टूट जाता है।
इसे रोकने हेतु, हम उच्च-प्रतिक्रिया वाले इन्फ्रारेड उत्सर्जकों का उपयोग करते हैं… ताकि पूरे काँच का तापमान स्थिर रहे… कोई गर्म/ठंडा क्षेत्र ही न बने… बस स्थिर एवं समान तापमान ही रहे।
इन्फ्रारेड बनाम सामान्य ओवन
कन्वेक्शन ओवनों में हवा का ही उपयोग किया जाता है… लेकिन हवा, तापमान को स्थिर रखने में बहुत ही असमर्थ है।
इन्फ्रारेड में विकिरण का ही उपयोग किया जाता है… जिससे काँच की सतह पर सीधे ही ऊष्मा पहुँचती है… यह बहुत ही तेज़ है… हम गहराई तक ऊष्मा पहुँचाने हेतु शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड का उपयोग करते हैं… जबकि सतह को स्थिर रखने हेतु मीडियम-वेव इन्फ्रारेड का उपयोग किया जाता है।
महत्वपूर्ण बात यह है कि तरंगदैर्घ्य को काँच की मोटाई के अनुसार ही चुनना होता है… यदि काँच बहुत मोटा है, तो गहराई तक ऊष्मा पहुँचाना आवश्यक है… वरना काँच की सतह तो ठीक रहेगी, लेकिन उसका अंदरूनी हिस्सा तनावग्रस्त रहेगा… जिससे काँच टूट सकता है।
इंजीनियरिंग की वास्तविकता
दरअसल, उच्च-सटीकता वाले इन्फ्रारेड उपकरणों का उपयोग इतना आसान नहीं है…
यदि आप 100% शक्ति पर ही लैंप का उपयोग करें, तो हर बार ही लक्षित तापमान से अधिक ही तापमान प्राप्त होगा… इसे ठीक करने हेतु, हम पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) का उपयोग करते हैं… अर्थात्, उच्च आवृत्ति पर ही ऊर्जा का उपयोग किया जाता है… ताकि तापमान स्थिर रहे।
लेकिन इसमें एक समस्या है… लगातार ऐसा करने से स्विचिंग रिले खराब हो जाते हैं… ऐसी स्थिति में सॉलिड-स्टेट रिले ही उपयोगी हैं… ताकि कार्य बिना किसी रुकावट के ही पूरा हो सके।