เคล็ดลับสำหรับการสร้างแก้วที่ไม่แตกง่าย
เคยมีประสบการณ์กับอุปกรณ์ทำจากแก้วในห้องปฏิบัติการที่กะทันหันแตกได้ไหม? บางครั้งอุปกรณ์นั้นยังใช้งานได้ดีอยู่ แต่อีกครู่หนึ่งก็กลายเป็นเศษแก้วไปเลย เพราะมีแรงดันภายในที่เกิดขึ้นโดยไม่สามารถมองเห็นได้ มันน่าหงุดหงิดมาก ส่วนใหญ่แล้วสาเหตุมักเกิดจากการที่อุณหภูมิในระหว่างการทำให้แก้วเย็นลงเปลี่ยนแปลงไปเพียงไม่กี่องศาเท่านั้น
นั่นคือเหตุผลที่เราให้ความสำคัญกับความแม่นยำถึง 0.1°C เราใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดเพื่อรักษาอุณหภูมิของแก้วให้อยู่ในจุดที่เหมาะสม ไม่มีการคาดเดาใดๆ
ทำไมความแม่นยำเพียงเล็กน้อยก็สำคัญ
แก้วนั้นมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมาก มีช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับแก้วอยู่เพียงเล็กน้อยเท่านั้น หากอุณหภูมิสูงเกินไป แก้วก็จะเริ่มบิดเบี้ยว แต่ถ้าอุณหภูมิต่ำเกินไป แรงดันก็จะยังคงอยู่ภายในโครงสร้างของแก้ว รอโอกาสที่จะทำให้แก้วแตกได้
เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ เราจึงใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดที่มีความไวสูง ร่วมกับตัวควบคุม PID ที่มีความแม่นยำสูง วิธีนี้จะช่วยให้อุณหภูมิคงที่ตลอดทั้งอุปกรณ์ ไม่มีจุดที่ร้อนเกินไป หรือจุดที่เย็นเกินไป มีเพียงอุณหภูมิที่สม่ำเสมอเท่านั้น
อินฟราเรดกับเตาอบแบบปกติ
ลองนึกถึงเตาอบแบบใช้ลมดูสิ มันใช้ลมในการถ่ายเทความร้อน แต่ลมนั้นไม่สามารถถ่ายเทความร้อนได้ดีนัก ส่วนอินฟราเรดนั้นใช้รังสีในการถ่ายเทความร้อนโดยตรงกับพื้นผิวของแก้ว วิธีนี้จะทำให้การถ่ายเทความร้อนเร็วขึ้นมาก เราใช้อินฟราเรดคลื่นสั้นเมื่อต้องการให้ความร้อนเข้าถึงชั้นลึกของแก้ว และใช้อินฟราเรดคลื่นกลางเมื่อต้องการให้พื้นผิวของแก้วมีอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ
เคล็ดลับก็คือการเลือกความยาวคลื่นให้เหมาะสมกับความหนาของแก้ว หากคุณใช้แก้วบอรอซิลิเคตที่มีความหนามาก คุณก็ต้องใช้อินฟราเรดคลื่นสั้น เพื่อให้ความร้อนเข้าถึงชั้นลึกของแก้ว มิฉะนั้นแก้วก็จะมีอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอ และอาจเกิดอันตรายได้
ความยากลำบากในการออกแบบอุปกรณ์
อันที่จริงแล้ว การใช้อินฟราเรดเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่แม่นยำนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย หากคุณเปิดกำลังไฟสูงสุด อุณหภูมิก็จะสูงเกินไปในทุกครั้ง ดังนั้นเราจึงใช้เทคโนโลยี PWM เพื่อควบคุมกำลังไฟ โดยการปรับกำลังไฟในอัตราความถี่สูง เพื่อให้อุณหภูมิคงที่
แต่ก็มีข้อเสียอยู่ การปรับกำลังไฟตลอดเวลานั้นจะสร้างความเสียหายให้กับสวิตช์ได้ หากคุณใช้สวิตช์แบบปกติ มันก็จะเสียหายได้ง่าย ดังนั้นคุณควรใช้สวิตช์แบบ Solid-State Relay (SSR) เพื่อให้สามารถรองรับภาระได้โดยไม่มีปัญหา