Hoe je glas op de juiste manier kunt verhitten (zonder problemen)
Wanneer je werkt met glas van laboratoriumkwaliteit, is er een zeer dunne grens tussen een perfect product en een berg dure scherven. Dit gebeurt meestal door interne spanningen. Tijdens het vormingsproces wordt het glas gespannen. Als je het te snel laat afkoelen – of zelfs maar iets oneffen – zal het breken. Hierbij maken we gebruik van hoogprecieze infrarood-elementen om dit probleem op te lossen.
Waarom we ons zo druk maken om 0,1°C
Glas heeft een ‘ideale temperatuur’ – de temperatuur waarop de interne spanningen verdwijnen, zonder dat het glas zijn vorm verliest. Als je verwarmingselementen maar een paar graden afwijken van deze temperatuur, zit de spanning nog steeds in het materiaal. We proberen onze infrarood-elementen zo nauwkeurig mogelijk te houden, zodat het glas precies op de juiste plek komt te zitten. Geen gokken dus.
Standarde verwarmingselementen zijn te traag. Ze hebben last van thermische vertragingen. Infrarood-elementen daarentegen werken direct op het glas. Als je deze combineert met een nauwkeurige PID-regeling, blijft de temperatuur stabiel. Geen fluctuaties betekent geen thermische schokken en geen onverwachte storingen tijdens het laboratoriumwerk.
Het trucje voor gelijkmatige warmteverdeling
We gebruiken kortegolf-infrarood-emittoren, omdat deze diep in het glas doordringen. Het gaat niet alleen om het opwarmen van het oppervlak; we willen het hele volume van het glas opwarmen. We besteden veel tijd aan het ontwerp van de verwarmingselementen, zodat er geen koude plekken meer zijn. Stel je eens voor: als één kant van het glas maar 2°C koeler is dan de andere kant, ontstaat er spanning. En spanning leidt tot barsten zodra het glas begint af te koelen.
De uitdagingen bij het bouwen van dergelijke systemen
Hogeprecisie-infraroodsystemen vereisen veel aandacht. Om de temperatuur binnen de grenzen van 0,1°C te houden, moet de voedingsbron zeer betrouwbaar zijn. Als er spanningen in de stroomvoorziening zijn, zit je in de problemen. Je hebt een gestabiliseerde DC-stroombron of een hoogwaardige SCR-regelaar nodig om dit te voorkomen. Anders is al die precisie in de infrarood-elementen nutteloos.
Vergeet ook de bescherming niet. Deze elementen geven veel stralingswarmte af. Als de behuizing niet geschikt is om deze warmte te weerstaan, worden je sensoren beschadigd. Dan zal de temperatuur weer gaan fluctueren, en ben je weer terug bij af.