วิธีการอบแก้วให้ถูกต้องด้วยเทคโนโลยีอินฟราเรด
หากคุณเคยประสบกับปัญหาที่เครื่องมือแก้วในห้องปฏิบัติการแตกขณะอยู่ในสภาพสุญญากาศ คุณก็จะเข้าใจดีว่าทำไมเราถึงต้องพูดถึงเรื่องนี้ มันเป็นเรื่องน่ากังวลมาก โดยปกติแล้ว ปัญหานี้เกิดจากการที่แก้วถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเกินไป หรืออุณหภูมิสูงขึ้นอย่างกะทันหันระหว่างกระบวนการอบ ซึ่งจะทำให้เกิดความเครียดภายในแก้ว
นั่นคือเหตุผลที่เราใช้อุปกรณ์อินฟราเรดที่มีความแม่นยำสูง เพราะอุปกรณ์เหล่านี้สามารถทำงานได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่อุปกรณ์แบบเก่าจะต้องใช้เวลานานกว่าจะตอบสนองได้ ส่วนอินฟราเรดนั้นสามารถทำงานได้ทันที
ทำไมเราถึงให้ความสำคัญกับความแม่นยำในระดับ 0.1°C
แก้วเป็นวัสดุที่มีความละเอียดอ่อนมาก มันไม่ได้ “ร้อนขึ้น” อย่างเป็นเส้นตรง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลให้เครื่องมือแก้วเสียหายได้
เราจึงมุ่งเน้นไปที่ความแม่นยำในระดับ 0.1°C เพราะเราต้องการให้ทุกส่วนของแก้วอยู่ในสภาวะสมดุลทางอุณหภูมิเดียวกัน หากมีจุดที่อุณหภูมิต่ำกว่า ก็จะมีจุดที่เกิดความเครียด และจุดเหล่านี้นี่แหละที่เป็นสาเหตุให้เกิดรอยแตก
นอกจากนี้ เรายังใช้อินฟราเรดคลื่นสั้นด้วย เพราะอินฟราเรดคลื่นสั้นสามารถซึมเข้าไปในแก้วได้ลึกกว่าอินฟราเรดคลื่นยาว นั่นหมายความว่าเราสามารถทำให้ส่วนกลางของแก้วร้อนขึ้นได้ โดยไม่ทำให้ส่วนนอกของแก้วไหม้
วิธีหลีกเลี่ยงรอยแตก
เพื่อหลีกเลี่ยงรอยแตกที่น่ากังวลเหล่านี้ เราต้องมีการลดอุณหภูมิอย่างราบรื่น โดยเราจะใช้อุปกรณ์อินฟราเรดร่วมกับตัวควบคุม PID และเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่สามารถตอบสนองได้ในเวลาจริง
ข้อดีของหลอดอินฟราเรดก็คือความสามารถในการตอบสนองที่รวดเร็ว หากเซ็นเซอร์ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียง 0.2°C กำลังไฟก็จะลดลงทันที ไม่ต้องรอนาน
คุณไม่สามารถทำแบบนี้ได้ด้วยเตาอบแบบดั้งเดิม เพราะเตาอบเหล่านั้นมีมวลความร้อนมากเกินไป ทำให้มีการตอบสนองที่ช้า แต่อินฟราเรดไม่มีปัญหานี้
ข้อเสีย (เพราะมักจะมีเสมอ)
ปัญหาก็คือ ความแม่นยำสูงแบบนี้จะสร้างแรงกดดันอย่างมากต่อแหล่งจ่ายไฟของคุณ หากคุณต้องการความแม่นยำในระดับ 0.1°C คุณก็ต้องมีแหล่งจ่ายไฟที่สะอาด ไม่มีสัญญาณรบกวน หากมีสัญญาณรบกวนในระบบไฟฟ้า หลอดอินฟราเรดก็จะสั่นไหว แม้ว่าจะเป็นเรื่องเล็กน้อย แต่ก็ส่งผลต่อความแม่นยำได้
โดยสรุปแล้ว ระบบกรองไฟของคุณก็ต้องมีความไวเท่ากับเซ็นเซอร์ด้วย มิฉะนั้นระบบทั้งหมดก็จะล้มเหลว