Ngăn chặn việc đồ thủy tinh bị nứt vỡ: Bí quyết nằm ở nhiệt độ
Bạn có bao giờ gặp trường hợp đồ thủy tinh dùng trong phòng thí nghiệm bỗng nhiên bị nứt vỡ không? Không có dấu hiệu báo trước, không có lực tác động nào cả. Chỉ là một vết nứt nhỏ thôi.
Thường thì điều này xảy ra do áp suất nội bên trong thủy tinh. Nếu thủy tinh không được làm lạnh đúng cách, nó sẽ giữ lại áp suất đó. Chỉ cần một sai sót nhỏ trong quá trình làm lạnh thôi, thì toàn bộ đồ thủy tinh sẽ bị hỏng. Để tránh điều này, bạn cần đảm bảo rằng nhiệt độ được kiểm soát ở mức 0,1°C.
Đó có vẻ là con số rất nhỏ, nhưng trong lĩnh vực thủy tinh, đó lại là yếu tố quan trọng nhất. Ngay cả sự thay đổi nhỏ về nhiệt độ cũng có thể khiến thủy tinh co lại một cách không đồng đều. Và đó chính là lúc đồ thủy tinh bị nứt vỡ.
Tại sao chúng ta lại sử dụng các chi tiết làm từ gốm?
Hầu hết mọi người đều sử dụng các chi tiết kim loại thông thường, nhưng vấn đề là kim loại hoạt động như một “cầu nhiệt”. Nó hút đi nhiệt từ hai đầu của ống thủy tinh, khiến cho phần giữa ống thủy tinh bị nóng còn hai đầu thì lạnh.
Chúng tôi chuyển sang sử dụng các chi tiết làm từ gốm để khắc phục vấn đề này. Gốm có tác dụng ngăn cản sự truyền nhiệt, giúp đảm bảo rằng bức xạ hồng ngoại được phân bố đều từ đầu này sang đầu kia. Hơn nữa, gốm có thể chịu đựng được nhiệt độ cao mà không bị tan chảy hay làm hỏng các tiếp xúc điện trong quá trình sấy khử.
Đạt được độ ổn định ở mức 0,1°C
Việc đạt được độ ổn định ở mức 0,1°C không chỉ liên quan đến việc mua một chiếc đèn chất lượng cao. Điều quan trọng hơn là cách mà bộ phận phát hồng ngoại tương tác với bộ điều khiển PID.
Bạn cần một chiếc đèn có khả năng phản ứng tỷ lệ thuận với điện áp. Nếu bộ phận phát hồng ngoại có những điểm nóng hoặc sự chênh lệch về công suất, thì các cảm biến sẽ đưa ra kết quả sai lệch. Chúng sẽ cho bạn một giá trị trung bình, trong khi thực tế thì một vùng cụ thể trên thủy tinh đang bị quá nóng.
Đó chính là lúc tai họa xảy ra.
Những thách thức trong thực tế
Đây chính là phần khó khăn nhất. Các thiết bị phát hồng ngoại có độ chính xác cao thường có kích thước rất nhỏ. Điều này giúp tăng mật độ nhiệt cần thiết để làm nóng nhanh, nhưng lại gây áp lực lớn lên bộ nguồn điện.
Nếu bạn cố gắng tăng công suất để rút ngắn thời gian sấy khử, bạn có thể vượt quá nhiệt độ mong muốn. Lúc đó, bộ điều khiển PID sẽ cố gắng tìm lại nhiệt độ phù hợp, và độ chính xác 0,1°C sẽ bị mất đi.
Để duy trì độ ổn định, bạn cần sử dụng các quạt làm mát và bộ tản nhiệt hiệu quả. Bạn cũng cần kiểm soát nhiệt độ xung quanh máy móc. Nếu không, toàn bộ hệ thống sẽ hoạt động không hiệu quả.
Một mẹo cuối cùng: hãy sử dụng dây cáp chống nhiệt. Nếu không, nhiễu điện sẽ ảnh hưởng đến các cảm biến nhiệt, khiến kết quả đo lường bị sai lệch. Và trong trường hợp này, kết quả đo lường sai lệch có nghĩa là đồ thủy tinh sẽ bị hỏng.