Het geheim van glas dat niet breekt
Is er ooit een stuk labglas geweest dat plotseling begon te breken? Eerst is het nog in orde, maar even later ligt het in scherven op de grond. Meestal komt dit doordat er interne spanningen in het glas ontstaan. Als het glas te snel wordt afgekoeld of in contact komt met een koude plek, zal het breken. Simpel gezegd.
Om dit te voorkomen, gebruiken we infraroodlampen die de temperatuur nauwkeurig op 0,1°C houden. Dat klinkt als een klein verschil, maar in deze context is het enorm belangrijk.
Waarom we ons zo druk maken om 0,1°C
Glasmateriaal gaat door een moeilijke fase, waarin het van flexibel naar volledig stijf verandert. Als de temperatuur zelfs maar een paar graden verandert tijdens deze fase, ontstaat er een thermische gradient. Dezegradient zorgt er namelijk voor dat er spanningen in het materiaal ontstaan.
Als we de temperatuur nauwkeurig op 0,1°C houden, bereikt het hele glasmaatje dezelfde evenwichtstemperatuur. Hierdoor hebben de moleculen de tijd om zich te ontspannen en zich op hun plek te bevinden.
De technologie die dit mogelijk maakt
We bouwen onze infraroodelementen zodat de warmte gelijkmatig over het hele oppervlak wordt verspreid. We gebruiken kortegolfindfrarood, omdat dit soort straling diep in de glasmuren doordringt. Langegolfindfrarood verwarmt alleen het oppervlak – de ‘huid’ van het glas – waardoor de kern koud blijft. Dat leidt tot problemen.
Om dit goed te doen, heb je een zeer nauwkeurige PID-regelaar en een thermocouple die onmiddellijk reageert op temperatuursveranderingen. Als de sensoren te langzaam werken, zal de lamp de gewenste temperatuur niet bereiken. Dan ben je weer terug bij af.
De nadelen
Hoogprecise infraroodverwarming produceert veel energie. Hoewel het glas dan perfect blijft, zal de behuizing rondom het glas warm worden. Je moet dus goed nadenken over de koelventilatoren en de isolatie. Als de muren van de oven te veel warmte opnemen, zal er een thermische afwijking optreden. En dan is al je precisie verdwenen.
Een laatste tip: gebruik kabels die beschermd zijn tegen hoge temperaturen. Anders kunnen elektromagnetische interferenties de metingen van je sensoren verstoren. Dan moet je maar raden in plaats van precies te weten wat er aan de hand is.