Voorkom dat uw laboratoriumglas breekt: het geheim zit in het annealen
Niemand wil de persoon zijn die per ongeluk een stuk duur laboratoriumglas breekt door een verborgen gebrek in het glas. Het is frustrerend, rommelig en eerlijk gezegd ook best eng.
Meestal gebeurt dit door interne spanningen. Als het glas te ongelijkmatig afkoelt, blijft er spanning in zitten. Op een dag – uit het niets – geeft het glas het op en barst het. Om dit te voorkomen, gebruiken we infraroodverwarmers die de temperatuur binnen een marge van 0,1°C kunnen houden.
Waarom die kleine temperatuurverschil belangrijk is
Bij annealen werken we precies bij de temperatuur waarbij het glas overgaat van vaste naar vloeibare toestand. Het is een kwetsbaar evenwicht. Als de verwarmer zelfs maar een paar graden te ver gaat, ontstaat er een “thermische gradient” – het buitenste deel van het glas heeft dan een andere temperatuur dan het binnenste deel.
Daarom gebruiken we hoogwaardige infraroodelementen. Zij zorgen ervoor dat de warmte gelijkmatig in de glaszijden wordt gebracht.
Het echte trucje is niet alleen om het glas heet te maken, maar ook om te bepalen hoe het moet afkoelen. Als de verwarmer te ver gaat, wordt de spanning opnieuw in het materiaal geplaatst. Er moet dus nauwkeurig worden geregeld hoe de temperatuur wordt beheerd.
Snelheid en respons
We hebben gekozen voor kortegolfinfraroodsenders om een goede reden: ze reageren razendsnel. In tegenstelling tot ouderwetse resistieve koelsystemen die lang nodig hebben om op temperatuur te komen, reageert kortegolfstraling bijna onmiddellijk. Zodra de sensor een verschil van 0,1°C detecteert, past het element zich aan. Geen “thermische vertraging”, geen wachten.
We hullen deze apparaatjes ook in hoogwaardig kwarts. Waarom? Omdat als het omhulsel verdwijnt of versleten raakt, de warmte niet meer op dezelfde manier op het glas terechtkomt. Dan verdwijnt de precisie, en ook uw gevoel van veiligheid.
De nadelen
Het behalen van zo’n hoge precisie kost natuurlijk geld. Het is zeer moeilijk om een systeem in stand te houden met een tolerantie van 0,1°C. Dit legt veel druk op de stroombronnen en PID-regelaars. Je kunt ze niet zomaar in een gewone stopcontact aansluiten.
Als er in de buurt zware machines zijn die elektrisch lawaai veroorzaken (EMI), zal het signaal alle kanten op gaan. Je zult nooit het doel van 0,1°C bereiken. Je hebt geïsoleerde circuits nodig om alles rustig te houden en het thermische profiel stabiel te houden.