جلوگیری از هدر رفتن گرما: چگونه لامپهای مادون قرمز را طوری تنظیم کنیم که واقعاً بتوانند با شیشهها ارتباط برقرار کنند
بیشتر لامپهای مادون قرمز، صرفاً گرما تولید میکنند و امیدوارند که این گرما به خوبی جذب شود. مشکل اینجاست که اگر طول موج نور تولید شده توسط لامپ، مطابق با آنچه که شیشه واقعاً میخواهد جذب کند، نباشد، بخش عمدهای از انرژی، فقط از سطح شیشه منعکس میشود.
وقتی که از مواد افزودنی خاصی استفاده میکنیم، اوضاع بدتر میشود؛ چون اگر طول موج نور مناسب نباشد، سطح بیرونی شیشه سوخته میشود، در حالی که قسمت داخلی شیشه سرد باقی میماند. این تفاوت دما، باعث ایجاد تنش در شیشه میشود؛ و همه میدانیم که این امر منجر به ترک خوردن شیشه میشود.
تنظیم نور
ما فقط دایره تنظیمات را بالا نمیبریم؛ بلکه طیف نور را تغییر میدهیم. با تغییر مواد مورد استفاده در رشتههای الکتریکی و افزودن لایههای خاص، میتوانیم منحنی انتشار نور را تغییر دهیم. در واقع، ما خروجی لامپ را با نقاط جذب مواد افزودنی مربوطه هماهنگ میکنیم. نتیجه این کار این است که گرما به درون شیشه نفوذ میکند، نه اینکه فقط روی سطح شیشه باقی بماند. برای تعیین «نقطه ایدهآل» برای مواد خاص، از دادههای طیفسنج استفاده میکنیم.
مزایا و معایب
البته، یک مشکل وجود دارد؛ وقتی که لامپ را فیلتر میکنیم یا لایههای خاصی روی آن میزنیم تا تمرکز نور کاهش یابد، بخشی از توان لامپ از بین میرود. یعنی ما برای دستیابی به دقت بیشتر، بخشی از توان لامپ را فدا میکنیم.
اگر از خطوط انتقال سریع استفاده میکنید و نمیتوانید زمان تغذیه لامپ را کاهش دهید، ما از تجهیزات بیشتری برای حل این مشکل استفاده میکنیم؛ یعنی لامپها را بلندتر میکنیم یا مناطق گرمایشی بیشتری اضافه میکنیم. به این ترتیب، میتوانیم نفوذ عمیق گرما را به درون شیشه داشته باشیم، بدون اینکه عملکرد لامپ مختل شود.
کاربرد لامپها در شرایط واقعی
در این مرحله، مشکلات معمولاً شروع میشوند؛ یعنی مسئله سیمکشی. این لامپهای سفارشی، نیاز به نسبت ولتاژ-جریان بسیار دقیقی دارند تا طیف نور در جای مناسب خود باقی بماند. نمیتوانید این لامپها را به یک دیمر ارزان و عمومی وصل کنید و انتظار داشته باشید که کار کنند.
اگر ولتاژ متغیر باشد، پروفایل گرمایی لامپ نیز تغییر میکند؛ در نتیجه، فرآیند گرمایش یکنواخت نخواهد بود. برای حفظ ثبات، از کنترلکنندههای PID استفاده میکنیم؛ این تنها راه برای اطمینان از این است که جریان گرما در سراسر سطح شیشه یکنواخت باشد.