ปัญหา “จุดเย็น” ในเตาอบ (และวิธีแก้ไขมัน)
หากคุณเคยใช้เตาอบที่มีท่อสำหรับใส่หลอดอินฟราเรด คุณก็คงรู้ดีถึงความยากลำบากที่เกิดขึ้น โดยปกติแล้ว หลอดอินฟราเรดมักมีระยะการทำงานไม่เกิน 1 เมตร ซึ่งฟังดูดีไปเลย แต่เมื่อนำหลอดเหล่านี้มาต่อกัน ก็จะเกิด “จุดเย็น” ขึ้นตรงบริเวณที่หลอดหนึ่งสิ้นสุดลงและหลอดอีกหลอดหนึ่งเริ่มต้นขึ้น ซึ่งเป็นปัญหาใหญ่สำหรับการรักษาความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ
เราจึงตัดสินใจเลิกใช้หลอดที่มีความยาวไม่มาก และหันมาสร้างหลอดอินฟราเรดที่มีความยาวมากกว่า 2 เมตรแทน วัตถุประสงค์ก็ง่ายๆ นั่นคือ การสร้างกระแสความร้อนที่สม่ำเสมอตลอดทั้งท่อ โดยไม่มีจุดที่อุณหภูมิลดลงขณะที่แก้วเคลื่อนที่ไปตามท่อ
หลักการทางคณิตศาสตร์เบื้องหลังการสร้างกระแสความร้อน
คุณไม่สามารถเพียงแค่ยืดท่อควอตซ์ออกมาแล้วก็พอได้ หากคุณทำให้หลอดมีความยาวมากขึ้น ความต้านทานทางไฟฟ้าก็จะเพิ่มขึ้นด้วย หากคุณไม่ระมัดระวัง แรงดันไฟฟ้าก็จะลดลง ทำให้ปลายหลอดมีอุณหภูมิต่ำ ในขณะที่ส่วนกลางของหลอดมีอุณหภูมิสูงมาก
เพื่อแก้ปัญหานี้ เราจึงเลือกใช้ไส้หลอดทังสเตนที่มีคุณภาพสูง และมักจะปรับแต่งค่าแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้มีความหนาแน่นของความร้อนสม่ำเสมอตลอดทั้งหลอด อีกสิ่งหนึ่งที่ต้องระวังก็คือ ต้องแน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟของคุณสามารถรองรับกระแสไฟที่หลอดเหล่านี้ใช้ได้ มิฉะนั้นหลอดก็จะเสียหายได้เร็วกว่าที่ควรจะเป็น
การออกแบบสำหรับการใช้งานระยะไกล
เราใช้ควอตซ์คุณภาพสูงเพื่อปกป้องไส้หลอด และขึ้นอยู่กับชนิดของแก้วที่คุณใช้ เรายังสามารถเติมสารเคลือบเพื่อปรับสเปกตรัมของความร้อนได้อีกด้วย
จุดเชื่อมต่อของหลอดก็เป็นอีกจุดที่มักก่อให้เกิดปัญหาได้ เราจึงใช้ขั้วต่อที่ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูง การออกแบบหลอดให้มีความยาวมากขึ้นช่วยให้ความร้อนสามารถไหลได้อย่างราบรื่น โดยไม่มีจุดที่อุณหภูมิลดลง
ความเป็นจริง
ความจริงก็คือ หลอดที่มีความยาวมากนั้นมีความเปราะบางมาก ท่อที่มีความยาว 2 เมตรนั้นมีโอกาสหักได้ง่ายมากในระหว่างการติดตั้ง เพื่อป้องกันปัญหานี้ เราจึงใช้ bracket ที่แข็งแรงเพื่อรองรับหลอด ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้การสั่นสะเทือนของเครื่องอบทำให้ควอตซ์แตกได้
อย่าลืมเรื่องการระบายอากาศด้วย แหล่งความร้อนที่มีความยาว 2 เมตรนั้นจะสร้างแรงกดดันอย่างมากต่อระบบระบายอากาศ หากพัดลมระบายความร้อนไม่แข็งแรงพอ ก็อาจทำให้หลอดเสียหายได้ ซึ่งไม่ใช่เรื่องดีเลย