ग्लास में उत्पन्न होने वाले तनाव को नियंत्रित करना (और यह क्यों महत्वपूर्ण है कि तापमान 0.1°C ही होना चाहिए)
जब हम प्रयोगशाला-स्तरीय ग्लास उपकरणों का उपयोग करते हैं, तो उनमें उत्पन्न होने वाला आंतरिक तनाव वास्तव में एक “विस्फोटक” की तरह होता है। यदि ठंडा करने की प्रक्रिया सही तरीके से नहीं की जाती, तो ग्लास में यह तनाव हमेशा ही बना रहता है। ऐसी स्थिति में ग्लास तो ठीक ही दिखता है, लेकिन जैसे ही वैक्यूम बनता है या कोई अभिक्रिया शुरू होती है… ग्लास टूट जाता है।
इसीलिए हम एनीलिंग प्रक्रिया पर बहुत ध्यान देते हैं। यही वह सही तापमान है, जिस पर ग्लास इतना नरम हो जाता है कि उसमें मौजूद तनाव दूर हो जाता है… लेकिन इतना भी नरम नहीं होता कि पूरा ग्लास ढह जाए।
हम 0.1°C के स्तर पर ही क्यों ध्यान देते हैं?
ज्यादातर औद्योगिक हीटर “पर्याप्त” ही होते हैं… उनका तापमान 5°C या 10°C तक ही भिन्न होता है… और कई कार्यों के लिए यही पर्याप्त है। लेकिन उच्च-स्तरीय एनीलिंग के लिए यह बहुत ही खतरनाक है।
हम इन्फ्रारेड तत्वों का उपयोग करते हैं… जिससे तापमान 0.1°C की सटीकता के साथ ही नियंत्रित होता है। यह तो अतिरिक्त लग सकता है… लेकिन यही एकमात्र तरीका है जिससे थर्मल शॉक से बचा जा सकता है। आप चाहते हैं कि ग्लास की पूरी सतह एक ही समय पर उसी तापमान पर हो।
यदि हीटर का तापमान अधिक हो जाए, तो ग्लास विकृत हो जाता है… और यदि तापमान कम हो जाए, तो तनाव ग्लास के अणुओं में ही बना रहता है। इसलिए हमें PID लूप एवं ऐसे इन्फ्रारेड तत्वों की आवश्यकता है, जो तापमान में होने वाले परिवर्तनों के तुरंत बाद ही ऊर्जा को नियंत्रित कर सकें।
थर्मल ग्रेडिएंट का समाधान
इन्फ्रारेड की खूबी यह है कि यह सीधे ही ग्लास पर प्रभाव डालता है… इससे ग्लास के आसपास की हवा को गर्म करने में समय बर्बाद नहीं होता। हम शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड का उपयोग करते हैं… क्योंकि यह जल्दी ही ग्लास की सतह में प्रवेश कर जाता है… जिससे ग्लास का कोर एवं सतह एक ही गति से गर्म होते हैं।
लेकिन आपको यह ध्यान रखना होगा कि ऊर्जा कहाँ जा रही है… यदि एक ही जगह पर बहुत अधिक ऊर्जा दी जाए, तो वहाँ एक नया तनाव-बिंदु बन जाता है… इसलिए ऊर्जा को संतुलित रखना बहुत ही आवश्यक है… ताकि सब कुछ स्थिर रहे।
समस्या: ऊर्जा बनाम स्थिरता
समस्या यह है कि यदि ऊर्जा की गुणवत्ता खराब हो, तो यह सभी सटीकताएँ बेकार हो जाती हैं… यदि वोल्टेज में उतार-चढ़ाव हो, तो 0.1°C की सटीकता भी खत्म हो जाती है।
इसलिए आपको एक विशेष वोल्टेज स्टेबिलाइजर या उच्च-स्तरीय SCR कंट्रोलर की आवश्यकता है… ताकि वोल्टेज स्थिर रहे। वरना लैंप चमकने लगते हैं, तापमान में उतार-चढ़ाव होता है… और आपको महंगा सामान बर्बाद करना पड़ता है।