إن بناء وحدات التسخين بالأشعة تحت الحمراء التي يزيد طولها عن 2 متر لاستخدامها في أفران الزجاج يمثل تحديًا كبيرًا. فإذا حاولت استخدام مصباح عادي، فلن يعمل بشكل صحيح. فهذه المصابيح ليست مناسبة للاستخدام في مثل هذه الظروف، حيث ستنحني تحت وزنها الخاص، أو قد تتأثر بانخفاض الجهد الكهربائي، مما يؤدي إلى فشل عملية التسخين.
لحل هذه المشكلة، لا نكتفي بشراء مصباح أكبر حجمًا، بل نقوم بتعديل تصميم الفتيلة وتعزيز جدران أنابيب الكوارتز. هذه هي الطريقة الوحيدة لضمان استقرار الوحدة في ظروف الحرارة العالية.
المشكلة المتعلقة بالطاقة
المشكلة تكمن في أنه عند التعامل مع وحدات طويلة كهذه، لا يمكن مجرد زيادة القدرة الكهربائية واعتبار الأمر مغلقًا. فإذا فعلت ذلك، فسوف تظهر “نقاط باردة” في منتصف الأنبوب.
نحن نتعامل مع هذه المشكلة عن طريق توازن الجهد والقدرة الكهربائية في جميع أجزاء الوحدة. وهذا يساعد على توزيع الحرارة بشكل متساوٍ. كما يجب مراقبة مصدر الطاقة بعناية. فإذا بدأ الجهد في التغير، فإن أطراف الأنابيب الطويلة ستتلف بسرعة أكبر من المنتصف.
المشاكل المتعلقة بالجانب الفيزيائي
نستخدم أنابيب كوارتز ذات جدران سميكة، لأن الأنابيب الرقيقة ستنحني في درجات الحرارة العالية. هذه هي قواعد الفيزياء الأساسية.
وبما أن هذه الأنابيب تُستخدم في أفران مستمرة، فإن الموصلات يجب أن تكون دقيقة للغاية. نستخدم أغطية خاصة لامتصاص التمدد الحراري. عندما تصل درجة حرارة الأنبوب إلى أقصى حد، فإنه يتحرك كثيرًا. وهذه الأغطية تساعد على منع حدوث تلف في الأنابيب.
التضحيات المطلوبة
الميزة الكبيرة هنا هي الحجم الصغير للوحدة. فبما أن لدينا “ستارة حرارية” مستمرة، فلا حاجة إلى استخدام العديد من الأغلفة المختلفة التي تشغل مساحة كبيرة. وهذا يجعل الآلة أكثر أناقة.
لكن هناك عيب واحد: استبدال الأنابيب أمر صعب للغاية. فإذا تلف أنبوب بطول 2.5 متر، فإنك ستضطر إلى استبدال جزء كبير من الآلة، وليس مجرد مصباح صغير.
لذلك، يجب التأكد من أن أبواب الوصول إلى الفرن كبيرة بما يكفي. لا يجب أن تضطر إلى وضع أنبوب زجاجي ضخم في مكان ضيق، مما قد يؤدي إلى تلفه. ولا تهمل استخدام الدعامات الخاصة بالتثبيت، فقد يؤدي أي اهتزاز إلى تلف الزجاج.