المقدمة
لقد قمنا بتطوير هذا الجهاز الإشعاعي ذو الاستجابة السريعة لسبب بسيط جدًا: ألا وهو الحفاظ على استقرار درجة حرارة الفرن، حتى في الحالات التي يكون فيها تيار الهواء المحيط به متغيرًا باستمرار.
المشكلة في هذه الأفران هي أن حركة الهواء تساعد في تسخين المنتج، لكنها في نفس الوقت تؤثر سلبًا على استقرار درجة الحرارة. لذلك، قمنا بتطوير جهاز إشعاعي من نوع الهالوجين، يعمل كمصدر حراري مباشر. يمكن لنظام التحكم أن يشغل هذا الجهاز أو يوقفه فورًا، مما يوفر تحكمًا دقيقًا ومستقرًا.
الطاقة والجهد والحجم: تصميم عملي
المواصفات الأساسية بسيطة، وقد تم اختيارها لتتناسب مع أنظمة التحكم الصناعية الحقيقية.
لقد استخدمنا تصميمًا بجهد عالٍ يبلغ 400 فولت. وهذا يعني أنك ستحصل على نفس الطاقة باستخدام تيار أقل، مما يجعل أسلاك التحكم أرق، والمكونات الكهربائية أصغر حجمًا وأقل تكلفة.
بطول 300 مم وقوة 2500 واط، يوفر هذا الجهاز كثافة حرارية عالية في حجم صغير. وهذا يسمح بإضافة مناطق إشعاعية دون الحاجة إلى تفكيك الفرن.
لكن الاستجابة السريعة لا تعتمد فقط على كثافة الطاقة، بل أيضًا على قدرة المتحكم على التبديل السريع. لذلك، تم تصميم هذا الجهاز ليعمل بنظام التبديل الثابت والتعويض الديناميكي، وليس بنظام التشغيل/الإيقاف البطيء.
هناك متطلب مهم يجب أخذه في الاعتبار: أن قوة 2500 واط تؤدي إلى تركيز الحرارة. لذا، يجب أن يكون نظام التبريد في الفرن قادرًا على التعامل مع هذه الحرارة الإضافية. وإلا، سيقضي نظام التحكم وقته في محاولة استقرار درجة الحرارة.
مكونات الجهاز: الهالوجين والكوارتز وموصل R7s
نستخدم أنبوبًا من الكوارتز مملوءًا بالهالوجين، لأن ذلك يساعد في الحفاظ على استقرار الفيلامنت، حتى في درجات الحرارة العالية. كما أن الهالوجين يقلل من تصبغ الأنبوب، مما يضمن استمرارية الإشعاع طوال عمر الجهاز. وعند تعديل درجة الحرارة، فإن الاستقرار مهم جدًا.
يعمل الجهاز بنطاق طول موجي قصير، حيث تصل الطاقة مباشرة إلى السطح المراد تسخينه، دون أن تذهب لتسخين الهواء.
أما موصل R7s، فهو موصل صناعي موثوق، يوفر اتصالًا مستقرًا، ويساعد في تثبيت الأنبوب في مكانه، كما أن تركيبه سهل للغاية. يكفي فقط توصيل الأسلاك وتثبيت الجهاز، دون الحاجة إلى أي دعامات خاصة.
لماذا يعمل هذا الجهاز في الأفران التقليدية؟
في الأفران التقليدية، قد تتغير درجة حرارة الهواء بسبب فتح الباب أو تغيير الكميات المخزنة أو تغيرات تدفق الهواء. يعمل هذا الجهاز الإشعاعي على التعويض في الوقت الفعلي، عن طريق توفير حرارة فورية على سطح المنتج. وبذلك، تظل درجة حرارة المنتج مستقرة، حتى عندما يكون تيار الهواء متغيرًا.
يكون هذا الجهاز مفيدًا عندما تحتاج إلى دقة وتكرار في التسخين، دون الحاجة إلى توسيع نظام التسخين بأكمله. التبديل السريع، والإخراج المستقر، بالإضافة إلى الحجم الصغير، يسمح بإضافة مناطق إشعاعية في الأماكن التي يحتاجها الفرن بشكل أكبر.
لكن يجب أخذ في الاعتبار أن الجهاز سريع، لكنه يحتاج إلى مسافة حرارية كافية وتثبيت صحيح. إذا تم تضييق المساحة المحيطة بالأنبوب أو حجب تدفق الهواء، فسيقل عمر الجهاز وقد يؤدي ذلك إلى عدم استقرار درجة الحرارة. إذا تم تحديد مواصفات الجهاز بشكل صحيح، فسيكون نظام التحكم فعالًا في الحفاظ على استقرار درجة الحرارة.