왜 유리가 깨지는가? (그리고 실제로 그 문제를 해결하는 방법)
아마도 여러분도 한번쯤은 유리가 가열 과정에서 갑자기 깨진 적이 있을 것입니다. 정말 짜증나는 일이죠. 보통 이런 일은 유리의 바깥쪽이 안쪽보다 훨씬 빠르게 달궈지면서 발생합니다. 그 결과 내부에 열응력이 생겨서 유리가 부서지는 것입니다.
대부분의 사람들은 일반적인 IR 램프를 사용하여 이 문제를 해결하려고 합니다. 하지만 문제는, 그런 램프들이 방출하는 에너지가 너무 광범위해서 유리가 그 에너지를 거의 흡수하지 못하거나 반사해버린다는 점입니다. 결국 에너지만 낭비될 뿐, 유리는 계속 깨집니다.
올바른 “주파수”를 찾아내는 것이 중요합니다
우리는 단순히 높은 와트수의 에너지를 사용하는 것만으로는 문제를 해결할 수 없다고 생각합니다. 그건 재앙을 부르는 행동일 뿐입니다.
대신, 우리는 유리에 첨가된 성분들을 고려합니다. 색상을 내거나 유리를 더 견고하게 만드는 성분들 말입니다. 이러한 성분들 each은 적외선 스펙트럼에서 특정한 “식별점”을 가지고 있습니다. 즉, 그 성분들은 그 특정 파장의 열을 흡수하려는 경향이 있습니다.
만약 램프가 2.0 마이크론 파장의 에너지를 방출하지만, 유리에 첨가된 성분이 3.5 마이크론 파장에서 열을 흡수한다면, 그 에너지는 그냥 유리 표면을 스쳐 지나갈 뿐입니다. 마치 잘못된 열쇠로 문을 여는 것과 같습니다.
우리는 발광체와 코팅을 맞춤화하여 그 파장을 조절합니다. 램프의 최대 출력 파장과 유리에 첨가된 성분의 최대 흡수 파장이 일치하면, 열이 유리 속으로 깊이 전달됩니다. 그러면 유리 표면의 온도와 내부 온도의 차이가 줄어들어 유리가 깨지는 것을 막을 수 있습니다.
단점도 있습니다
솔직히 말해서, 이 방법은 마법의 지팡이가 아닙니다.
스펙트럼을 좁혀서 적절한 파장을 선택하면, 저렴한 할로겐 램프에서 얻을 수 있는 강력한 에너지를 얻을 수 없습니다. 전체적인 방사량도 약간 줄어들 수 있습니다.
물론 이건 치명적인 문제는 아니지만, 몇 가지를 조정해야 합니다. 예를 들어, 컨베이어 벨트의 속도를 조절하거나, 원하는 생산량을 유지하기 위해 추가적인 램프를 설치해야 할 수도 있습니다.
실제 현장에서의 적용
만약 이 방법을 실제 현장에 적용하고 싶다면, 먼저 유리의 특성을 분석해야 합니다. 먼저 유리의 흡수 곡선을 파악한 다음, 그에 맞는 램프를 제작해야 합니다.
그러면 훨씬 더 균일한 가열이 이루어지고, 폐기물도 줄어듭니다.
한 가지 팁: 사용하는 파장에 맞게 센서를 정확하게 설정해야 합니다. 그렇지 않으면 PID 제어 시스템이 잘못된 표면 온도를 측정하게 되어, 다시 처음부터 시작해야 합니다.