Perché è necessaria una bassa inerzia termica per ottenere una precisione elevata
Avete mai notato come alcuni forni a convezione non riescano semplicemente a smettere di riscaldare? Si imposta la temperatura desiderata, il termostato si spegne, ma il calore continua comunque ad aumentare. Questo fenomeno è chiamato “sovrariscaldamento”, e rappresenta un grosso problema quando si cerca di raggiungere una temperatura precisa.
Abbiamo risolto questo problema abbandonando gli elementi riscaldanti tradizionali e sostituendoli con lampade a infrarossi al quarzo. Il segreto sta nel fatto che queste lampade non perdono tempo a riscaldare l’aria intorno a loro: emettono energia direttamente sul prodotto, utilizzando radiazioni elettromagnetiche.
I problemi legati al calore “intenso”
La maggior parte dei riscaldatori dotati di rivestimento metallico presenta una notevole massa termica. Sono come delle grandi pietre: ci vuole molto tempo per farli diventare caldi, e una volta che lo sono, rimangono caldi anche dopo aver interrotto l’alimentazione elettrica. Le lampade al quarzo, invece, raggiungono la massima potenza in pochi secondi e si raffreddano altrettanto velocemente. Quando si abbina questa caratteristica a un controller PID, i tempi di risposta sono misurabili in secondi, non in minuti. In questo modo, le fluttuazioni di temperatura scompaiono quasi del tutto.
Perché è importante utilizzare il quarzo “opaco”
Potreste chiedervi perché non utilizziamo semplicemente vetro trasparente. I tubi trasparenti presentano dei rischi: creano dei punti caldi intensi che possono danneggiare il prodotto prima ancora che se ne possa accorgere. Opacizzando il quarzo, possiamo distribuire uniformemente il calore in tutta la camera di riscaldamento. Inoltre, il quarzo è in grado di resistere a temperature molto più elevate rispetto al vetro borosilicatico standard; quindi è possibile aumentare la potenza senza temere che i tubi si rompano sotto pressione.
I compromessi reali
Ovviamente, non si tratta di magia: ci sono alcune cose da tenere in considerazione. Le lampade a infrarossi ad alta densità impongono un carico significativo sul sistema di alimentazione elettrica. Se si vuole utilizzare un sistema ad alta potenza, è necessario assicurarsi che i cavi e i contatti siano in grado di gestire la corrente massima, altrimenti si rischia di danneggiare il sistema stesso. Inoltre, bisogna ricordare che i raggi infrarossi richiedono una linea di visuale diretta: quindi è necessario posizionare con cura i ventilatori per mantenere l’aria in movimento e eliminare eventuali zone fredde.
Se si è ingegneri che cercano precisione estrema, la scelta è abbastanza semplice: si può continuare a utilizzare i riscaldatori tradizionali, lenti e poco precisi, oppure optare per la precisione immediata offerta dalle lampade al quarzo. È l’unico modo per eliminare definitivamente il problema del sovrariscaldamento.