もう、エネルギー消費量のことは気にしなくていい。では、パワー密度について話しましょう。
多くの人がバッチ式炉用の加熱素子を注文するとき、基本的な寸法や形状にこだわってしまいます。長さや直径、フランジのサイズなどです。確かに、それらも重要ですが、新しいガラス材料の研究を行う場合、それらの寸法は単なる基準値に過ぎません。
実際に実験の成果を左右するのは、パワー密度の分布です。
私たちは、単にワイヤーを曲げて穴に合わせるだけではありません。どこに熱を加えるべきかを正確に把握する必要があります。
正しい熱分布を実現する
標準的な加熱素子は、単純に直線的に熱を放出するだけです。実験室では、これは問題を引き起こす原因となります。周辺部分は低温になり、中央部分は過度に高温になってしまいます。
これを解決するために、巻き方やワイヤーの太さを工夫します。オーム値を調整することで、必要な部分により多くの電力を供給することができます。
サンプル全体に均一な温度勾配が必要な場合もあれば、急激な温度上昇が必要な場合もあります。どちらの場合でも対応可能です。
トレードオフ（正直なところ）
実際、何でもかんでも叶えることはできません。
使用する環境によって、使用する合金やセラミックスを変更する必要があります。しかし、狭い領域に極端な高温を加えようとすると、加熱素子に大きな負荷がかかります。無理に使い続けると、予想より早く壊れてしまいます。
つまり、1平方インチあたりの出力と、加熱素子の寿命とのバランスを取る必要があります。私は、出力容量に少し余裕を持たせることをお勧めします。そうすれば、絶縁体が破壊されるのを防げます。
実験の自由度
研究は複雑です。考えを変える自由が必要です。
今日はゆっくりと加熱する必要があったり、次の日には急激に加熱する必要があったりします。私たちは、そのような急激な変化にも耐えられるように加熱素子を設計しています。
また、ワット数ごとのデータも提供します。そうすれば、PIDコントローラーの設定を推測する必要がなくなります。もし、特定の赤外線波長の影響で材料が正常に機能しない場合は、ケースの材質を変更して放射スペクトルを調整することもできます。
結局のところ、炉はあなたの材料に合わせて動くべきです。逆ではありません。