60 عامًا من NETZSCH-Gerätebau: تاريخ جهاز الوميض بالليزر

يعود تاريخ طريقة الليزر أو طريقة الوميض الضوئي إلى دراسات أجراها باركر وآخرون في عام 1961. ويوضح اقتباسهم في ذلك الوقت مزايا هذه الطريقة: "تكمن أناقة هذه الطريقة في أن قياس المعلمات الحرارية التي عادة ما تكون مملة - مثل درجة الحرارة المطلقة و/أو كمية الحرارة - يتم استبدالها بقياس أكثر دقة ومباشرة وسريعة للوقت والزيادة النسبية في درجة الحرارة." [باركر وآخرون (1961)]

اتفاقية تعاون مع مركز كارلسروه للبحوث النووية

ازدادت أهمية قياس الانتشار الحراري كدالة لدرجة الحرارة منذ الثمانينيات. إذا عرف المرء الانتشار الحراري لمادة أو مكوِّن ما، يمكن للمرء حساب التوصيلية الحرارية، شريطة أن تكون السماكة والحرارة النوعية معروفة. كان هذا التحديد للتوصيل الحراري، قبل كل شيء كدالة لدرجة الحرارة، مهمًا لأنه كان أول ما سمح بحساب أبعاد أنظمة البناء لأجهزة الكمبيوتر، وغرف التفاعل في الإنتاج الكيميائي، ومحركات الطائرات، وآليات القيادة، وما إلى ذلك. وبالنسبة لتكنولوجيا صب المعادن أيضًا، لا تزال الموصلية الحرارية تلعب دورًا مهمًا.

كانت جميع الأجهزة الموجودة في ذلك الوقت أنظمة مفتوحة؛ أي أن حامل الليزر كان حرًا. كان النظام مرتبًا أفقيًا، لذلك كان يجب إدخال العينات عموديًا. وبالتالي كانت المساحات الواقية ونظارات الليزر ضرورية.

طرح أول نظام مغلق في السوق

هكذا حدث في أكتوبر 1989، تم توقيع اتفاقية تعاون بين قسم تنسيق "نقل التكنولوجيا" في مركز كارلسروه للبحوث النووية في أكتوبر 1989، وشركة NETZSCH-Gerätebau، لتطوير جهاز جديد لتحديد الانتشار الحراري - المعروف باسم جهاز وميض الليزر - معًا. كان معهد أبحاث المواد في مركز الأبحاث النووية يمتلك الدراية الفنية فيما يتعلق بتكنولوجيا القياس هذه، وعلى وجه الخصوص أيضًا في مجال أجهزة الاستشعار والليزر؛ وكانت شركة NETZSCH-Gerätebau تمتلك القدرات اللازمة من حيث الهندسة الدقيقة وتكنولوجيا التنظيم والتحكم والقياس وبناء الأفران.

وقد نتج عن هذه المعرفة المجمعة بالإضافة إلى 30 عامًا من الخبرة أول جهاز وميض ليزر مغلق، وهو LFA 427، الذي تم طرحه في السوق بعد فترة تطوير قصيرة استغرقت ثلاث سنوات، في عام 1992.

وكان يغطي نطاق درجة حرارة يتراوح من 20 درجة مئوية إلى 2000 درجة مئوية.

كانت الأداة بأكملها تتألف في المقام الأول من حامل عينة ونظام فرن مع حجرة داخلية يمكن تفريغها وليزر يعمل في وضع النبض ونظام استشعار درجة الحرارة والإلكترونيات المقابلة للتنظيم وإمدادات الطاقة وتسجيل البيانات. وكان هناك جهاز كمبيوتر - سريع بالنسبة لعصره - يعالج البيانات ويوفر تصويرًا بيانيًا مفيدًا. كان جهاز LFA 427 تطورًا جديدًا رائعًا ظهر لأول مرة في السوق العالمية كنظام مغلق تمامًا ولا يزال ناجحًا جدًا حتى اليوم.

ومنذ ذلك الحين، أصبح من الممكن إعداد الأجهزة في المختبر دون الحاجة إلى أي تدابير وقائية ضد ضوء الليزر. حتى ترتيب العينة تم تبسيطه إلى حد كبير: نظرًا لأن الليزر أصبح الآن مرتبًا بشكل عمودي، يمكن ببساطة وضع العينة على الحامل، مما يعني أيضًا فقدان أقل للحرارة في الحامل.

قام لودفيج هاجمان، الذي يبلغ من العمر اليوم 85 عامًا، مؤخرًا بتفعيل جهاز كمبيوتر محمول قديم من طراز DELL مزود بنظام التشغيل Windows ME 2000 ومحرك أقراص مرنة، وقام بتثبيت برنامج هارفارد جرافيكس 3.0 مع CorelDRAW 4 و WORD 97 عليه - من أجل إعادة إنشاء ملفات كتيب LFA القديم. عمل السيد هاجمان من عام 1991 إلى عام 1999 كأخصائي تطبيقات في شركة NETZSCH، قبل أن يذهب إلى تقاعده الذي يستحقه عن جدارة. كانت LFA "طفله". شكرًا جزيلًا للسيد هاجمان الذي زودنا ببعض المواد التاريخية التي نقدره كثيرًا.

^{LFA في الأبحاث النووية}

كانت أجهزة الوميض بالليزر ولا تزال تستخدم في مجالات مثل الأبحاث النووية، حيث أن المعرفة بالخصائص الحرارية للمواد المستخدمة هنا على وجه الخصوص عامل أمان أساسي.

^{اجتماعات مستخدمي LFA}

في الأعوام 1995 و1997 و1999، عُقدت الاجتماعات الأولى لمستخدمي LFA؛ حيث التقى الخبراء الميدانيون مع خبراء NETZSCH لمناقشة أمثلة التطبيق وآخر التطورات، وكذلك للتعرف على الملحقات الجديدة. وقد ترأس اجتماعات المستخدمين هذه مدير مختبرنا في ذلك الوقت، الدكتور جاك هندرسون.

في الأسبوع المقبل، ستتعرفون على تطوير جهاز فلاش الليزر منخفض الحرارة والمنتجات الجديدة NanoFlashوMicroFlash^®® بالإضافة إلى أول جهاز فلاش ليزر منخفض الحرارة مع مصدر ضوء زينون حتى 1250 درجة مئوية. ابقوا معنا!