Warum 0,1 °C der entscheidende Unterschied zwischen einem Reagenzglas und einem Haufen Scherben ist
Haben Sie schon einmal erlebt, dass ein Stück Laborglas einfach plötzlich zerbrach – ohne dass jemand es fallen ließ oder darauf geschlagen hat? Das liegt in der Regel an inneren Spannungen im Glas. Wenn die Temperatur im Ofen während des Aufwärmvorgangs um auch nur wenige Grad abweicht, entsteht sozusagen eine „Zeitzünder-Bombe“ im Glas. Um das zu verhindern, verwenden wir Infrarotheizelemente, die eine Genauigkeit von 0,1 °C bieten. Dadurch bleibt das Glas genau dort, wo es sein sollte.
Das Problem der thermischen Spannungen
Glas schrumpft nicht gleichmäßig. Die Außenseite kühlt viel schneller ab als der Kern des Glases – dadurch entstehen innere Spannungen im Material. Um das zu beheben, muss das Glas bei einer sehr bestimmten Temperatur gehalten werden – an einem Punkt, an dem die Struktur des Glases endlich zur Ruhe kommen kann. Wenn die Temperatur um nur 1 °C abweicht, erhält man am Ende nicht ein stabiles Reagenzglas, sondern nur Scherben. Wir nutzen daher PID-Steuerungssysteme sowie schnell reagierende Infrarotheizelemente, um solche Temperaturschwankungen bereits im Vorfeld zu verhindern.
Warum diese winzige Temperaturdifferenz wichtig ist
Die meisten herkömmlichen Heizgeräte sind zu langsam. Sie haben einen sogenannten „thermischen Verzögerungszeitraum“: Der Sensor bemerkt zwar einen Temperaturabfall, aber bis das Heizelement wieder auf die richtige Temperatur kommt, ist das Glas bereits zu weit abgekühlt. Infrarotheizelemente hingegen reagieren fast sofort. Dadurch können wir die Temperatur im gesamten Glas gleichmäßig halten. So entsteht keine ungleichmäßige Wärmeverteilung – und das Glas wird nicht verformt.
Der Kompromiss – und warum wir das tun
Man kann nicht einfach die Leistung auf 100 % steigern und damit eine hohe Präzision erzielen. Wenn ein Heizgerät mit maximaler Leistung arbeitet, kann es keine feinen Anpassungen vornehmen. Es versucht stattdessen, die richtige Temperatur zu finden – indem es immer wieder hin- und herspringt und dadurch Temperaturspitzen entstehen. Deshalb regulieren wir die Leistung unserer Heizgeräte auf etwa 60–70 %. Dadurch hat der Controller genug Raum für feine Anpassungen – ohne dass die Lampen ausbrennen. Nur eine Hinweis: Die Stromversorgung muss sauber sein. Wenn es zu viele elektrische Störungen gibt, werden die Sensoren beeinträchtigt – und die erforderliche Genauigkeit von 0,1 °C geht verloren.