Warum 0,1 °C der Unterschied zwischen einem Laborflaschen und einem Haufen Scherben ist
Haben Sie schon einmal erlebt, dass ein Stück Laborglas einfach plötzlich zerbrach – ohne Vorwarnung, ohne sichtbaren Schaden? Meistens liegt das daran, dass das Glas nicht richtig abgekühlt wurde. Dadurch entstehen innere Spannungen im Glas, und sobald das Glas etwas Druck spürt, bricht es. Um das zu verhindern, verwenden wir in unseren Öfen hochpräzise Infrarotheizungen.
Beim Erhitzen liegt die Grenze zwischen einem perfekten Gefäß und einem völlig zerstörten Objekt viel näher, als man denkt – manchmal handelt es sich dabei nur um einen Bruchteil eines Grades.
Die Magie von 0,1 °C
Die meisten Heizelemente sind eher unpräzise. Sie überschreiten oft die eingestellte Temperatur, was zu „thermischen Gradienten“ führt – im Grunde genommen sind einige Teile des Glases wärmer als andere. Genau dort beginnen die Risse.
Wir machen es anders: Wir kombinieren die Infrarotheizelemente mit PID-Reglern, die eine Präzision von 0,1 °C ermöglichen. Interessant ist dabei, dass die Kurzwellen-Infrarotstrahlung direkt in die Molekülstruktur des Glases eindringt. Dadurch bleibt die Temperatur außerordentlich konstant.
Die richtige Wärmeverteilung
Wir umhüllen die Heizelemente mit hochreinem Quarz, damit das Lichtspektrum konstant bleibt. Doch man kann das Glas nicht einfach mit Hitze überschütten. Wenn die Leistung an einer Stelle zu stark konzentriert ist, entstehen „heiße Punkte“, die die Form des Glases verfälschen. Um das zu vermeiden, regulieren wir die Wickeldichte der Heizelemente. Das Ziel ist eine gleichmäßige Wärmeverteilung über das gesamte Objekt.
Die Herausforderungen
Diese Präzision ist jedoch nicht einfach umsetzbar. Denn die Infrarotheizelemente erzeugen sehr starke Hitze – daher muss die Isolierung des Ofens besonders gut sein. Wenn Wärme entweicht, geraten die Sensoren durcheinander. Zudem spielt die Position der Heizelemente eine entscheidende Rolle. Wenn der Thermoelementfehler auch nur einen Zentimeter beträgt, dann ist diese Präzision von 0,1 °C in Wirklichkeit nur eine Illusion. Man benötigt außerdem eine stabile Stromversorgung. Wenn die Spannung schwankt, schwankt auch die Ausgangstemperatur – und man ist wieder bei Null.
Warum sich die Mühe lohnt
Durch den Wechsel von herkömmlichen Widerstandsköpfen auf Infrarotheizelemente spart man im Labor enorm viel Platz. Zudem kann man die Temperatur schneller erhöhen, und man hat mehr Kontrolle darüber, wie das Glas abkühlt. Für diese komplizierten Borosilikatformen, die normalerweise im Müll landen würden, ist das die ideale Lösung. Hören Sie auf, mit groben Einstellungen zu arbeiten – sichern Sie vielmehr die Stabilität und machen Sie weiter mit Ihrer Arbeit.