Auf den Ofen verzichten: Warum Infrarot die bessere Lösung für Biosensoren ist
Beim Bau von Biosensoren ist die Temperaturkontrolle eine Herausforderung. Man braucht eine ausreichend hohe Temperatur, um die Polymere zu härten und die biologischen Reagenzien zum Reagieren zu bringen. Doch schon kleine Überschreitungen der Temperatur können dazu führen, dass das Substrat zerstört wird.
Früher wurden alle Komponenten einfach in einen Konvektionsofen gelegt – in der Hoffnung, dass alles gut wird. Doch in einer modernen Fertigungsanlage ist das viel zu langsam. Deshalb verwenden wir heute Infrarotsysteme. Anstatt den ganzen Raum zu erwärmen, kann man mit Infrarotstrahlen die Wärme genau dorthin lenken, wo sie benötigt wird. Dadurch bleibt der Rest der Anlage kühl – und die Belastung sinkt.
Die richtige Temperatur einstellen – und überwachen
In dieser Branche sind Sekunden entscheidend. Wir verwenden Kurzwell-Infrarotlampen, denn diese durchdringen die Oberfläche des Materials viel schneller als Langwellenlampen.
Das Beste daran: Diese Lampen können direkt über PID-Controller mit dem PLC verbunden werden. Dadurch muss man nicht mehr raten. Man kann den Wärmefluss in Echtzeit sehen und genau erkennen, wie viele Joule auf jeden Quadratzentimeter des Sensors eingewirkt werden. Das macht den Unterschied zwischen „Ich glaube, es ist fertig“ und „Ich weiß, es ist perfekt“.
Die Hardware-Ausstattung
Wir verwenden in der Regel Quarz-Halogenröhren. Quarz eignet sich hervorragend, weil er nicht verformt, wenn es sehr heiß wird. Zudem sorgt der Halogenzyklus dafür, dass die Filamente nach einigen Wochen nicht ausbrennen.
Ein praktischer Tipp: Verwenden Sie Hochtemperatur-Keramikkontaktstellen. Wenn Sie Standardisolierung verwenden, wird diese an den Kontakten schmelzen – das sieht nicht gut aus.
Aber Achtung: Achten Sie auf den Energieverbrauch. Mehrere 2kW-Lampen erzeugen eine enorme Menge an Wärme. Wenn die Klimaanlage nicht stark genug ist, um diese Wärme abzuführen, werden Ihre anderen elektronischen Komponenten beeinträchtigt. Das ist ein häufiges Problem – planen Sie daher entsprechend voraus.
Warum das wichtig ist
Der Umstieg auf Infrarot-Systeme ist eigentlich einfach. Diese Systeme benötigen weniger Platz und reagieren sofort. Stellen Sie sich vor, wie viel Zeit man mit dem Warten darauf verschwendet, dass eine große Kammer abkühlt, nur damit man zu einem anderen Prozesswechsel übergehen kann. Mit Infrarot verschwindet diese Wartezeit komplett. So kann man schneller arbeiten, weniger Ressourcen verschwenden – und endlich die Kontrolle über den Prozess behalten.