Warum Infrarot-Heizung bei der Herstellung von Wasserstoffsensoren immer beliebter wird
Bei der Herstellung von Wasserstoffsensoren spielt die Hitze eine entscheidende Rolle. Es ist notwendig, eine perfekte Trocknung sowie eine präzise Aufbringung der Materialschichten zu erreichen – sonst ist das Ergebnis nutzlos.
Lange Zeit wurden in den Fabriken hauptsächlich Konvektionsöfen verwendet. Doch wer schon einmal darauf warten musste, bis ein solcher Ofen die gewünschte Temperatur erreicht hat, weiß, wie langsam das ist. Zuerst wird die Luft erhitzt, und anschließend heizt diese Luft wiederum den Sensor auf. Das ist ein unnötiger Umweg.
Deshalb wenden heute alle Hersteller Infrarot-Heizung an. Dabei wird die Hitze direkt auf die aktiven Schichten des Sensors übertragen – ohne dass dabei Luft involviert ist.
Das Warten ist vorbei
Konvektionsöfen haben einen großen thermischen Verzögerungseffekt. Es dauert ewig, bis die Temperatur im Ofen erreicht ist. Wenn man anschließend die Sensoren austauscht, muss man wieder warten, bis sich die Luft wieder stabilisiert hat. Das ist ein echtes Hindernis.
Infrarot-Heizung löst dieses Problem. Wir können den Heizevorgang in Millisekunden in Gang setzen. Das ist wirklich schnell – und das verändert alles im Produktionsprozess. Man kann mehr Sensoren herstellen, ohne zusätzlichen Platz oder Maschinen benötigen zu müssen.
Wie es in der Praxis funktioniert
In unseren Fabriken verwenden wir Kurzwellen-Infrarotlampen. Diese liefern viel Energie und richten diese direkt auf die aktiven Schichten des Sensors.
Ein weiterer Vorteil: Die Heizung erfolgt kontaktlos. Bei Konvektionsöfen weht eine Art „Brise“ über den Sensor – das führt dazu, dass Verunreinigungen genau dorthin gelangen, wo sie nicht hingehören. Infrarot-Heizung bleibt außen vor.
Um die Temperatur genau einzustellen, muss man lediglich den Stromfluss der Versorgungsquelle regulieren. Dadurch entsteht ein viel genaueres Temperaturprofil – somit werden die Ränder des Sensors nicht versehentlich zu stark erwärmt.
Die Nachteile (denn es gibt immer Nachteile)
Infrarot-Heizung ist zwar eine großartige Lösung – aber sie ist keine Zauberwaffe. Man kann keine alte Konvektionsöfen einfach mit Infrarotlampen ausstatten und damit zufrieden sein.
Da die Hitze so konzentriert ist, kann es zu „heißen Punkten“ kommen, wenn die Lampen nicht perfekt ausgerichtet sind. Außerdem muss man die Eigenschaften der verwendeten Materialien berücksichtigen. Wenn das Sensormaterial zu viel Infrarot reflektiert, wird Energie verschwendet – und die Wände des Ofens werden überhitzt.
Man sollte daher sicherstellen, dass das Kühlsystem stark genug ist, um diese reflektierte Hitze abzuführen. Das erfordert zwar etwas mehr Planung, doch die dadurch erzielte Geschwindigkeit lohnt sich auf jeden Fall.