Stop met het opwarmen van de wanden van je vacuümkamer
Wanneer je probeert een chip of ander materiaal in een vacuüm op te warmen, wil je dat de energie naar één plek gaat: het onderzoeksmateriaal zelf. Maar hier is het probleem: de meeste systemen hebben last van ‘heat soak’. In plaats van het doel te raken, botst het infraroodlicht gewoon tegen de wanden van de kamer aan. Dat is niet alleen een verspilling van energie, maar het maakt ook dat de buitenkant van je apparatuur gevaarlijk heet wordt. Niemand wil een apparaat dat je brandwonden bezorgt zodra je er zelfs maar met je handen aan raakt.
Daarom gebruiken we directioneel infraroodlicht.
Hoe het werkt
Stel je eens voor dat je een gewone IR-lamp gebruikt. Die geeft warmte af in alle richtingen – op 360 graden. In een vacuüm is er geen lucht om de warmte door middel van convecatie te verspreiden. Dus komt alles neer op straling. Als je een gewone lamp gebruikt, werken de wanden van de kamer als een soort ‘reusachtige spons’ voor al die overtollige energie.
We lossen dit op door reflectoren te gebruiken en de golflengte zo te regelen dat het licht zich concentreert op het doel. Hierdoor wordt de warmte alleen op het onderzoeksmateriaal gericht. De wanden blijven dan koel. Simpel genoeg.
De technische aspecten
We gebruiken meestal kwartsbuisjes met hoge vermogensdichtheid. Ze zijn ideaal omdat ze de warmte snel kunnen genereren. Bovendien zorgt het gebruik van kortegolf-infraroodlicht ervoor dat de energie rechtstreeks tot het onderzoeksmateriaal komt, zonder dat de omringende lucht wordt beïnvloed.
Je moet echter wel oppassen met de vermogensdichtheid. Een lamp met hoge vermogens levert inderdaad snel warmte op, maar dit zorgt ook voor veel druk op de voedingsspanning. Als je de vermogensdichtheid te hoog instelt, zonder de reflectoren op de juiste manier in te stellen, kan dat problemen opleveren – zoals verbrande filaments of hete plekken op het onderzoeksmateriaal.
Ons beste advies: pas de lengte van de lamp precies aan op het gebied dat je wilt verwarmen. Op deze manier komt de energie niet meer via de randen van de kamer naar buiten.
Veiligheid
Het grootste voordeel van directioneel verwarming is dat je je geen zorgen hoeft te maken dat iemand gewond raakt door de hitte. De warmte blijft namelijk gefocust op het onderzoeksmateriaal. Hierdoor hoef je geen zware isolatielaag of dure waterkoelingssystemen te gebruiken. Je hoeft alleen nog maar de lamp te koppelen aan de benodigde apparatuur en de reflectoren goed in te stellen. Dan gaat de warmte precies waar het hoort.