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Introducción a la criogenia

Criterios de selección del sensor de temperatura

Criogenia es una rama de la física que se ocupa de la producción y los efectos de temperaturas muy bajas. Sensores de temperatura criogénicas se han desarrollado sobre la base de una variedad de propiedades dependientes de la temperatura. Sensores comunes disponibles comercialmente incluyen resistencias, condensadores, termopares,y dispositivos de unión de semiconductores, tales como diodos o transistores.

Sensores de escala primaria predeterminados son muy sensibles al choque térmico y mecánico y por lo tanto no son adecuados para un laboratorio común o de medición de temperatura industrial. Otras técnicas de medición de la temperatura, como el gas, presión de vapor, acústica, el ruido y la termometría susceptibilidad magnética requieren un esfuerzo mucho mayor para implementar o restringir rigurosamente el diseño del sistema.
sensores de temperatura criogénica

Criterios de selección del sensor de temperatura

Rango de Temperatura

Es crucial conocer el intervalo de temperatura de la aplicación. Los intervalos de temperatura extremos demasiado bajos o altos pueden dañar casi todos los sensores. La sensibilidad del sensor también depende de la temperatura y puede limitar el rango útil de un sensor. Se deberán considerar diferentes sensores para diferentes aplicaciones de temperatura. Una aplicación de sensor para temperatura de helio líquido con una excelente sensibilidad y buena resolución posiblemente no necesite el mismo sensor que una aplicación a temperatura ambiente. Los instrumentos a los que se va a conectar el sensor son muy importantes. Los rangos y resoluciones para los instrumentos pueden limitarse dependiendo del rango de temperatura.

Sensibilidad del Sensor

La sensibilidad del sensor de temperatura mide qué tanto cambia la señal de un sensor cuando la temperatura cambia. Diferentes sensores tienen diferentes sensibilidades a diferentes temperaturas. Los sensores de platino tienen una buena sensibilidad a altas temperaturas pero caen debajo de los 30 Kelvin. La sensibilidad del sensor de tipo de diodo de silicio es mejor a aproximadamente 1.4 a 475 Kelvin.

Condiciones ambientales

Los factores ambientales como alto vacío, campo magnético, productos químicos corrosivos o incluso radiación pueden limitar la eficacia de algunos sensores. Los experimentos con campos magnéticos son muy comunes. La dependencia de campo es un importante criterio de selección para los sensores de temperatura usados en estas aplicaciones.

Precisión de medición

La precisión del sensor y la precisión del instrumento se deben tomar en cuenta al examinar la precisión de un sistema. La precisión de los sensores cambiará a lo largo del tiempo. Los ciclos térmicos harán que los sensores se desplacen. Lo mejor es seleccionar un sensor para un rango de temperatura específico. La calibración del sensor y el instrumento es una buena práctica.

Ubicación del sensor

Si el sensor y el entorno de la aplicación están a la misma temperatura, entonces la posición del sensor es menos problemática. Por desgracia, este no es el caso con muchas aplicaciones. Existen gradientes de temperatura en casi todas las aplicaciones. Ubicar el sensor cerca de la muestra ayuda a prevenir el flujo de calor entre el sensor y la muestra.







Elija la herramienta adecuada para la medición de la temperatura de criogenia

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Sensores de silicio criogénico Sensores de silicio criogénico
El sensor serie CY7 de Omega representa la primera tecnología de sensor para criogenia verdaderamente nueva que se ha introducido en la última década. Los sensores incorporan elementos detectores uniformes que exhiben una respuesta a la temperatura monotónica, repetible y precisa en un amplio rango. Los elementos están montados en paquetes resistentes y herméticamente sellados que se diseñaron específicamente para la conducta adecuada en un entorno criogénico. El resultado es una familia de sensores con respuestas de temperatura tan predecibles, estrechamente agrupadas y estables que los sensores se pueden intercambiar de manera rutinaria.
Sensores de resistencia de platino Sensores de Resistencia de Platino
Los sensores ideales para el rango de temperatura de 14 a 873 K. Este sensor RTD de platino de 100 ohmios tiene un buen desempeño a altas temperaturas y ofrece excelente sensibilidad.
Reguladores de temperatura criogénicos Reguladores de Temperatura Criogénicos
Los reguladores de temperatura criogénicos serie CYC321 ofrecen una respuesta sencilla y de bajo costo a las necesidades básicas de control de temperatura. Incorporan una entrada de tipo deslizante de modo que la configuración se pueda lograr fácilmente desde el teclado delantero. Hay tres modelos disponibles para adaptarse a entrada de diodo de silicio, RTD o termopar. El operador también puede ingresar una curva definida por el usuario, para un sensor a la medida. Esta curva puede tener hasta 97 puntos más dos puntos finales. Los valores de la curva se ingresan por la interfaz RS-232.
Monitores de temperatura criogénicos Monitores de Temperatura Criogénicos
El monitor de temperatura modelo CYD211 proporciona la precisión, resolución y características de interfaz de un monitor de temperatura de escritorio en un instrumento compacto y fácil de usar. Con los sensores adecuados, el CYD211 mide temperatura de 1.4 a 800 K y en condiciones de detección difícil, incluyendo alto vacío y campos magnéticos. Las funciones estándar del CYD211 incluyen alarmas, relés, salida de voltaje o corriente analógicas configurables por el usuario, y una interfaz en serie. El CYD211 es una opción ideal para aplicación de almacenamiento y monitoreo de gas licuado, control de criobombas, crioenfriadores y ciencia de materiales, y para aplicaciones que requieren mayor precisión de la que permiten los termopares.