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Introdução à Criogenia

Critério de Seleção para Sensores de Temperatura

Criogenia é o ramo da física que lida com a produção e efeitos de temperaturas muito baixas. Sensores de temperatura criogénica têm sido desenvolvidas com base em uma variedade de propriedades dependentes da temperatura. Sensores comuns, comercialmente disponíveis incluem resistores, capacitores, termopares, e dispositivos de junção de semicondutores, tais como díodos ou transístores.

Sensores de escala primaria padrão são muito sensíveis a choques térmicos e mecânicos e não são, portanto, adequados para um laboratório comum ou de medições de temperatura industriais. Outras técnicas de medição de temperatura, tais como o gás, pressão de vapor, acústico, o ruído e a suscetibilidade magnética de termometria exigem um esforço muito maior à implementação ou restringem severamente o projeto do sistema.
sensores de temperatura criogénica

Critérios de Seleção de Sensores de Temperatura

Faixa de Temperatura

É fundamental que a faixa de temperatura da aplicação seja conhecida. Faixas de temperatura extremas, demasiadamente baixas ou altas, podem danificar a maioria dos sensores. A sensibilidade do sensor também depende da temperatura e pode limitar sua faixa útil. Use diferentes sensores para diferentes aplicações de temperatura. A aplicação de um sensor para a temperatura do hélio líquido, de altíssima sensibilidade e alta resolução, talvez precise de um sensor diferente do usado para uma aplicação de temperatura ambiente. A instrumentação à qual o sensor está conectado é muito importante. As faixas e as resoluções dos instrumentos são limitadas, dependendo da faixa da temperatura.

Sensibilidade do Sensor

A sensibilidade do sensor de temperatura mede o quanto o sinal do sensor é alterado quando a temperatura varia. Sensores diferentes tem sensibilidades diferentes em temperaturas. Os sensores de platina têm uma boa sensibilidade às temperaturas mais elevadas, mas essa sensibilidade diminui em temperaturas abaixo de 30 Kelvin. A sensibilidade de um sensor de diodo de silício é melhor na faixa de 1,4 a 475 Kelvin.

Condições Ambientais

Fatores ambientais, como alto vácuo, campo magnético, produtos químicos corrosivos ou até mesmo radiação podem limitar a eficácia de alguns sensores. Experimentos com campos magnéticos são muito comuns. Um critério de seleção importante para os sensores de temperatura utilizados nessas aplicações é a dependência do campo.

Exatidão da Medição

A exatidão do sensor e a exatidão do instrumento devem ser levadas em conta quando a exatidão do sistema for examinada. Os sensores perdem a exatidão com o tempo. Os ciclos térmicos alteram os sensores. A melhor opção é escolher um sensor com uma faixa de temperatura específica. Recomenda-se que o sensor e o instrumento estejam sempre calibrados.

Local do Sensor

Se o sensor e o ambiente da aplicação apresentam a mesma temperatura, o posicionamento do sensor será menos problemático. Infelizmente, isso não ocorre em muitas aplicações. Gradientes de temperatura são encontrados na maioria das aplicações. Posicionar o sensor perto da amostra ajuda a impedir um fluxo de calor entre o sensor e a amostra.







Escolha o instrumento certo para medição da temperatura de criogenia

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Sensores Criogênicos de Silício Sensores Criogênicos de Silício
A série de sensores CY7 da OMEGA representa a novíssima tecnologia de sensores criogênicos lançada na última década. Os sensores incorporam elementos sensores uniformes que apresentam uma resposta monotônica, precisa e reproduzível de temperatura, em uma amplo intervalo. Os elementos são montados em embalagens hermeticamente seladas e robustas, especificamente projetadas para um comportamento adequado um ambiente criogênico. O resultado é uma família de sensores com respostas de temperatura tão previsíveis, firmemente agrupadas e estáveis, que os sensores podem ser rotineiramente alternados.
Sensores com Resistência de Platina Sensores com Resistência de Platina
Sensores ideais para o intervlo de temperatura de 14 K a 873 K. Esses sensores de termirresistência (RTD) de platina de 100 OHM apresentam ótimo desempenho em temperaturas elevadas e fornecem excelente sensibilidade.
Controladores de Temperatura Criogênica Controladores de Temperatura Criogênica
A série CYC321 de controladores de temperatura criogênica oferecem uma resposta simples e de baixo custo para o controle de temperatura. Eles incorporam uma entrada tipo scroll para que a configuração seja facilmente definida pelo teclado frontal. Estão disponíveis em três modelos para acomodar entradas para diodo de silício, termorresistência (RTD) ou termopar. O operador também pode inserir uma curva definida pelo usuário para um sensor customizado. Essa curva pode ter até 97 pontosmais dois pontos terminais. Os valores da curva são alimentados através da interface padrão RS-232.
Monitores de Temperatura Criogênica Monitores de Temperatura Criogênica
O monitor de temperatura modelo CYD211 proporciona os recursos de interface, exatidão e resolução de um monitor de temperatura de bancada em um instrumento compacto e de fácil utilização. Com sensores apropriados, o CYD211 mede a temperatura de 1,4 K a 800 K e em condições de difícil detecção, inclusive alto vácuo e campos magnéticos. Os recursos padrão do CYD211 incluem alarmes, relés, saídas analógicas de tensão ou corrente configuráveis pelo usuário e uma interface serial. O CYD211 é a escolha ideal para aplicações de monitoramento/armazenamento de gás liquefeito, de controle da bomba criogênica, de resfriador criogênico e de ciências de materiais, além de aplicações que exigem exatidão maior que as oferecidas pelos termopares.