Capteur de résistance platine-cobalt

Les capteurs cryogéniques sont un type de RTD spécialement conçu pour les températures extrêmement basses (cryogéniques). Nos capteurs cryogéniques (cryo) platine-cobalt offrent des performances fiables et précises à des températures inférieures à 73K (-200°C), voire même à 1,5K (-271°C). Les capteurs cryogéniques se trouvent, par exemple, dans les applications aérospatiales, les industries médicales, les réservoirs d’hydrogène liquide et les dispositifs supraconducteurs.

Présentation du CERACOIL

Pour ce type de thermométrie cryogénique, Kamet a choisi de travailler avec son partenaire de longue date, Okazaki. Leur capteur platine-cobalt, CERACOIL, combine d’excellentes propriétés cryogéniques avec les normes de qualité exceptionnelles qui font la réputation d’Okazaki.

Okazaki a participé à la production de capteurs pour les équipements spatiaux montés sur les vaisseaux japonais H-IIA/H-IIB. En outre, Okazaki est autorisé et enregistré sur la liste des pièces préférentielles européennes (EPPL) pour l’Agence spatiale européenne (ESA).

Le CERACOIL breveté a été développé par Okazaki et incorpore une technologie développée pour diverses applications aérospatiales où la précision dans des conditions extrêmes est essentielle. En tant que tels, les capteurs CERACOIL offrent une qualité exceptionnelle et des mesures de haute précision dans la plupart des applications cryogéniques.

Le capteur platine-cobalt CERACOIL est disponible en deux résistances, Pt100 et Pt1000.

Real product example of CERACOIL sensor

Propriétés physiques

Le capteur cryogénique platine-cobalt d’Okazaki offre un certain nombre d’avantages importants :

  • Les fils de résistance en platine étroitement enroulés permettent à ces capteurs d’être utilisés dans des environnements soumis à des niveaux élevés de vibrations
  • Excellentes variations de la valeur de résistance, même en dessous de 4K (-269°C).
  • Répétabilité supérieure
  • La mesure de la température est possible à des températures exceptionnellement basses (jusqu’à 1,5K (-271°C))
Résistance nominale PtCo 100Ω / 1000Ω at 0°C
Plage de température de mesure 1.5 K to 373 K (-271°C to 990°C)
Tolérance  ±0.5 K at 4 K to 40 K / ±1 K at 273.15 K
Reproductibilité* ±20 mK (at 10 K) / ±10 mK (at 20 K) / ±33 mK (at 273.15 K)
Courant de mesure 1 mA
Dimensions de l’élément Ø1.4 x 12 mm
Longueur (L) Pt100 25 mm / Pt1000 50 mm
Diamètre extérieur (D) Pt100 2.0 mm / Pt1000 3.5 mm


*La reproductibilité est la variation par rapport à la valeur initiale après 1000 cycles thermiques entre 77 K et 300 K (-195°C à 26°C).

Technical drawing Platinum cobalt sensor

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PtCo 100Ω Température - Tableau de résistance

Température absolue Résistance Température absolue Résistance Température absolue Résistance Température absolue Résistance
K W K W K W K W
1.5 7329 20.0 9506 120.0 44134 220.0 81094
2.0 7421 30.0 11246 130.0 47952 230.0 84680
3.0 7606 40.0 13853 140.0 51734 240.0 88252
4.0 7792 50.0 17109 150.0 55482 250.0 91811
5.0 7937 60.0 20759 160.0 59207 260.0 95356
6.0 8066 70.0 24611 170.0 62906 270.0 98890
7.0 8182 80.0 28535 180.0 66583 280.0 102411
8.0 8289 90.0 32477 190.0 70239 290.0 105921
9.0 8388 100.0 36394 200.0 73875 300.0 109419
10.0 8483 110.0 40280 210.0 77493

PtCo 1000Ω Température - Tableau de résistance

Température absolue Résistance Température absolue Résistance Température absolue Résistance Température absolue Résistance
K W K W K W K W
1.5 73290 20.0 95059 120.0 441337 220.0 810942
2.0 74210 30.0 112460 130.0 479515 230.0 846803
3.0 76060 40.0 138527 140.0 517338 240.0 882522
4.0 77920 50.0 171.0889 150.0 554820 250.0 918106
5.0 79370 60.0 207587 160.0 592068 260.0 953562
6.0 80660 70.0 246107 170.0 629065 270.0 988895
7.0 81820 80.0 285346 180.0 665831 280.0 1024109
8.0 82890 90.0 324766 190.0 702386 290.0 1059206
9.0 83880 100.0 363939 200.0 738747 300.0 1094191
10.0 84830 110.0 402804 210.0 774927

Remarque sur les diodes au silicium

Des diodes au silicium sont parfois utilisées pour mesurer la température dans les applications cryogéniques. Si ces capteurs présentent certains avantages en termes d’interchangeabilité et de prix, ils présentent également des inconvénients notables. Par rapport aux capteurs au platine et au cobalt, les diodes au silicium sont :

  • nettement moins précises
  • fortement influencées par les champs magnétiques à des températures inférieures à 40K (-233°C)
  • ont tendance à s’auto-échauffer en raison de leur dissipation d’énergie relativement élevée.

En conclusion, lorsqu’une grande précision est requise, comme c’est le cas pour les composants des systèmes critiques, le coût d’une défaillance du capteur peut être considéré comme plus élevé que le coût d’un investissement dans un capteur cryogénique de haute qualité, tel que le CERACOIL.

Applications industrielles des capteurs cryogéniques

Les capteurs cryogéniques jouent un rôle essentiel en matière de sécurité dans diverses applications, notamment dans les secteurs médical et pharmaceutique, les réacteurs à fusion et les trains maglev. Nous examinons de plus près quelques autres applications ci-dessous.

Accélérateurs de particules

Les capteurs cryogéniques sont un élément essentiel des supercollisions (accélérateurs de particules) où la supraconductivité est devenue une technologie clé. La cryogénie est principalement utilisée pour refroidir les composants supraconducteurs des accélérateurs de particules. Ces systèmes cryogéniques fonctionnent à des températures allant de 4,2 K (-268°C) en supercritique, à 2 K (-271°C) en superfluide.

Les accélérateurs de particules supraconducteurs représentent un domaine industriel appelé à se développer avec de nouveaux conducteurs prévus en Europe, en Asie et en Amérique. Il est donc essentiel que les capteurs cryogéniques continuent d’être développés et améliorés afin de répondre à ces futures demandes.

Stockage cryogénique des gaz

Le stockage cryogénique (comme celui de l’hydrogène liquide) permet de stocker efficacement de grandes quantités de gaz. En refroidissant le gaz à des températures cryogéniques, il devient liquide. L’hydrogène est, par exemple, 851 fois plus compact lorsqu’il est sous forme liquide. Cependant, le stockage et le transport cryogéniques des gaz peuvent être dangereux, et le contrôle de la température est une mesure de sécurité essentielle pour garantir le maintien des basses températures requises. Les capteurs cryogéniques placés à l’intérieur du réservoir de stockage de gaz jouent un rôle important dans ce processus de contrôle et de surveillance.

Satellites et télescopes spatiaux

Les satellites (de recherche) et les télescopes spatiaux intègrent de plus en plus la technologie cryogénique sous la forme de cryoréfrigérateurs afin de garantir leur fonctionnement optimal. Les capteurs cryogéniques sont donc devenus un élément important de l’instrumentation auxiliaire de ces structures.