Capteur RTD cryogénique platine-cobalt
Les capteurs de température cryogéniques (RTD) en platine-cobalt sont conçus pour une mesure précise de la température à des niveaux extrêmement bas. Le capteur CERACOIL d’Okazaki est disponible en versions PtCo100 et PtCo1000 et permet de mesurer des températures allant jusqu’à environ 1,5 K (-271 °C). Il est conçu pour des applications cryogéniques exigeantes, notamment le stockage d’hydrogène liquide (LH₂) et les systèmes énergétiques, l’aérospatiale, les technologies supraconductrices, les accélérateurs de particules et les équipements médicaux.
Résumé du produit
- Adapté aux températures cryogéniques extrêmes (jusqu’à 1,5 K)
- Haute précision et répétabilité
- Excellentes performances en vibration
- Deux options de résistance : Pt100 et Pt1000
- Idéal pour les applications critiques comme les industries aérospatiales et médicales
Capteurs platine-cobalt CERACOIL d'Okazaki
CERACOIL est un capteur de résistance cryogénique breveté en platine-cobalt, développé par Okazaki. Ce capteur est disponible en versions PtCo100 et PtCo1000.
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.
Spécifications techniques du capteur cryogénique platine-cobalt CERACOIL
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 100°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).
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Où les capteurs cryogéniques platine-cobalt sont-ils utilisés ?
Les capteurs cryogéniques platine-cobalt sont utilisés lorsqu’une mesure précise de la température est requise à des températures extrêmement basses. Les applications décrites par Kamet incluent les accélérateurs de particules, le stockage de gaz cryogéniques, les satellites et les télescopes spatiaux, ainsi que les secteurs de l’aérospatiale, du médical et des systèmes supraconducteurs.
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.
Générateurs thermoélectriques cryogéniques et hydrogène liquide
Les capteurs platine-cobalt CERACOIL sont utilisés pour la mesure de la température dans les générateurs thermoélectriques (TEG) cryogéniques. Ces systèmes peuvent exploiter les flux de chaleur pour favoriser la vaporisation de liquides cryogéniques, notamment l’hydrogène liquide (LH₂).
L’hydrogène liquide présente un point d’ébullition d’environ 20 K (-253 °C) à pression atmosphérique et nécessite une mesure fiable de la température à des niveaux extrêmement bas. Une fois vaporisé, l’hydrogène gazeux peut alimenter diverses applications, telles que des piles à combustible ou des moteurs à hydrogène. Avec une plage de mesure débutant à 1,5 K, CERACOIL est parfaitement adapté à ces applications cryogéniques exigeantes.
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.
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.
PtCo 100Ω Température - Tableau de résistance
| Température absolue | Résistance | Température absolue | Résistance | Température absolue | Résistance | Température absolue | Résistance |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K | Ω | K | Ω | K | Ω | K | Ω |
| 1.5 | 7.329 | 20.0 | 9.506 | 120.0 | 44.134 | 220.0 | 81.094 |
| 2.0 | 7.421 | 30.0 | 11.246 | 130.0 | 47.952 | 230.0 | 84.680 |
| 3.0 | 7.606 | 40.0 | 13.853 | 140.0 | 51.734 | 240.0 | 88.252 |
| 4.0 | 7.792 | 50.0 | 17.109 | 150.0 | 55.482 | 250.0 | 91.811 |
| 5.0 | 7.937 | 60.0 | 20.759 | 160.0 | 59.207 | 260.0 | 95.356 |
| 6.0 | 8.066 | 70.0 | 24.611 | 170.0 | 62.906 | 270.0 | 98.890 |
| 7.0 | 8.182 | 80.0 | 28.535 | 180.0 | 66.583 | 280.0 | 102.411 |
| 8.0 | 8.289 | 90.0 | 32.477 | 190.0 | 70.239 | 290.0 | 105.921 |
| 9.0 | 8.388 | 100.0 | 36.394 | 200.0 | 73.875 | 300.0 | 109.419 |
| 10.0 | 8.483 | 110.0 | 40.280 | 210.0 | 77.493 |
PtCo 1000Ω Température - Tableau de résistance
| Température absolue | Résistance | Température absolue | Résistance | Température absolue | Résistance | Température absolue | Résistance |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K | Ω | K | Ω | K | Ω | K | Ω |
| 1.5 | 73.290 | 20.0 | 95.059 | 120.0 | 441.337 | 220.0 | 810.942 |
| 2.0 | 74.210 | 30.0 | 112.460 | 130.0 | 479.515 | 230.0 | 846.803 |
| 3.0 | 76.060 | 40.0 | 138.527 | 140.0 | 517.338 | 240.0 | 882.522 |
| 4.0 | 77.920 | 50.0 | 171.0889 | 150.0 | 554.820 | 250.0 | 918.106 |
| 5.0 | 79.370 | 60.0 | 207.587 | 160.0 | 592.068 | 260.0 | 953.562 |
| 6.0 | 80.660 | 70.0 | 246.107 | 170.0 | 629.065 | 270.0 | 988.895 |
| 7.0 | 81.820 | 80.0 | 285.346 | 180.0 | 665.831 | 280.0 | 1024.109 |
| 8.0 | 82.890 | 90.0 | 324.766 | 190.0 | 702.386 | 290.0 | 1059.206 |
| 9.0 | 83.880 | 100.0 | 363.939 | 200.0 | 738.747 | 300.0 | 1094.191 |
| 10.0 | 84.830 | 110.0 | 402.804 | 210.0 | 774.927 |