Sistema Criogénico y De Vacío

Sistema criogénico, control de temperatura y sistema de vacío.

Un criogenerador es un sistema de enfriamiento que puede producir en forma controlada temperaturas menores que 173 K (-100o C).Los equipos que producen temperaturas bajas pero mayores de 173 K se llaman refrigeradores. En el criogenerador, las bajas temperaturas se consiguen en una región que se encuentra aislada del medioexterno. En este laboratorio se cuenta con un sistema criogénico de ciclo cerrado de helio gas, marca Janis, modelo CCR-350, con el que es posible obtener hasta 10 K (-283o C). Este sistema consta deun Cabezal y un compresor, conectados mediante mangueras de presión.
• El cabezal (Fig. 1) es la parte del sistema criogénico en la cual se logra la temperatura requerida por el usuario. En estaregión es donde el helio gaseoso a alta presión proveniente del compresor se expande, produciendo una disminución de la temperatura y enfriando la región en la que se encuentra la muestra.[pic]
Figura 1: Despiece del cabezal de un criogenerador, similar al que se emplea en la práctica. Centro: el portamuestras, en el que se coloca la muestra (barra alargada), unido alintercambiador (caja de la parte inferior) donde se realiza la expansión del helio gaseoso. Izquierda : Pantalla de radiación. Derecha: cubierta exterior.

El cabezal debe estar aisladotérmicamente para poder lograr y controlar la temperatura. Para ello, el mismo dispone de una doble pared de acero inoxidable (ver Fig. 1) dentro de la cual se realiza un alto vacío con el objeto de minimizarlas pérdidas por convección. La pared interna es una pantalla de radiación que evita las pérdidas de este tipo. Los sensores de temperatura se encuentran cerca de la muestra. El cableado eléctrico de lamuestra, los sensores y demás, se conectan al exterior a través de pasantes sellados.

• El compresor (Fig. 2) es el encargado de comprimir el helio gaseoso que luego se expande en el cabezal,...