Diseño y construcción de detectores de impurezas en He gaseoso

MARICEL RODRÍGUEZ, ALEJANDRO SCHULMAN, CARLOS ACHA

Buenos Aires

Congreso; 93º Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2008

AFA

Se diseñaron y construyeron dos prototipos de detección de impurezas en el gas He, basados en características distintivas de este gas: la conductividad térmica y la velocidad del sonido. Se espera que el origen de las impurezas sea mayoritariamente nitrógeno, oxígeno y agua (los elementos más comunes en el aire). Los detectores serán utilizados para instalarlos en la planta de purificación y licuefacción de helio que se encuentra en el Laboratorio de Bajas Temperaturas de la FCEyN de la Universidad de Buenos Aires. Los detectores miden un cambio en la densidad del gas, producido por el porcentaje de impurezas, y es traducido en un cambio de voltaje, en el caso del dispositivo por conductividad térmica, o en una diferencia de fase en el caso del detector por velocidad del sonido. El detector de conductividad térmica se basa, principalmente, en un puente de Wheatstone, donde se pasa gas puro e impuro en dos de sus brazos, midiendo el desbalance del puente generado por la muestra impura. Mientras que el dispositivo de velocidad del sonido, utiliza un par de piezoeléctricos ultrasónicos. Los piezoeléctricos emiten y reciben en una cavidad por donde pasa el gas cuyo nivel de impureza se desea medir. Al cambiar la densidad del gas se genera una diferencia en la velocidad de propagación del sonido. Luego se comparan los resultados con la curva de calibración y se obtiene el porcentaje de impurezas. En una primera etapa se logró caracterizar diversas partes de ambos equipos y para el método basado en la conductividad térmica se midió con distintos porcentajes de impurezas. También se realizó una curva de calibración, de la cual se obtuvo una resolución de 0,5 % de impurezas de aire en el volumen de helio. En una próxima etapa se terminará de calibrar el dispositivo de velocidad del sonido y se espera obtener una mayor sensibilidad a las impurezas que en el caso del dispositivo anterior.