Quartz-Sheath SPRTs 5681, 5683, 5684 e 5685

A Hart tem quatro SPRTs de bainha de quartzo cobrindo a faixa do ITS-90 de –200 °C a 1 070 °C. O 5681 é usado de –200 °C ao ponto do alumínio em 660,323 °C. O 5683 é usado de –200 °C a 480 °C com maior estabilidade de longo prazo. O 5684 e o 5685 cobrem temperaturas mais altas de até 1 070 °C e podem ser calibrados no ponto da prata.

Sim, eles têm todos os recursos que você esperaria de um SPRT de classe mundial. Eles têm bornes com orelha banhados em ouro, uma conexão com alívio de tensão para o cabo de quatro fios, discos de prevenção de convecção, o melhor vidro de quartzo disponível, hastes sem lustre e o mais puro fio de platina disponível.

A pureza da platina de um fio de termômetro é crucial para cumprir as exigências do ITS-90. Manter a pureza ao longo da vida útil do termômetro tem impacto sobre sua estabilidade em longo prazo. O tubo de vidro de quartzo do SPRT deve estar adequadamente vedado para evitar contaminação do sensor de platina. Outros usam unidades mecânicas e vedações de epóxi. Isso introduz materiais adicionais ao ambiente interno do termômetro e pode ficar propenso a falha mecânica, arriscando a exposição da platina a impurezas.

Teoricamente, a melhor vedação seria uma vedação direta entre o vidro de quartzo e o fio de platina. Entretanto, o vidro de quartzo usado nas bainhas de termômetros tem um coeficiente de expansão muito pequeno, enquanto a platina tem um coeficiente muito maior de expansão. Se você simplesmente vedasse o vidro da bainha no fio de platina, essas taxas diferentes de expansão resultariam em uma vedação deficiente à medida que a unidade fosse exposta a diferentes temperaturas.

Descobrimos uma maneira de igualar os coeficientes de expansão da bainha de vidro com os dos fio de platina. Fazemos isso criando uma vedação gradual composta de 18 peças de vidro separadas, cada uma com um coeficiente de expansão diferente. A taxa de expansão e contração da peça final de vidro corresponde à da platina, resultando em uma vedação geral que evita vazamento de gás e penetração de impurezas por pelo menos 20 anos.
Fundir cada peça de vidro à outra é um processo detalhista. É claro que nos custa mais! Mas os resultados compensam.

E há mais! Usamos apenas materiais de vidro de quartzo puro para as estruturas em cruz, os discos e os tubos. Não usamos mica ou materiais cerâmicos. Temos um processo especial de tratamento de vidro para aumentar a resistência do quartzo à devitrificação e remoção de mais impurezas do que o processo de limpeza típico.

Fizemos pesquisas para descobrir o melhor equilíbrio de desempenho de argônio para oxigênio no tubo. É necessário algum oxigênio na bainha para minimizar o perigo de que platina seja contaminada por materiais estranhos em altas temperaturas, mas oxigênio demais em temperaturas abaixo de 500 °C pode acelerar o processo de oxidação, afetando a integridade da platina. Temos um equilíbrio que fornece exatamente a proteção certa para a platina.
Cada uma dessas pequenas coisas contribui para melhorar as incertezas e reduzir a flutuação. Os SPRTs da Hart normalmente flutuam menos que 0,001 °C por ano.

5681: –200 °C a 670 °C

Esse termômetro de 25 ohms é o carro-chefe das faixas ITS-90. Ele pode ser calibrado para qualquer uma das subfaixas do ponto triplo do argônio até o ponto de congelamento do alumínio. O 5681 cumpre as exigências do ITS-90 para razões de resistência conforme segue:

W(302,9146 K) ≥ 1,11807
e
W(234,3156 K) ≤ 0,844235

5683: –200 °C a 480 °C

Enquanto os SPRTs tradicionalmente cobrem temperaturas para o ponto do alumínio (660 °C), a maioria das medições ocorre entre –100 °C e 420 °C. O 5683 SPRT cobre essa faixa e mais, de –200 °C a 480 °C, e faz isso com estabilidades de longo prazo que os SPRTs de faixa ampliada não conseguem alcançar. A flutuação típica é inferior a 0,5 mK após 100 horas a 480 °C.

5684 e 5685: 0 °C a 1 070 °C

O ITS-90 amplia o uso do termômetro de platina de 630 °C para 962 °C. O sensor HTPRT de 0,25 ohm usa um suporte em forma de fita feito de vidro de quartzo de alta pureza. O modelo de 2,5 ohms usa uma estrutura em cruz de vidro de quartzo. A estabilidade após a ciclagem térmica é excelente, e o projeto é razoavelmente tolerante a vibração. Escolha entre os valores nominais de 0,25 ohm ou 2,5 ohms de R_TPW. Além de cumprir as exigências de relação de resistência mostradas acima, esses termômetros cumprem os seguintes critérios adicionais:

W(1234,93 K) ≥ 4,2844