Laboratorio de Técnicas Fototérmicas

Marca/Modelo TPS 2500-S Therm Test Inc​. Aplicaciones Esta técnica puede utilizarse para medir propiedades de transporte térmico como la conductividad térmica, la difusividad y el calor específico. Cubre una gama de conductividad térmica entre 0,01 y 500 W/m/K (según la norma ISO 22007-2) y puede utilizarse para la caracterización de diversos tipos de muestras isotrópicas y anisotrópicas en forma sólida y líquida, incluyendo pastas, geles, polímeros, polvos y películas delgadas (50-100 micrones de espesor).​ Descripcion Esta técnica se basa en el método de fuente plana transitoria de calor. El sensor consiste en una espiral plana metálica situada entre dos capas de un material aislante delgado que proporciona aislamiento eléctrico y estabilidad mecánica al sensor. El sensor se coloca entre dos mitades de la muestra a medir (en el caso de un líquido el sensor se sumerge en él). Durante la medición una corriente eléctrica constante pasa a través de la espiral conductora, calentando al sensor. El calor generado se disipa en la muestra a ambos lados del sensor, a una tasa que depende de las propiedades de transporte térmico del material. A partir de la dependencia de la temperatura del sensor en función del tiempo, estas propiedades pueden calcularse ajustando los datos experimentales con un modelo teórico adecuado. Las mediciones pueden realizarse en función de la temperatura en un rango entre -50 a 700 0C.​

Marca/Modelo ​Decagon Devices / KD2 Pro​. Aplicaciones El KD2 Pro es un dispositivo portátil usado para medir propiedades térmicas. Consiste de un controlador de mano y sensores que pueden insertarse en el interior del medio que se desea medir. Los sensores de una punta miden la conductividad y resistividad térmica; mientras que el sensor de dos puntas también mide el calor especifico volumétrico y la difusividad térmica. Descripción El KD2 Pro tiene las siguientes características: • Rango de temperatura extendido: El KD2 Pro puede tomar lecturas entre -50 y 150°C. • Disponibilidad de sensores múltiples: El KD2 Pro ofrece los siguientes tres sensores: El sensor standard de una sola punta, un sensor de una punta de longitud extendida, y un sensor de dos puntas. • Almacenamiento de datos: Los datos pueden visualizarse en una pantalla, registrarse y almacenarse. • Selección de Unidades: Tiene la posibilidad de seleccionar los datos registrados en el sistema internacional (SI) o en el sistema Inglés (Imperial). El KD2 Pro utiliza el método de fuente de calor lineal transiente. Un ciclo de medida consiste de un tiempo de equilibrio de 30s, un tiempo de calentamiento de 30s y un tiempo de enfriamiento de 30s. Las mediciones de temperatura se realizan a intervalos de 1s durante el calentamiento y el enfriamiento. Luego, las mediciones se ajustan a funciones de la integral exponencial mediante un procedimiento no-lineal de mínimos cuadrados. Un término lineal de deriva corrige los cambios de temperatura de la muestra durante la medición, para optimizar la precisión de las lecturas.

Marca/Modelo ​Home made​. Aplicaciones Determinación de espectros de absorción ópticos en la región UV-VIS-NIR en función de la profundidad de penetración térmica en una diversidad de sustancias como sólidos, líquidos, polvos, geles, material orgánico e inorgánico, etc. Descripción La Técnica de Espectroscopía Fotoacústica (EFA) representa uno de los medios más efectivos para realizar estudios no destructivos en la materia. Supera muchos de los obstáculos que se presentan cuando se utilizan las espectroscopías ópticas convencionales. En esta técnica, el calor generado por los decaimientos no radiativos inducidos por la absorción de la luz monocromática modulada incidente sobre la muestra se convierte en sonido, el cual es posteriormente detectado por un micrófono sensible. De esta forma, por ejemplo, al estudiar polvos, el problema de la luz dispersada, la cual afecta la proporción de luz transmitida o reflejada, no ofrece problemas en EFA debido a que solo la luz absorbida se convierte en sonido. Esto permite el estudio en sustancias, que mediante la aplicación de las técnicas convencionales de espectroscopía óptica sería en extremo difícil, por ejemplo, en la diversidad de materiales orgánicos e inorgánicos, como polvos, compuestos amorfos, aceites, etc. Además, con la EFA se tiene la posibilidad de analizar el espectro de absorción en la superficie y a profundidad en una muestra dada.​

Marca/Modelo ​Home made Aplicaciones Esta técnica está basada en la norma ASTM 2858-70(90) y se utiliza para medir la conductividad térmica (K) de muestras en polvos aislantes térmicos en un rango de 200 °C a 1000 °C. Descripción Este sistema implementado en CICATA Legaria es una mejora al sistema de la norma ASTM 2858-70 (90), debido a la automatización y sistematización en la toma de datos para las temperaturas tanto de la resistencia de calentamiento (T1), como la del cascarón cilíndrico de la celda (T), lo cual permite disminuir los errores en las mediciones, también permite seleccionar el régimen estable de las temperaturas en función del tiempo, lo anterior es posible ya que en todo momento se presenta en la pantalla del computador la gráfica de las temperaturas en función del tiempo. Una vez depositada la muestra dentro del cascarón cilíndrico, el sistema (cascarón-muestra-termopares) se ubica dentro de un tubo de cuarzo, el cual se introduce en una mufla u horno tubular con el objeto de evitar flujos de aire en el exterior del cascarón cilíndrico y así mantener un ambiente de temperatura externa estable, evitándose con esto los procesos de convección en el flujo de calor dentro del sistema.​

Marca/Modelo Home made. Aplicaciones Obtención de imágenes térmicas superficiales y sub-superficiales con resolución micrométrica Descripción En el microscopio fototérmico la superficie de la muestra investigada es barrida por un haz de láser modulado periódicamente en amplitud, generándose una onda térmica de longitud de onda de tamaño micrométrico que depende de las propiedades ópticas y térmicas de la superficie de la muestra. Información es generada por la interacción de la onda térmica con regiones de la muestra de tamaño micrométrico, en las que existe el contraste térmico apropiado. Esta información es portada hacia un sensor piezoeléctrico situado en la parte posterior, no iluminada, de la muestra, por las ondas acústicas de mucha mayor longitud de onda generadas por el estrés térmico periódico inducido. Como resultado puede construirse una imagen que contiene información sobre las propiedades ópticas y térmicas de la muestra bajo estudio, así como de procesos de conversión de energía no radiativos que tienen lugar en ella. Debido a la dependencia de la longitud de onda térmica de la frecuencia de modulación de la luz, también pueden obtenerse imágenes sub-superficiales.

Marca/Modelo Home made. Aplicaciones Caracterización térmica. Descripción​ En la técnica fotopiroeléctrica la muestra a estudiar se calienta periódicamente y los cambios de temperatura son medidos utilizando un sensor piroeléctrico. Estos cambios dependen de propiedades térmicas de la muestra. Existen dos configuraciones de medición que conducen a los valores de la difusividad térmica, a, y la efusividad térmica, e, de la muestra. La combinación de estos parámetros permite determinar también la conductividad térmica y el calor específico como k = ea1/2 y c=e/(ρa1/2) respectivamente, donde ρ es la densidad. Las mediciones pueden realizarse en los modos de barrido en frecuencia de modulación o en el de escaneo de longitud, así como en función de la temperatura absoluta de la muestra. Debido al buen contacto térmico que puede lograrse con el sensor, la técnica es más conveniente para la caracterización de materiales líquidos y semi líquidos.​