Un sensor de temperatura en un hilo

Un equipo de científicos ha desarrollado un sensor de temperatura basado en un microhilo rodeado de capas concéntricas de diferentes materiales. Cuando aumenta la temperatura, presenta una deformación proporcional. Mide unos pocos milímetros de longitud y no más de 40 micrómetros de diámetro.

Los materiales que se deforman con la temperatura tienen un amplio abanico de aplicaciones. Científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC) y de la Slovak University of Technology, de Bratislava, han desarrollado un sensor de temperatura basado en ese principio.

Está formado por un microhilo metálico y varias capas concéntricas de materiales diferentes, unas metálicas y otras aislantes, cuyas propiedades mecánicas y magnéticas responden de forma distinta ante cambios de temperatura, de modo que combinadas de forma adecuada permite conseguir propiedades magnéticas y mecánicas óptimas.

Esquema del cable (izquierda), que se deforma proporcionalmente a la temperatura. Gráfico derecha: Con una pequeña corriente de miliamperios se dan incrementos de temperatura de grados.

Este hilo compuesto, cilíndrico y de medidas reducidas (entre 5 y 10 milímetros de longitud y 40 micrómetros de diámetro) puede ser utilizado en sensores electromecánicos para controlar la temperatura de trabajo de aplicaciones diversas.  Tiene, además, la característica de presentar asimetría radial en cualquier sección transversal de su estructura, que le confiere su funcionalidad.  

Este dispositivo puede aplicarse en microdispositivos, en control de músculos artificiales en robótica, válvulas de control de flujo en refrigeradores o sistemas magneto-mecánicos.

En función de la temperatura (liberada por la temperatura circundante al dispositivo o por una corriente circulante por el microhilo), las capas se deforman, deformación que varía en función del coeficiente térmico de expansión de cada material. Esa respuesta mecánica está determinada en gran medida por las tensiones mecánicas generadas durante su fabricación. Por otro lado, a lo largo del cable interior circula una corriente eléctrica controlada en amplitud y frecuencia.

En ensayos en laboratorio, los científicos han confirmado que cuando la temperatura aumenta, se produce una deformación proporcional a dicho aumento, y que cuando la temperatura vuelve a la situación de partida, el cable recupera su forma inicial.

El sensor presenta dos conexiones eléctricas alternativas. Bien conectando ambos extremos a contactos eléctricos, bien un solo extremo. Entre sus principales ventajas, está su sensibilidad y la rapidez en medir los aumentos de temperatura, su pequeño tamaño y un proceso de producción sencillo del microhilo recubierto.

Contacto:

Marisa Carrascoso Arranz
Vicepresidencia Adjunta de
Transferencia del Conocimiento- CSIC
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