Dispositivo de generación de calor controlado por temperatura (40-80 grados C)

Soy un médico que hace experimentos de sobremesa. Antecedentes: se sabe que el tejido se coagula a 43 grados centígrados (índice de daño tisular térmico CEM 43).

Estoy buscando encontrar/construir un dispositivo de calentamiento de temperatura controlada para inducir varias lesiones térmicas en tejido explantado (ex vivo). Estaré midiendo esos cambios al nivel de la superficie del tejido usando una sonda de temperatura de fibra óptica.

Específicamente, necesito que el dispositivo genere calor con precisión (40-80 grados Celsius con incrementos de 1 grado Celsius). ¿Algunas ideas? He explorado modificar un soldador y calentar metal en un baño de agua a temperaturas específicas.

¡Gracias de antemano!

¿Has revisado las placas calientes? ¿Quizás que dentro de una caja se reduzcan las corrientes de aire? Luego, puede usar una serie de sensores para determinar la temperatura en muchos puntos dentro de él y ajustar el aislamiento/flujo de aire dentro de él a una uniformidad que considere suficiente. ps: o un dispositivo sous-vide.
¿Con qué rapidez espera pasar de una temperatura a otra? ¿Cuánta precisión necesita realmente? ¿Y sabes la diferencia entre exactitud y precisión? ¿Y necesita repetibilidad entre instrumentos (si su sistema se estropea y compra otro, tendrá alguna forma de volver a normalizar los datos de conjuntos de datos anteriores a los recién generados, por ejemplo?) ¿Puede aceptar el exceso? Si es así, ¿cuánto?
¿Tiene a mano una unidad de control de temperatura por electroforesis en gradiente desnaturalizante?

Respuestas (2)

El control de la temperatura es un camino trillado. Debe tener un sensor de precisión adecuada y un calentador del nivel de potencia apropiado y un controlador de temperatura. Sugeriría comprar un sensor Pt100 (RTD de platino de 100 ohmios), un calentador de cartucho y un controlador de temperatura PID comercial.

Tenga un bloque de aluminio fabricado con agujeros cruzados para el sensor y el calentador. Entierre el sensor dentro del bloque para que la punta tenga muchos diámetros de orificio. También podría usar cobre, pero el maquinista estará menos entusiasmado con los orificios profundos en cobre. La idea es hacer que la placa sea lo suficientemente gruesa y térmicamente conductora para que sea efectivamente isotérmica en la medida en que le interese.

El calentador no tiene que ser muy potente para esta aplicación, quizás 100W.

Para obtener la mejor precisión, querrá mantener las corrientes de aire fuera de la superficie de la placa, por lo que una cubierta sería una buena idea. Aísle la parte inferior de la placa y use separadores para que, incluso si el calentador permanece encendido al 100 %, no pueda provocar un incendio.

Esto debería costar unos pocos cientos de dólares, más o menos, dependiendo de la calidad del control, la precisión del sensor, etc. y debería poder mantener la temperatura constante dentro de un par de décimas de Kelvin.

Dada la aplicación médica y lo que sé sobre la experimentación de temperatura en las células (uno de mis instrumentos se usó para calentar las células cerebrales mientras se observaba su temperatura, en un sistema de control de circuito cerrado), me preocuparía el exceso y la rapidez con que esto la experimentación necesita pasar de un cambio de paso al siguiente.
@jonk Es por eso que recomendaría un controlador de temperatura comercial que usará un algoritmo modificado para minimizar el disparo excesivo / insuficiente y se ajustará automáticamente para los parámetros PID.
El requisito de "precisión" también puede sugerir un enfoque comercial, seleccionando productos que puedan rastrearse a sí mismos hasta los estándares NIST de alguna manera y que también puedan recalibrarse periódicamente. Un baño de hielo es barato, pero solo llega hasta cierto punto. Y de todos modos, es posible que se necesite más de un punto de calibración.

Le sugiero que compre una cama calefactada para impresora 3D (generalmente de 200 mm a 300 mm cuadrados y le coloque una cubierta de vidrio de borosilicato. Estos artículos están disponibles en línea y pueden permitirle construir una unidad relativamente económica. Las camas calentadas que usan un diseño de PCB en realidad tiene un calentamiento bastante uniforme sobre la superficie, y está diseñado para alcanzar 100 grados C o más.
Puede encontrar mucha información sobre los grupos para RepRap: http://reprap.org/wiki/Heated_bed

Aquí está la wiki de RepRap sobre los PID de temperatura tanto para extrusoras como para hotbeds: http://reprap.org/wiki/PID_Tuning
Dudo que estos sean lo suficientemente precisos para su aplicación, pero si busca "Preparación de controlador PID" en Amazon o Ebay encontrará una gran cantidad de controladores que pueden satisfacer sus necesidades a un costo razonablemente bajo y que requieren una interfaz mínima.

Las camas de las impresoras 3D se calientan, pero no tienen control de temperatura; no es necesario que la cama alcance o permanezca en una temperatura específica.
Las camas de las impresoras 3D SON generalmente (de hecho, nunca he visto una que no lo esté) controladas por temperatura, ya que funcionan con una fuente de alimentación PWM. Los controles de temperatura disponibles pueden no ser lo que el OP necesita para establecer 40 °C, pero no importa la solución que use, necesitará un controlador PID para ello. Simplemente sugerí una manera fácil (sin mucha ingeniería) de crear una plataforma.
@JackCreasey tiene razón ... el que tengo se puede programar a varias temperaturas con una resolución de 1 ° C. La precisión y la estabilidad probablemente no sean grandes sacudidas.
Dispositivo de generación de calor controlado por temperatura (40-80 grados C)
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