I ricercatori della Queen’s University di Belfast hanno utilizzato la termocamera a infrarossi a onde medie raffreddata (MWIR) A8583 di FLIR, la lente a baionetta per microscopio 5x e il software FLIR Research Studio per studiare l’effetto elettrocalorico, ovvero le variazioni di temperatura nei materiali dielettrici sotto un campo elettrico.
Questa combinazione di imaging termico ad alta velocità e strumenti di analisi avanzati ha consentito l’osservazione in tempo reale delle fluttuazioni termiche, fornendo informazioni più approfondite sul comportamento dei materiali. La capacità di visualizzare e quantificare con precisione queste variazioni di temperatura favorisce lo sviluppo delle soluzioni di raffreddamento a stato solido per l’elettronica e la refrigerazione sostenibile.
Problema
La Queen’s University di Belfast voleva studiare l’effetto elettrocalorico, un fenomeno per cui i materiali dielettrici mostrano fluttuazioni di temperatura quando viene applicato un campo elettrico. La comprensione di questo effetto è fondamentale per lo sviluppo di sistemi di raffreddamento a stato solido efficienti dal punto di vista energetico che potrebbero rivoluzionare il raffreddamento dei sistemi elettronici e la refrigerazione sostenibile. L’acquisizione di questi rapidi cambiamenti termici richiedeva una soluzione di imaging termico ad alta velocità e altamente sensibile in grado di rilevare anche minime variazioni di temperatura in tempo reale.
Soluzione
Per risolvere questo problema, Butler Technologies ha fornito alla Queen’s University di Belfast una termocamera FLIR A8583 MWIR raffreddata e un’ottica microscopica 5x, un sistema di imaging termico ad alta velocità progettato per applicazioni scientifiche, insieme al software FLIR Research Studio per l’analisi avanzata dei dati. I ricercatori hanno utilizzato questa avanzata combinazione di hardware e software per:
- Applicare una tensione a onda quadra a vari campioni, compresi fili sottili e piastre multistrato
- Osservare in tempo reale le fluttuazioni termiche nei materiali dielettrici
- Rilevare e analizzare le risposte termiche
- Acquisire le variazioni termiche transitorie
Risultati
La termocamera FLIR A8583, abbinata a FLIR Research Studio, acquisisce in tempo reale le variazioni di temperatura elettrocalorica nei materiali dielettrici presso la Queen’s University di Belfast, favorendo la ricerca sui sistemi di raffreddamento a stato solido ad alta efficienza energetica.
Utilizzando la termocamera FLIR A8583 e l’ottica microscopica FLIR 5X, i ricercatori della Queen’s University di Belfast sono riusciti a identificare le fluttuazioni termiche alla stessa frequenza dello stimolo elettrico, confermando l’effetto elettrocalorico in tempo reale. Questa precisa capacità di catturare i cambiamenti termici transitori ha permesso di esaminare in modo più dettagliato come i materiali elettrocalorici rispondono in diverse condizioni, offrendo una conoscenza approfondita sulla loro possibilità d’impiego per le tecnologie di raffreddamento a stato solido.
L’integrazione di una termocamera raffreddata ad alta velocità ha migliorato significativamente la precisione di misurazione. Con un motore Stirling che raffreddava il rivelatore a circa 77 Kelvin, il sistema ha raggiunto una maggiore sensibilità e un frame rate più elevato, consentendo un rilevamento preciso dei fotoni termici. Questa capacità è particolarmente preziosa per le applicazioni scientifiche che richiedono la misurazione di minime variazioni di temperatura con estrema precisione.
Questi risultati contribuiscono alla continua esplorazione dei materiali elettrocalorici per soluzioni di raffreddamento di prossima generazione, con potenziali applicazioni nella gestione termica dei sistemi elettronici, nella refrigerazione sostenibile e nella scienza dei materiali. Mentre l’industria continua a cercare tecnologie termiche efficienti dal punto di vista energetico, le soluzioni di imaging avanzate di FLIR rimangono essenziali per superare i confini della ricerca scientifica.
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