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Cette combinaison d’imagerie thermique à grande vitesse et d’outils d’analyse avancés a permis d’observer en temps réel les fluctuations thermiques et de mieux comprendre le comportement des matériaux. La capacité de visualiser et de quantifier ces changements de température avec précision favorise le développement de solutions de refroidissement à l’état solide pour l’électronique et la réfrigération durable.

Défi

L’université Queen’s de Belfast a cherché à étudier l’effet électrocalorique, un phénomène par lequel les matériaux diélectriques subissent des fluctuations de température sous l’effet de l’application d’un champ électrique. Il est essentiel de comprendre cet effet pour mettre au point des systèmes de refroidissement à l’état solide efficaces sur le plan énergétique, qui pourraient révolutionner le refroidissement de l’électronique et la réfrigération durable. Cependant, la capture de ces changements thermiques rapides nécessitait une solution d’imagerie thermique à grande vitesse et très sensible, capable de détecter d’infimes variations de température en temps réel.

Solution

Pour relever ce défi, Butler Technologies a fourni à l’Université Queen’s de Belfast une caméra refroidie FLIR A8583 MWIR et une optique 5x pour microscope, un système d’imagerie thermique à grande vitesse conçu pour les applications scientifiques, ainsi que le logiciel FLIR Research Studio d’analyse avancée des données. Les chercheurs ont utilisé cette combinaison de matériel et de logiciel de pointe pour :

 Appliquer une tension rectangulaire à divers échantillons, y compris des fils minces et des plaques multicouches ;

 Observer en temps réel les fluctuations thermiques dans les matériaux diélectriques ;

 Détecter et analyser les réactions thermiques ;

 Capturer les changements thermiques transitoires.

Résultats

La caméra thermique FLIR A8583, associée au FLIR Research Studio, capture en temps réel les changements de température électrocaloriques dans les matériaux diélectriques à l’université Queen’s de Belfast, soutenant ainsi la recherche sur les systèmes de refroidissement à semi-conducteurs économes en énergie.

Grâce à la caméra thermique FLIR A8583 et à l’optique FLIR 5x pour microscope, les chercheurs de l’université Queen’s de Belfast ont réussi à identifier les fluctuations thermiques à la même fréquence que le stimulus électrique, confirmant ainsi l’effet électrocalorique en temps réel. Cette capacité précise à capturer les changements thermiques transitoires a permis un examen plus détaillé de la façon dont les matériaux électrocaloriques réagissent dans différentes conditions, offrant ainsi un aperçu de leur faisabilité pour les technologies de refroidissement à l’état solide.

L’intégration d’une caméra thermique refroidie à grande vitesse a considérablement amélioré la précision des mesures. Le moteur Stirling refroidissant le détecteur à environ 77 kelvins, le système a atteint une plus grande sensibilité et une fréquence d’images plus élevée, ce qui permet une détection précise des photons thermiques. Cette capacité est particulièrement précieuse pour les applications scientifiques nécessitant la mesure de subtiles variations de température avec une extrême précision.

Ces résultats contribuent à l’exploration en cours des matériaux électrocaloriques pour les solutions de refroidissement de la prochaine génération, avec des applications potentielles dans la gestion thermique de l’électronique, la réfrigération durable et la science des matériaux. Alors que les industries continuent de rechercher des technologies thermiques économes en énergie, les solutions d’imagerie avancées de FLIR restent essentielles pour repousser les limites de la recherche scientifique.

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