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FLIR紅外熱像儀在測(cè)量電熱效應(yīng)的應(yīng)用


  來(lái)源: 菲力爾 時(shí)間:2018-06-14 編輯:思揚(yáng)
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當(dāng)今的制冷設(shè)備使用可轉(zhuǎn)化成氣體的冷卻劑。盡管這種類(lèi)型的冷卻劑是有效制冷過(guò)程的基礎(chǔ),但可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。那么,如果我們可以使用固體材料而不是液體材料作為經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方式來(lái)對(duì)食品、飲料、藥物甚至電子設(shè)備進(jìn)行制冷呢?這正是盧森堡科學(xué)技術(shù)研究所(LIST)正在研究的課題。該研究所的研究人員利用FLIR紅外熱像儀深入研究這一課題。


LIST的研究人員測(cè)量電熱效應(yīng),并希望更好地了解其制冷應(yīng)用的可用性。


盧森堡科學(xué)技術(shù)研究所(LIST)是一家研究和技術(shù)機(jī)構(gòu),位于Esch-Belval鎮(zhèn)的盧森堡新研究與創(chuàng)新園區(qū)的中心位置。園區(qū)匯集了大學(xué)、研究中心、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、初創(chuàng)企業(yè)以及孵化器的強(qiáng)大創(chuàng)新潛力。

LIST的其中一個(gè)部門(mén)為材料研究與技術(shù)(MRT)小組。該部門(mén)正在研究如何將納米技術(shù)/納米材料轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用驅(qū)動(dòng)解決方案的方法。其中一個(gè)研究主題是如何將表現(xiàn)電熱效應(yīng)的固體材料用于電子設(shè)備等的制冷系統(tǒng)。

研究電熱效應(yīng)

電熱效應(yīng)是可極化物質(zhì)隨著施加或去除電場(chǎng)而經(jīng)歷可逆溫度變化的現(xiàn)象。

薄膜中的電熱效應(yīng)有可能用于高功率電子設(shè)備的高效制冷設(shè)備和制冷系統(tǒng)。對(duì)電熱材料施加電場(chǎng)會(huì)提高其溫度,減少電場(chǎng)則會(huì)降低溫度。


薄膜中的電熱效應(yīng)有可能用于高功率電子設(shè)備的高效制冷設(shè)備和制冷系統(tǒng)。


“在博士研究人員的納米材料和納米技術(shù)部門(mén),我們一直在建造電熱制冷設(shè)備的原型,以便將其與傳統(tǒng)制冷設(shè)備進(jìn)行比較,”LIST研究員Romain Faye說(shuō)。“這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于電熱制冷設(shè)備具有更高的能效,并使我們能夠避免使用潛在的有害液體?!?/span>

具體來(lái)說(shuō),傳感器用鐵性材料組的研究人員正在使用多層電容器來(lái)測(cè)試制冷設(shè)備的冷卻速率。多層電容器由數(shù)十層至數(shù)百層約10至40微米的陶瓷層組成,10到40微米的陶瓷層被幾微米的金屬電極隔開(kāi),金屬電極交替連接至2個(gè)外部端子。

通過(guò)增加電場(chǎng)頻率從而產(chǎn)生電熱效應(yīng),輕松實(shí)現(xiàn)制冷設(shè)備的冷卻速率提升。在這個(gè)過(guò)程中重要的是在去除電場(chǎng)之前將產(chǎn)生的熱量與環(huán)境進(jìn)行交換的能力。這樣,就可達(dá)到比環(huán)境溫度更低的溫度。

“我們想盡快進(jìn)行熱交換,”Romain Faye說(shuō)。“我們?cè)噲D確定這種熱交換過(guò)程如何受到材料本身的限制,例如在導(dǎo)熱性方面或材料的形狀方面。如果熱交換足夠快,我們可以每秒多次開(kāi)關(guān)電場(chǎng)。”

高效、直接測(cè)量

通過(guò)測(cè)量電熱效應(yīng),LIST研究人員希望能夠更好地了解這種現(xiàn)象在制冷應(yīng)用中的可用性。

“過(guò)去,研究人員主要使用間接測(cè)量,這種方法通過(guò)對(duì)極化進(jìn)行測(cè)量,并將極化測(cè)量值作為溫度和電壓的函數(shù)推導(dǎo)得出電熱效應(yīng),而不是實(shí)際的溫度測(cè)量結(jié)果,”Romain Faye說(shuō)?!叭欢?,間接測(cè)量并不總是能夠得出正確的解釋。因此,我們的團(tuán)隊(duì)一直在尋找更有效的直接溫度測(cè)量方法?!?/span>

直接測(cè)量溫度變化最常用的方法是使用熱電偶和紅外熱像儀。熱電偶是測(cè)量與溫度變化相關(guān)的電壓變化的電子設(shè)備,而紅外熱像儀則測(cè)量與溫度變化相關(guān)的紅外輻射變化。

“熱電偶對(duì)于我們來(lái)說(shuō)未證明其實(shí)用性,”Romain Faye說(shuō)?!拔覀?cè)跇O小表面上研究由電流引起的非常快速的溫度變化。熱電偶不能提供進(jìn)行這類(lèi)測(cè)量所需的精度。另一方面,熱成像技術(shù)使我們能夠以可視化的方式顯示材料和環(huán)境之間的快速熱交換?!?/span>


LIST研究人員在極小表面上研究由電流引起的非??焖俚臏囟茸兓?。

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