Metode Mengukur Suhu Dalam Objek 3D

Insinyur telah menentukan suhu di bawah permukaan bahan tertentu dari jarak jauh menggunakan teknik baru yang disebut termografi kedalaman. Metode ini mungkin berguna dalam aplikasi di mana probe suhu tradisional tidak berfungsi, seperti memantau kinerja semikonduktor atau reaktor nuklir generasi berikutnya.

Banyak sensor suhu mengukur radiasi termal, yang sebagian besar berada dalam spektrum inframerah, yang berasal dari permukaan suatu objek. Semakin panas objek, semakin banyak radiasi yang dipancarkannya, yang merupakan dasar untuk perangkat seperti kamera pencitraan termal. Termografi kedalaman, bagaimanapun, melampaui permukaan dan bekerja dengan kelas bahan tertentu yang sebagian transparan terhadap radiasi inframerah.

Para peneliti dapat mengukur spektrum radiasi termal yang dipancarkan dari objek dan menggunakan algoritme canggih untuk menyimpulkan suhu, tidak hanya di permukaan tetapi juga di bawah permukaan — puluhan hingga ratusan mikron di dalamnya.

Untuk proyek tersebut, tim memanaskan sepotong silika yang menyatu (sejenis kaca) dan menganalisisnya menggunakan spektrometer. Mereka kemudian mengukur pembacaan suhu dari berbagai kedalaman sampel menggunakan alat komputasi yang sebelumnya mereka kembangkan di mana radiasi termal yang dilepaskan dari objek yang terdiri dari beberapa bahan diukur. Bekerja mundur, mereka menggunakan algoritme untuk menentukan gradien suhu yang paling sesuai dengan hasil eksperimen.

Upaya khusus ini adalah bukti konsep. Dalam pekerjaan di masa depan, tim berharap untuk menerapkan teknik ini ke materi multilayer yang lebih rumit dan menerapkan teknik pembelajaran mesin untuk meningkatkan proses. Akhirnya, mereka ingin menggunakan termografi kedalaman untuk mengukur perangkat semikonduktor guna mendapatkan wawasan tentang distribusi suhu saat beroperasi.

Jenis profil suhu 3D ini juga dapat digunakan untuk mengukur dan memetakan awan gas dan cairan bersuhu tinggi; misalnya, di reaktor nuklir cair-garam di mana penting untuk mengetahui suhu garam di seluruh volume tanpa harus menggunakan probe suhu yang mungkin tidak bertahan pada 700 °C.