Caméra thermique infrarouge Silver 660M de FLIR
23/11/2008
Une caméra thermique infrarouge particulièrement utile pour fournir des informations détaillées et précises pour la caractérisation thermique des MEMS, Micro-Electro-Mechanical Systems.
Les micromachines ou Mems (Micro-Electro-Mechanical Systems) ont d'ores et déjà envahi notre quotidien.
Plus petit qu'un grain du sable, les MEMS, mesurent en effet moins de cent millièmes de millimètre mais rendent néanmoins des services irremplaçables à l'automobile, à la médecine, aux activités militaires, de microfluides, de télécommunications et aux industries aérospatiales.
Ces systèmes microscopiques associent des éléments mécaniques, optiques, électromagnétiques, thermiques et fluidiques à de l'électronique sur des substrats semi-conducteurs. Ils assurent des fonctions de capteurs pouvant identifier des paramètres physiques de leur environnement (pression, accélération…) et/ou d'actionneurs pouvant agir sur cet environnement. Les MEMS peuvent assumer des fonctions mécaniques, telles que des moteurs, des pivots, des maillons ainsi que des composants électriques et optiques, comme des commutateurs, le tout sur une seule puce d'une taille allant d'une entre un micro et une dizaine de millimètres
La thermographie infrarouge est aujourd'hui identifiée comme l’outil essentiel pour étudier le comportement thermique des composantes clés et des microstructures dans une étendue d’applications large et croissante.
Faire de telles mesures sur des dispositifs de MEMS exige des caméras infrarouges qui peuvent fournir une résolution de dernier cri.
Les caméras infrarouges de recherche et développement de la dernière génération utilisent des détecteurs au pas de 15µm. Cette avancée technologique des fabricants de détecteurs infrarouges européens a des retombées directes sur les performances des caméras infrarouges haut de gamme en comparaison avec l’ancienne technologie au pas de 25µm.
En premier lieu elle permet la fabrication de détecteurs haute résolution [640x512, 15µm] de mêmes dimensions que la génération précédente [320x256, 30µm] laissant inchangé le dimensionnement des objectifs et du refroidisseur à cycle fermé (Stirling).
Mais le bénéfice principal est une augmentation des performances en résolution spatiale. Ainsi, la caméra de FLIR ATS, la Silver 660M HS qui incorpore un détecteur InSb dans la bande spectrale MWIR [2-5µm] au format 640 x 512 et au pas de 15µm, utilise les objectifs microscopes G1 et G3 conçus pour la famille Jade. Pour l’étude thermique ci-dessous illustrée la caméra présente une résolution spatiale d’observation [IFOV] de 3,5µm. Le thermogramme correspondant obtenu lors d’un test de fiabilité montre un échauffement mesuré par démodulation synchrone [Lockin Thermography] de 0.128°C.
Des résultats similaires en termes de résolution spatiale sont obtenus pour la cartographie de contraintes lors d’essais en sollicitations cycliques sur les composants micrométriques (aiguille d’injecteur haute pression pour moteur diesel) et pour la mesure d’énergie thermique sur les réacteurs de micro-fluidique.
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