研究背景
在防冰材料開發(fā)、微流體冷卻系統(tǒng)優(yōu)化等領(lǐng)域，微小液滴（毫米級(jí)）的結(jié)冰過程涉及復(fù)雜的相變放熱行為。傳統(tǒng)測(cè)溫手段（如熱電偶）難以精確捕捉瞬態(tài)溫度變化，而普通紅外熱像儀受限于空間分辨率和幀率，無法清晰記錄微米-毫米尺度液滴的快速凍結(jié)過程。
技術(shù)挑戰(zhàn)
空間分辨率不足：普通熱像儀在近距離拍攝時(shí)，單像素對(duì)應(yīng)實(shí)際尺寸較大（>0.5mm），難以分辨液滴邊緣與冰晶生長(zhǎng)前沿的細(xì)微溫度梯度。
幀率限制：結(jié)冰放熱過程可能僅持續(xù)數(shù)十毫秒，需高幀率（≥100Hz）才能完整記錄動(dòng)態(tài)溫變。
背景干擾：液滴表面反射環(huán)境熱輻射，導(dǎo)致測(cè)溫誤差。
解決方案：格物優(yōu)信高速微距熱像儀
??型號(hào)：格物優(yōu)信高速熱像儀系列（加裝微距鏡頭）
??核心性能：
微米級(jí)分辨率與微距測(cè)溫:針對(duì)毫米級(jí)甚至更小的液滴目標(biāo)，熱像儀搭載微距鏡頭，可近距離觀測(cè)表面溫度分布，最小測(cè)溫區(qū)域達(dá)微米級(jí)別，滿足科研對(duì)空間分辨率的嚴(yán)苛需求。
高速拍攝：125Hz超高幀率與4ms快速響應(yīng)，精準(zhǔn)捕捉毫秒級(jí)放熱脈沖。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)捕捉
樣品制備：
在超疏水基底（接觸角>150°）上沉積去離子水液滴（直徑1-3mm）。
環(huán)境溫控至-15℃，觸發(fā)可控凍結(jié)。
熱像儀配置：
采用微距鏡頭，距離液滴8cm拍攝，視場(chǎng)5mm×5mm。
同步觸發(fā)高速相機(jī)（可見光）與熱像儀，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。
關(guān)鍵數(shù)據(jù)：
初始過冷階段：液滴溫度降至-12℃（低于冰點(diǎn)但仍未結(jié)冰），熱像儀顯示均勻低溫（圖1a）。
冰核形成瞬間：局部溫度驟升3-5℃（相變潛熱釋放），熱像儀捕捉到“熱波”從成核點(diǎn)向外擴(kuò)散）。
冰鋒面推進(jìn)：液滴表面溫度梯度清晰可見，冰生長(zhǎng)前沿溫度維持在0℃，未凍結(jié)區(qū)域持續(xù)降溫。
研究發(fā)現(xiàn)與價(jià)值
機(jī)理驗(yàn)證：
證實(shí)了微小液滴凍結(jié)存在顯著過冷度（-10℃以下），且放熱集中在前1-2ms內(nèi)。
發(fā)現(xiàn)基底疏水性會(huì)延遲冰核形成，但一旦觸發(fā)，冰鋒面擴(kuò)展速度提高30%（對(duì)比親水基底）。
工業(yè)應(yīng)用：
防冰涂層優(yōu)化：通過分析不同表面微結(jié)構(gòu)對(duì)凍結(jié)放熱的影響，指導(dǎo)涂層設(shè)計(jì)（如仿生微米柱陣列）。
航天器結(jié)冰預(yù)警：建立液滴凍結(jié)溫度-時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)，改進(jìn)機(jī)翼表面結(jié)冰傳感器算法。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)總結(jié)
微尺度測(cè)溫：突破傳統(tǒng)紅外設(shè)備的空間限制，適用于微液滴、薄膜等場(chǎng)景。
瞬態(tài)過程解析：毫秒級(jí)熱動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)為相變理論模型提供實(shí)驗(yàn)支撐。
跨學(xué)科適用：可擴(kuò)展至生物細(xì)胞冷凍、電子器件微冷卻等領(lǐng)域。
此案例展示了格物優(yōu)信熱像儀在高時(shí)空分辨率熱分析中的不可替代性，為微尺度傳熱研究提供了全新工具。