Sistema de medição de temperatura por termometria IV em campo magnético variável

Abstract

O número de protótipos de refrigeradores magnéticos tem vindo a aumentar na última década. O princípio de funcionamento baseia-se no efeito magnetocalórico em que a aplicação de campo magnético induz variações adiabáticas de temperatura. O presente trabalho propõe a montagem e teste de um sistema de medição de temperatura em campo magnético variável, utilizando termometria de infravermelhos, com o objetivo de: (i) efetuar medições diretas do efeito magnetocalórico e (ii) observar o fenómeno térmico “heating by sweeping”. Com o sistema montado, observou-se o efeito magnetocalórico numa amostra de gadolínio, obtendo variações adiabáticas de temperatura de 1.6 ºC num campo magnético de 1 T. Verificou-se a existência de dois processos térmicos após a aplicação de campo: dissipação de calor para o exterior da amostra e a condução interna de calor. Devido ao perfil largo do campo magnético produzido pelo Halbach e no facto da amostra apresentar um comprimento reduzido, não foi possível medir o efeito “heating by sweeping”. Este trabalho discute em detalhe as razões e alternativas para a implementação do efeito de “heating by sweeping”

The number of magnetic refrigerator prototypes has been increasing in the last decade. The principle of operation is based on the magnetocaloric effect in which the application of magnetic field induces adiabatic variations of temperature. The present work proposes the assembly and testing of a variable magnetic field temperature measurement system, using infrared thermometry, with the follow objectives: (i) making direct measurements of the magnetocaloric effect and (ii) observing the thermal phenomenon "heating by sweeping". With the system ready, the magnetocaloric effect was observed in a gadolinium sample, obtaining adiabatic temperature variations of 1.6 °C in a magnetic field of 1 T. Two thermal processes were observed after the magnetic field application: the heat dissipation to the exterior of the sample and the conduction of internal heat. Due to the wide profile of the magnetic field produced by the Halbach and the fact that the sample has a reduced length, it wasn’t possible to measure the “heating by sweeping” effect. This paper discusses in detail the reasons and alternatives for the implementation of the "heating by sweeping" effect