Američki znanstvenik, naime 'Samuel P. Langley', izumio je prvi bolometar 1880. godine galvanometar kao i Vitstanov most koristi se za generiranje otklona. Ovdje generirani otklon može biti proporcionalan intenzitetu zračenja koji se koristi za male otklone. Sljedeći bolometar uglavnom uključuje rešetke s 4 platine, pri čemu su svaka vrata dizajnirana s nizom traka. Raspored ovih traka može se izvršiti unutar otpornih krakova mosta. Te su rešetke smještene nasuprot krakovima mosta. Tako se bolometar koristi za mjerenje zračenja nakon što se temperatura crne metalne trake povisi u otpornom mostu. Ovaj članak razmatra pregled bolometra, rada, sklopa, prednosti i primjene.
Što je bolometar?
Definicija: Instrument koji se koristi za otkrivanje i mjerenje zračenja i topline mikrovalne energije poznat je kao bolometar. Ovaj uređaj radi pomoću temperaturno osjetljivog otpornog elementa gdje otpor ovog će se elementa mijenjati kroz temperaturu. Najčešći otporni elementi su Barretter i Termistor . Brzina, kao i osjetljivost ovog uređaja, mogu se mijenjati promjenom toplinskog otpora bolometra kao i njegove okoline. Ali, i osjetljivost i brzina su obrnuto proporcionalne u smjeru toplinskog otpora. Zbog toga je osjetljivi bolometar često spor.
Bolometar radi
Bolometar uključuje upijajući dio koji je sačinjen od blagog metalnog sloja. Spajanje ovog dijela može se izvršiti kroz termalni rezervoar uz pomoć toplinske veze. Jednom kad zračenje pogodi apsorpcijski dio, tada će njegova temperatura biti promjena unutar temperature. U usporedbi s temperaturom ležišta, ta je temperatura visoka zbog apsorpcije zračenja pomoću apsorpcijskog dijela.
Termička vremenska konstanta koja je svojstvena može biti jednaka omjeru toplinskog kapaciteta između apsorpcijskog elementa kao i spremnika. Stoga se promjena temperature mjeri izravno pomoću otpornog termometra koji je povezan s apsorpcijskim dijelom. Ponekad se upoj upijajućih dijelova koristi za izračunavanje promjene temperature.
Krug kruga bolometra
Dijagram kruga bolometra prikazan je u nastavku. To se može urediti u obliku mosta, pri čemu jedan krak uključuje temperaturno osjetljiv otpornik . Raspored ovog otpora može se izvršiti u mikrovalnom energetskom polju gdje se snaga može mjeriti.
Krug kruga bolometra
Ovaj otpor apsorbira mjernu veličinu, jer se u njemu stvara toplina. Ova generirana toplina može promijeniti otpor elementa. Promjena otpora može se mjeriti krugom mosta.
Konstrukcija bolometra može se izvesti kombinacijom diferencijalnog pojačala i oscilatora. Jedan krug je neuravnotežen, tada će oscilirati. Otporni element u mjeraču će apsorbirati snagu da uravnoteži krug. Tako se krug mosta može uravnotežiti podešavanjem pristranosti jednosmjerne struje.
Krug bolometra može se rasporediti unutar mikrovalnog polja. Dakle, zračenje se može apsorbirati kroz element da poveća njihovu temperaturu i uzrokuje promjenu njihovog otpora.
Nejednakost će se dogoditi u obrnutom smjeru zbog otpora hladnoći. Dakle, neravnoteža će smanjiti izlaz oscilatora da bi se uravnotežio krug mosta. Smanjena snaga u krugu može se mjeriti elektronikom voltmetar tako da prikazuje povećanu snagu kroz oscilator. Ta se snaga može apsorbirati u mikrovalnom polju kroz otporni element.
Bolometar most uglavnom koristi dva elementa koja uključuju sljedeće.
Barretter
Barretter je jedna vrsta žice izrađena od metala. Ova žica ima svojstvo pozitivnog koeficijenta temperature. Jednom kada se temperatura poveća, tada se povećava i temperatura metalne žice.
Termistor
Termistor je jedna vrsta toplinskog otpora koji se može napraviti s poluvodičkim materijalom. Glavno svojstvo toga je negativni temperaturni koeficijent, što znači da će se, kad se temperatura poveća, njihov otpor smanjiti.
Dakle, barretter je vrlo osjetljiva metalna žica u usporedbi s termistorom. To se često koristi za mjerenje snage koja se kreće od 0,01 - 10mW. Za mjerenje snage veće od 10mW koristi se kombinacija bolometar i prigušivač.
Novi bolometar
Novi uređaji za bolometar jednostavni su, brži i pokrivaju više valnih duljina. Oni su projektirani u laboratorijskim uvjetima i koriste se za mjerenje cjelokupne energije koja se prenosi kroz primljene fotone elektromagnetskog zračenja. To zračenje dolazi iz dalekih galaksija i ima oblik radio valova, vidljive svjetlosti, mikrovalnih pećnica, inače dijelova spektra.
Novi bolometri potpuno su različiti u usporedbi s tradicionalnim bolometrima jer koriste metal za apsorpciju zračenja kao i za mjerenje povišene temperature. Postoje i neki drugi bolometri koji se oslanjaju na vibracije atoma u materijalu kako bi smanjili njegov odziv
Prednosti
Glavni prednosti bolometra uključuju sljedeće.
- Ovi su instrumenti vrlo učinkoviti u pogledu rezolucije energije i osjetljivosti u usporedbi s ostalim konzervativnim detektorima čestica.
- Ovim instrumentima nije potrebno hlađenje jer funkcioniraju na sobnoj temperaturi.
- Također mogu izračunati nejonizirajuće elemente, fotone i ionizirajuće čestice i fotone.
Prijave
Bojnik primjene bolometra uključuju sljedeće.
- Bolometar je izuzetno osjetljiv uređaj koji se koristi za otkrivanje elektromagnetskog zračenja ili topline.
- Primjene ovog uređaja su termovizijska slika, znanstveni rad, nadzor udaljenog okoliša, solarne sonde i THz komunikacija.
- Koristi se u detektorima čestica, termalnim kamerama, skenerima otiska prsta, otkrivanju šumskog požara, otkrivanju skrivenog oružja, zračnom nadzoru i astronomskim primjenama.
Trenutno se često koriste moderni bolometri, jer se platina uređaja može zamijeniti poluvodičkom trakom. Ovaj uređaj ima puno visokotemperaturni koeficijent otpora tako da čini uređaj osjetljivijim.
Dakle, ovdje se radi o svemu pregled bolometra a zamjenski naziv ovog uređaja je kalorimetar. Ovo je jedna vrsta detektora koji se uglavnom koristi za čestice ili zračenje, a koristi se i za otkrivanje svjetlosti u mm valovima i dalekom infracrvenom zračenju. Evo pitanja za vas, koji su nedostaci bolometra?
