Amerikiečių mokslininkas, būtent „Samuelis P. Langley“, buvo išrastas pirmasis bolometras 1880 metais galvanometras taip pat Wheatstone tiltas yra naudojamas deformacijai generuoti. Čia sukurta deformacija gali būti proporcinga spinduliuotės intensyvumui, naudojamam mažiems įlinkiams. Kitame bolometre daugiausia yra 4 platinos vartai, kur kiekvienas vartas suprojektuotas su juostelių seka. Šios juostos gali būti išdėstytos pasipriešinimo tilto rankose. Šios grotelės yra priešais tilto atramas. Taigi bolometro įtaisas naudojamas radiacijai matuoti, kai atsparumo tiltelyje pakyla juodos galinės metalinės juostos temperatūra. Šiame straipsnyje aptariama bolometro, darbo, grandinės, pranašumų ir taikymo apžvalga.
Kas yra bolometras?
Apibrėžimas: Prietaisas, naudojamas mikrobangų energijos spinduliuotei ir šilumai nustatyti ir matuoti, yra žinomas kaip bolometras. Šis prietaisas veikia naudojant temperatūrai jautrų varžinį elementą kur pasipriešinimas šio elemento temperatūra pasikeis. Dažniausiai naudojami varžiniai elementai yra Barretter ir Termistorius . Šio prietaiso greitį ir jautrumą galima pakeisti keičiant šiluminę varžą tarp bolometro ir jo aplinką. Tačiau tiek jautrumas, tiek greitis yra atvirkščiai proporcingi šiluminės varžos krypčiai. Todėl jautrus bolometras dažnai būna lėtas.
Bolometras veikia
Bolometre yra absorbuojanti dalis, kurią sudaro nedidelis metalinis sluoksnis. Šios dalies prijungimas gali būti atliekamas per terminį rezervuarą, naudojant terminę jungtį. Kai radiacija patenka į absorbcinę dalį, jos temperatūra bus temperatūros pokytis. Taigi, palyginti su rezervuaro temperatūra, ši temperatūra yra aukšta dėl radiacijos absorbcijos naudojant absorbcinę dalį.
Būdingos šilumos laiko konstanta gali būti lygi absorbcinio elemento ir rezervuaro šilumos talpos santykiui. Todėl temperatūros pokytis matuojamas tiesiogiai per varžinį termometrą, kuris yra prijungtas prie absorbcinės dalies. Kartais temperatūros pokyčiui apskaičiuoti naudojamas absorbcinių dalių atsparumas.
Bolometro grandinė
Bolometro grandinės schema parodyta žemiau. Tai gali būti išdėstyta tilto pavidalu, kai viena iš jų apima temperatūrai jautrią rezistorius . Šio rezistoriaus išdėstymas gali būti atliekamas mikrobangų energijos lauke, kuriame galima išmatuoti galią.
Bolometro grandinė
Šis rezistorius sugeria matuojamąją galią, nes jame susidaro šiluma. Ši sukurta šiluma gali pakeisti elemento varžą. Varžos pokytį galima išmatuoti tilto grandine.
Bolometro konstrukcija gali būti atliekama naudojant diferencialinį stiprintuvą ir osciliatorius. Viena grandinė yra nesubalansuota, tada ji svyruos. Skaitiklio varžinis elementas sugers jėgą, kad grandinė būtų subalansuota. Taigi tilto grandinę galima subalansuoti reguliuojant nuolatinės srovės šališkumą.
Bolometro grandinė gali būti išdėstyta mikrobangų lauke. Taigi radiacija gali būti absorbuojama per elementą, kad padidėtų jų temperatūra, ir keičia jų atsparumą.
Nelygybė atsiras priešinga kryptimi dėl atsparumo šalčiui. Taigi pusiausvyros sutrikimas sumažins osciliatoriaus išėjimą, kad tilto grandinė būtų subalansuota. Sumažintą grandinės galią galima išmatuoti elektroniniu voltmetras kad per osciliatorių jis parodytų padidėjusią galią. Ši galia gali būti absorbuota mikrobangų lauke per varžos elementą.
Bolometro tiltelyje daugiausia naudojami du elementai, kurie apima šiuos dalykus.
Barretter
„Barretter“ yra vienos rūšies viela, pagaminta iš metalo. Ši viela turi savybę, kuri yra teigiamas temperatūros koeficientas. Kai temperatūra padidėja, padidėja ir metalinės vielos temperatūra.
Termistorius
Termistorius yra vienos rūšies terminis rezistorius, kurį galima pagaminti iš puslaidininkinės medžiagos. Pagrindinė to savybė yra neigiamas temperatūros koeficientas, o tai reiškia, kad padidėjus temperatūrai, jų atsparumas sumažės.
Taigi, barretter yra labai jautri metalinė viela, palyginti su termistoriumi. Tai dažnai naudojama matuojant galią, kuri svyruoja nuo 0,01 iki 10 mW. Jei norite išmatuoti galingumą, viršijantį 10mW, naudojamas bolometro ir slopintuvo derinys.
Naujas bolometras
Naujieji bolometro įtaisai yra paprasti, greitesni ir taip pat apima daugiau bangos ilgių. Jie suprojektuoti laboratorijos sąlygomis ir naudojami visai energijai, perduodamai per priimamus elektromagnetinės spinduliuotės fotonus, matuoti. Ši spinduliuotė sklinda iš tolimų galaktikų ir yra radijo bangų, matomos šviesos, mikrobangų, kitaip spektro dalių, forma.
Nauji bolometrai, palyginti su tradiciniais, yra visiškai skirtingi, nes spinduliui sugerti ir padidėjusiai temperatūrai matuoti naudojami metalai. Yra keletas kitų bolometrų, kurie, remdamiesi medžiagos atomų vibracijomis, sumažina reakciją
Privalumai
Pagrindinis bolometro privalumai įtraukti šiuos dalykus.
- Šie prietaisai yra labai efektyvūs energijos skiriamosios gebos ir jautrumo atžvilgiu, palyginti su kitais konservatyviais dalelių detektoriais.
- Šiems instrumentams nereikia aušinimo, nes jie veikia kambario temperatūroje.
- Jie taip pat gali apskaičiuoti nejonizuojančius elementus, fotonus ir jonizuojančias daleles bei fotonus.
Programos
Majoras bolometro taikymai įtraukti šiuos dalykus.
- Bolometras yra ypač jautrus prietaisas, naudojamas elektromagnetinei spinduliuotei ar šilumai nustatyti.
- Naujos šio prietaiso programos yra termovizija, mokslinis darbas, nuotolinės aplinkos stebėjimas, saulės zondai ir THz ryšys.
- Jis naudojamas dalelių detektoriuose, šiluminėse kamerose, pirštų atspaudų skaitytuvuose, miško gaisrų aptikimo, paslėptų ginklų aptikimo, oro stebėjimo ir astronomijos srityse.
Šiuo metu dažnai naudojami modernūs bolometrai, nes prietaiso platiną galima pakeisti puslaidininkine juostele. Šis prietaisas turi daug atsparumo aukštai temperatūrai koeficientą, todėl prietaisas tampa jautresnis.
Taigi, viskas apie tai bolometro apžvalga ir alternatyvus šio prietaiso pavadinimas yra kalorimetras. Tai yra vienos rūšies detektorius, kuris dažniausiai naudojamas dalelėms ar radiacijai, taip pat naudojamas šviesai aptikti mm bangose ir tolimajame infraraudonajame spindulyje. Štai jums klausimas, kokie yra bolometro trūkumai?
