Den amerikanska forskaren 'Samuel P. Langley' uppfanns den första bolometern år 1880. Båda galvanometer såväl som Wheatstone bridge används för att generera en avböjning. Här kan genererad avböjning vara proportionell mot den strålningsintensitet som används för små avböjningar. Nästa bolometer innehåller huvudsakligen 4-platinagatningar där varje grind är utformad med en sekvens av remsor. Arrangemanget av dessa remsor kan göras inom motståndsbroarmarna. Dessa galler är placerade mittemot broarmarna. Så bolometeranordningen används för att mäta strålning när temperaturen på en metallremsa i svart ände höjs i motståndsbroen. Den här artikeln diskuterar en översikt av en bolometer, arbete, krets, fördelar och applikationer.
Vad är bolometer?
Definition: Ett instrument som används för att detektera och mäta mikrovågsstrålning och värme kallas en bolometer. Enheten fungerar med ett temperaturkänsligt resistivt element där motståndet av detta element kommer att förändras genom temperaturen. De mest använda resistiva elementen är Barretter och Termistor . Hastigheten, liksom känsligheten hos denna anordning, kan ändras genom att ändra det termiska motståndet mellan bolometern och dess omgivning. Men både känsligheten och hastigheten är omvänt proportionell i riktningen mot termiskt motstånd. Följaktligen är känslig bolometer ofta långsam.
Bolometer arbetar
En bolometer innehåller en absorberande del som består av ett lätt metallskikt. Anslutningen av denna del kan ske via en termisk behållare med hjälp av en termisk länk. När strålning träffar den absorberande delen kommer dess temperatur att förändras inom temperaturen. Så jämfört med behållartemperaturen är denna temperatur hög på grund av strålningsabsorptionen med den absorberande delen.
Den inneboende termiska tidskonstanten kan motsvara värmekapacitetsförhållandet mellan det absorberande elementet såväl som behållaren. Därför mäts temperaturförändringen direkt genom en resistiv termometer som är ansluten till den absorberande delen. Ibland används den absorberande delmotståndet för att beräkna temperaturförändringen.
Bolometerkrets
Bolometerns kretsschema visas nedan. Arrangemanget av detta kan göras i bryggform, där en arm av detta inkluderar det temperaturkänsliga motstånd . Arrangemanget av detta motstånd kan göras i ett mikrovågsenergifält där effekten kan mätas.
Bolometerkrets
Detta motstånd absorberar mätkraften eftersom värmen genereras i den. Denna genererade värme kan förändra motståndet hos ett element. Förändringen i motstånd kan mätas med bryggkretsen.
Konstruktionen av en bolometer kan göras med kombinationen av en differentialförstärkare och oscillatorer. En krets är obalanserad då kommer den att svänga. Det resistiva elementet i mätaren absorberar kraften för att få kretsen balanserad. Så bryggkretsen kan balanseras genom att justera DC-förspänningen.
Bolometerkretsen kan ordnas inom mikrovågsfältet. Så strålningen kan absorberas genom elementet för att öka deras temperatur och orsaka en förändring i deras motstånd.
Ojämlikheten kommer att ske i omvänd riktning på grund av kylmotståndet. Så oscillatorutgången kommer att minskas av obalansen för att balansera bryggkretsen. Den reducerade effekten i kretsen kan mätas av det elektroniska voltmeter så att den visar den ökade effekten genom oscillatorn. Denna kraft kan absorberas i mikrovågsfältet genom det resistiva elementet.
Bolometerbroen använder huvudsakligen två element som inkluderar följande.
Barretter
Barretter är en typ av tråd gjord av metall. Denna tråd har en egenskap som är en positiv temperaturkoefficient. När temperaturen har ökat ökar också metalltrådstemperaturen.
Termistor
En termistor är en typ av termiskt motstånd som kan tillverkas med ett halvledarmaterial. Huvudegenskapen för detta är en negativ temperaturkoefficient vilket innebär att när temperaturen ökar kommer deras motstånd att minskas.
Så, barretter är en mycket känslig metalltråd jämfört med en termistor. Detta används ofta för att mäta effekten som sträcker sig från 0,01 - 10 mW. För att mäta effekten som är över 10 mW används bolometern och dämparens kombination.
Ny bolometer
De nya bolometeranordningarna är enkla, snabbare och täcker också fler våglängder. Dessa är designade under laboratorieförhållandena och används för att mäta hela energin som transporteras genom de mottagna fotometerna för elektromagnetisk strålning. Denna strålning kommer från de avlägsna galaxerna och är i form av radiovågor, synligt ljus, mikrovågor annars spektrumdelar.
Nya bolometrar är helt annorlunda jämfört med traditionella bolometrar eftersom de använder metall för att absorbera strålningen samt för att mäta den ökade temperaturen. Det finns några andra bolometrar som förlitar sig på atommers vibrationer i ett material för att minska dess svar
Fördelar
Den huvudsakliga fördelarna med bolometern inkluderar följande.
- Dessa instrument är mycket effektiva när det gäller upplösning av energi och känslighet jämfört med andra konservativa partikeldetektorer.
- Dessa instrument behöver inte kylas eftersom de fungerar vid rumstemperatur.
- De kan också beräkna icke-joniserande element, fotoner och joniserande partiklar och fotoner.
Applikationer
Majoren tillämpningar av bolometern inkluderar följande.
- En bolometer är en extremt känslig anordning som används för att detektera elektromagnetisk strålning eller värme.
- Nya applikationer för denna enhet är termisk avbildning, vetenskaplig, övervakning av fjärrmiljön, solprober och THz-kommunikation.
- Den används i partikeldetektorer, termiska kameror, fingeravtrycksavläsare, upptäckt av brandbränder, upptäckt av vapen, luftövervakning och astronomiska applikationer.
För närvarande används ofta moderna bolometrar, eftersom platinan i enheten kan ersättas med en halvledarremsa. Enheten har en mycket hög temperatur motståndskoefficient så att den gör enheten mer lyhörd.
Således handlar det här om en översikt över en bolometer och ett alternativt namn på denna enhet är kalorimetern. Detta är en typ av detektor som huvudsakligen används för partiklar eller strålning och också används för att detektera ljus i mm-vågor och långt infraröd. Här är en fråga till dig, vilka nackdelar har en bolometer?
