Den amerikanske videnskabsmand, nemlig 'Samuel P. Langley' blev opfundet det første bolometer i år 1880. Begge galvanometer såvel som Wheatstone bro bruges til at generere en afbøjning. Her kan genereret afbøjning være proportional med den strålingsintensitet, der anvendes til små afbøjninger. Det næste bolometer inkluderer hovedsageligt 4-platin-gatings, hvor hver gate er designet med en række strimler. Arrangementet af disse strimler kan udføres inden for modstandsbroerne. Disse gitre er placeret modsat broarmene. Så bolometer-enheden bruges til at måle stråling, når temperaturen i en sort ende metalstrimmel stiger i modstandsbroen. Denne artikel diskuterer et overblik over et bolometer, arbejde, kredsløb, fordele og applikationer.
Hvad er bolometer?
Definition: Et instrument, der bruges til at detektere såvel som at måle mikrobølgeovnenergistråling og -varme er kendt som et bolometer. Denne enhed fungerer ved hjælp af et temperaturfølsomt resistivt element, hvor modstanden af dette element vil ændre sig gennem temperaturen. De mest anvendte resistive elementer er Barretter og Termistor . Hastigheden såvel som følsomheden af denne enhed kan ændres ved at ændre den termiske modstand mellem bolometeret og dets omgivelser. Men både følsomheden og hastigheden er omvendt proportional i retning af den termiske modstand. Følsomt bolometer er derfor ofte langsomt.
Bolometer arbejder
Et bolometer inkluderer en absorberende del, der består af et let metallag. Forbindelsen af denne del kan ske gennem et termisk reservoir ved hjælp af et termisk link. Når stråling når den absorberende del, vil dens temperatur være en ændring inden for temperaturen. Så sammenlignet med reservoirets temperatur er denne temperatur høj på grund af strålingsabsorptionen ved hjælp af den absorberende del.
Den iboende termiske tidskonstant kan svare til varmekapacitetsforholdet mellem det absorberende element såvel som reservoiret. Derfor måles temperaturændringen direkte gennem et resistivt termometer, der er forbundet til den absorberende del. Undertiden bruges den absorberende deles modstand til beregning af temperaturændringen.
Bolometer kredsløb
Bolometer-kredsløbsdiagrammet er vist nedenfor. Arrangementet af dette kan gøres i broform, hvor den ene arm af dette inkluderer den temperaturfølsomme modstand . Arrangementet af denne modstand kan ske i et mikrobølgeenergifelt, hvor effekten kan måles.
Bolometer kredsløb
Denne modstand absorberer målestrømmen, fordi varmen genereres inden i den. Denne genererede varme kan ændre modstanden i et element. Ændringen i modstand kan måles ved brokredsen.
Konstruktionen af et bolometer kan udføres ved hjælp af kombinationen af en differensforstærker og oscillatorer. Én kredsløbet er ubalanceret, så svinger det. Det resistive element i måleren absorberer kraften for at få kredsløbet afbalanceret. Så brokredsen kan afbalanceres ved at justere DC-bias.
Bolometerkredsløbet kan arrangeres inden for mikrobølgefeltet. Så strålingen kan absorberes gennem elementet for at øge deres temperatur og forårsage en ændring i deres modstand.
Uligheden opstår i omvendt retning på grund af kold modstand. Så oscillatorudgangen reduceres af ubalancen for at gøre brokredsløbet balance. Den reducerede effekt i kredsløbet kan måles af det elektroniske voltmeter så den viser den øgede effekt gennem oscillatoren. Denne kraft kan absorberes i mikrobølgefeltet gennem det resistive element.
Bolometerbroen bruger hovedsageligt to elementer, der inkluderer følgende.
Barretter
Barretter er en slags ledning lavet af metal. Denne ledning har en egenskab, der er en positiv temperaturkoefficient. Når først temperaturen stiger, stiger også metaltrådstemperaturen.
Termistor
En termistor er en slags termisk modstand, der kan fremstilles med et halvledermateriale. Hovedegenskaben ved dette er en negativ temperaturkoefficient, hvilket betyder, at når temperaturen stiger, reduceres deres modstand.
Så barretter er en meget følsom metaltråd sammenlignet med en termistor. Dette bruges ofte til at måle effekten, der varierer fra 0,01 - 10 mW. For at måle effekten, der er over 10 mW, anvendes bolometeret og dæmpningskombinationen.
Nyt bolometer
De nye bolometer-enheder er enkle, hurtigere og dækker også flere bølgelængder. Disse er designet under laboratorieforholdene og bruges til at måle hele energien, der transporteres gennem de modtagne elektromagnetiske strålingsfotoner. Denne stråling kommer fra de fjerne galakser og er i form af radiobølger, synligt lys, mikrobølger ellers spektrumdele.
Nye bolometre er helt forskellige sammenlignet med traditionelle bolometre, fordi de bruger metal til at absorbere strålingen samt til at måle den øgede temperatur. Der er nogle andre bolometre, der er afhængige af atommers vibrationer i et materiale for at reducere dets respons
Fordele
Det vigtigste fordelene ved bolometeret inkluderer følgende.
- Disse instrumenter er meget effektive med hensyn til opløsning af energi og følsomhed sammenlignet med andre konservative partikeldetektorer.
- Disse instrumenter har ikke brug for køling, fordi de fungerer ved stuetemperatur.
- De kan også beregne ikke-ioniserende elementer, fotoner og ioniserende partikler og fotoner.
Ansøgninger
Majoren anvendelser af bolometeret inkluderer følgende.
- Et bolometer er en ekstremt følsom enhed, der bruges til at detektere elektromagnetisk stråling eller varme.
- Emerging applikationer af denne enhed er termisk billeddannelse, videnskabelig, overvågning af fjernmiljøet, solprober og THz-kommunikation.
- Det bruges i partikeldetektorer, termiske kameraer, fingeraftryksscannere, detektion af skovbrande, afsløring af skjulte våben, luftovervågning og astronomiske applikationer.
På nuværende tidspunkt bruges moderne bolometre ofte, fordi enhedens platin kan erstattes af en halvlederstrimmel. Denne enhed har en meget høj temperatur-modstandskoefficient, så den gør enheden mere lydhør.
Således handler det hele om en oversigt over et bolometer og et alternativt navn på denne enhed er kalorimeteret. Dette er en slags detektor, der primært bruges til partikler eller stråling og også bruges til at detektere lys i mm-bølger og langt infrarødt. Her er et spørgsmål til dig, hvad er ulemperne ved et bolometer?
