Az amerikai tudós, nevezetesen „Samuel P. Langley”, 1880-ban találta ki az első bolométert. Mindkettő galvanométer valamint Wheatstone híd az alakváltozás előállítására szolgál. Itt keletkezett elhajlás arányos lehet az apró lehajlásokhoz használt sugárzási intenzitással. A következő bolométer főleg 4-platina kapukat tartalmaz, ahol az egyes kapuk sávok sorozatával vannak kialakítva. Ezeknek a szalagoknak az elrendezése az ellenállás hídkarjain belül végezhető el. Ezek a rácsok a hídkarokkal szemben helyezkednek el. Tehát a bolométer készüléket a sugárzás mérésére használják, ha a fekete végű fémcsík hőmérséklete megemelkedik az ellenállási hídban. Ez a cikk a bolométer, a munka, az áramkör, az előnyök és az alkalmazások áttekintését tárgyalja.
Mi a bolométer?
Meghatározás: A mikrohullámú sugárzás és hő kimutatására és mérésére használt műszert bolométernek nevezik. Ez az eszköz hőmérséklet-érzékeny rezisztív elem használatával működik, ahol az ellenállás ennek az elemnek a hőmérséklete megváltozik. A leggyakrabban használt rezisztív elemek a Barretter és Termisztor . Ennek a készüléknek a sebessége és érzékenysége megváltoztatható a bolométer hőellenállásának és környezetének megváltoztatásával. De mind az érzékenység, mind a sebesség fordítottan arányos a hőellenállás irányában. Következésképpen az érzékeny bolométer gyakran lassú.
Bolométer működik
A bolométer abszorpciós részt tartalmaz, amely enyhe fémrétegből áll. Ennek a résznek a csatlakoztatása hőtárolón keresztül, hőkapcsoló segítségével történhet. Amint a sugárzás eléri az abszorpciós részt, akkor a hőmérséklete a hőmérsékleten belül változik. Tehát a tározó hőmérsékletéhez képest ez a hőmérséklet magas, mivel az abszorpciós részt használó sugárzás abszorpciója van.
A belső hőmérséklet hőállandója egyenértékű lehet az abszorpciós elem és a tartály hőteljesítmény-arányával. Ezért a hőmérséklet-változást közvetlenül az abszorpciós részhez kapcsolt rezisztív hőmérőn keresztül mérik. Néha az abszorpciós alkatrészek ellenállását használják a hőmérséklet változásának kiszámításához.
Bolométer áramkör
A bolométer kapcsolási rajzát az alábbiakban mutatjuk be. Ennek elrendezése híd alakban történhet, ahol ennek egyik karja magában foglalja a hőmérséklet-érzékenyeket ellenállás . Az ellenállás elrendezése mikrohullámú energia mezőben végezhető, ahol a teljesítmény mérhető.
Bolométer áramkör
Ez az ellenállás elnyeli a mért teljesítményt, mert a hő benne keletkezik. Ez a keletkező hő megváltoztathatja egy elem ellenállását. Az ellenállás változását a híd áramkörrel lehet mérni.
A bolométer megépítése megtehető differenciálerősítő és oszcillátorok kombinációjával. Az egyik áramkör kiegyensúlyozatlan, akkor lengeni fog. A számlálóban lévő ellenálló elem elnyeli az áramkör kiegyensúlyozásához szükséges energiát. Tehát a híd áramköre kiegyenlíthető a DC előfeszítésének beállításával.
A bolométer áramköre elrendezhető a mikrohullámú mezőben. Tehát a sugárzás abszorbeálható az elemen keresztül, hogy növelje a hőmérsékletüket, és megváltoztatja az ellenállásukat.
Az egyenlőtlenség fordított irányban következik be a hideg ellenállás miatt. Tehát az oszcillátor kimenetét csökkenti az egyensúlyhiány, hogy a híd áramköre egyensúlyba kerüljön. Az áramkör csökkent teljesítménye az elektronikával mérhető voltmérő úgy, hogy a megnövekedett teljesítményt megjelenítse az oszcillátoron keresztül. Ez az erő a mikrohullámú mezőben felvehető az ellenálló elemen keresztül.
A bolométer híd két elemet használ, amelyek a következőket tartalmazzák.
Barretter
A Barretter egyfajta fémből készült huzal. Ennek a huzalnak pozitív hőmérsékleti együtthatóval rendelkezik. Ha a hőmérséklet emelkedik, akkor a fémhuzal hőmérséklete is megnő.
Termisztor
A termisztor egyfajta hőellenállás, amelyet félvezető anyaggal lehet előállítani. Ennek fő tulajdonsága a negatív hőmérsékleti együttható, ami azt jelenti, hogy ha a hőmérséklet emelkedik, akkor ellenállásuk csökken.
A barretter tehát nagyon érzékeny fémhuzal a termisztorhoz képest. Ezt gyakran használják a 0,01–10 mW közötti teljesítmény mérésére. A 10 mW feletti teljesítmény méréséhez a bolométer és a csillapító kombinációt kell használni.
Új bolométer
Az új bolométer készülékek egyszerűek, gyorsabbak, és több hullámhosszat is lefednek. Ezeket laboratóriumi körülmények között tervezték, és a befogadott elektromágneses sugárzás fotonjain keresztül átvitt teljes energia mérésére használják. Ez a sugárzás a távoli galaxisokból származik, és rádióhullámok, látható fény, mikrohullámok formájában különben spektrumrészeket képez.
Az új bolométerek teljesen különböznek a hagyományos bolométerektől, mivel fémeket használnak a sugárzás elnyelésére, valamint a megnövekedett hőmérséklet mérésére. Vannak más bolométerek, amelyek az anyagban lévő atomok rezgéseire támaszkodva csökkentik reakcióját
Előnyök
A fő a bolométer előnyei a következőket tartalmazzák.
- Ezek az eszközök nagyon hatékonyak az energia felbontása és az érzékenység szempontjából, összehasonlítva más konzervatív részecske-detektorokkal.
- Ezeknek a műszereknek nincs szükségük hűtésre, mert szobahőmérsékleten működnek.
- Számíthatnak nem ionizáló elemekre, fotonokra, ionizáló részecskékre és fotonokra is.
Alkalmazások
A polgármester a bolométer alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- A bolométer egy rendkívül érzékeny eszköz, amelyet elektromágneses sugárzás vagy hő detektálására használnak.
- Ennek az eszköznek az új alkalmazásai a hőképalkotás, a tudományos kutatás, a távoli környezet monitorozása, napelemes szondák és a THz kommunikáció.
- Részecske-detektorokban, hőkamerákban, ujjlenyomat-leolvasókban, erdőtűz-észlelésben, rejtett fegyverek észlelésében, légi megfigyelésben és csillagászati alkalmazásokban használják.
Jelenleg gyakran használják a korszerű bolométereket, mivel az eszköz platináját félvezető szalaggal lehet helyettesíteni. Ez az eszköz sokkal magas hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkezik, így jobban reagál.
Így erről van szó egy bolométer áttekintése és ennek az eszköznek egy másik neve a kaloriméter. Ez egyfajta detektor, amelyet főleg részecskék vagy sugárzás esetén használnak, valamint a fény detektálására mm hullámokban és a távoli infravörös sugarakban. Itt van egy kérdés az Ön számára, milyen hátrányai vannak a bolométernek?
