Amerykański naukowiec „Samuel P. Langley” wynalazł pierwszy bolometr w 1880 roku galwanometr jak również Most Wheatstone'a służy do generowania ugięcia. Tutaj generowane odchylenie może być proporcjonalne do natężenia promieniowania używanego przy niewielkich odchyleniach. Następny bolometr zawiera głównie 4-platynowe bramki, w których każda bramka jest zaprojektowana z sekwencją pasków. Układ tych pasków można wykonać w ramach ramion mostu oporowego. Kraty te znajdują się naprzeciw ramion mostu. Tak więc bolometr jest używany do pomiaru promieniowania, gdy temperatura czarnego metalowego paska końcowego wzrośnie w mostku oporowym. W tym artykule omówiono przegląd bolometru, pracy, obwodu, zalet i zastosowań.

“schemat obwodu kontrolera ładowania baterii słonecznej; ”

Co to jest bolometr?

Definicja: Przyrząd używany do wykrywania i pomiaru promieniowania mikrofalowego i ciepła jest znany jako bolometr. To urządzenie działa za pomocą wrażliwego na temperaturę elementu rezystancyjnego, w którym opór tego elementu zmieni się pod wpływem temperatury. Najczęściej używanymi elementami rezystancyjnymi są Barretter i Termistor . Szybkość, a także czułość tego urządzenia można zmieniać, zmieniając opór cieplny zarówno bolometru, jak i jego otoczenia. Ale zarówno czułość, jak i prędkość są odwrotnie proporcjonalne w kierunku oporu cieplnego. W konsekwencji czuły bolometr często działa wolno.

Bolometr działa

Bolometr zawiera część chłonną, która składa się z cienkiej warstwy metalu. Połączenie tej części można wykonać za pomocą zbiornika termicznego za pomocą łącznika termicznego. Gdy promieniowanie uderzy w część chłonną, jego temperatura będzie zmianą w temperaturze. Zatem w porównaniu z temperaturą zbiornika ta temperatura jest wysoka ze względu na pochłanianie promieniowania przez część pochłaniającą.

Cieplna stała czasowa własna może być równoważna stosunkowi pojemności cieplnej między elementem chłonnym, a także zbiornikiem. Dlatego zmiana temperatury jest mierzona bezpośrednio za pomocą rezystancyjnego termometru, który jest podłączony do części chłonnej. Czasami do obliczenia zmiany temperatury wykorzystuje się rezystancję części chłonnych.

Obwód bolometru

Schemat obwodu bolometru pokazano poniżej. Układ można wykonać w formie mostka, w którym jedno ramię zawiera czułe na temperaturę rezystor . Układ tego rezystora można wykonać w polu energii mikrofalowej, w którym można zmierzyć moc.

Obwód bolometru

Ten rezystor absorbuje mierzoną moc, ponieważ generuje w nim ciepło. To wytworzone ciepło może zmienić opór elementu. Zmianę rezystancji można zmierzyć za pomocą obwodu mostka.

Konstrukcję bolometru można wykonać przy użyciu kombinacji wzmacniacza różnicowego i oscylatorów. Jeśli obwód jest niezrównoważony, wtedy będzie oscylował. Element rezystancyjny w mierniku pochłonie moc w celu zrównoważenia obwodu. Tak więc obwód mostka można zrównoważyć, dostosowując odchylenie prądu stałego.

Obwód bolometru można umieścić w polu mikrofalowym. Tak więc promieniowanie może zostać pochłonięte przez element, aby podnieść jego temperaturę i spowodować zmianę ich rezystancji.

Nierówność wystąpi w odwrotnym kierunku z powodu oporu na zimno. Zatem moc wyjściowa oscylatora zostanie zmniejszona przez nierównowagę, aby zrównoważyć obwód mostka. Zmniejszoną moc w obwodzie można zmierzyć elektronicznie woltomierz tak, że wyświetla zwiększoną moc przez oscylator. Ta moc może być absorbowana w polu mikrofalowym poprzez element rezystancyjny.

Mostek bolometryczny wykorzystuje głównie dwa elementy, które obejmują następujące elementy.

Barretter

Barretter to jeden rodzaj drutu wykonanego z metalu. Ten drut ma właściwość będącą dodatnim współczynnikiem temperaturowym. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta również temperatura drutu metalowego.

Termistor

Termistor to jeden z rodzajów rezystorów termicznych, które można wykonać z materiału półprzewodnikowego. Główną cechą tego jest ujemny współczynnik temperaturowy, co oznacza, że wraz ze wzrostem temperatury ich rezystancja maleje.

Tak więc barretter jest bardzo wrażliwym metalowym drutem w porównaniu z termistorem. Jest to często używane do pomiaru mocy w zakresie od 0,01 do 10 mW. Aby zmierzyć moc powyżej 10 mW, należy użyć kombinacji bolometru i tłumika.

Nowy bolometr

Nowe urządzenia bolometryczne są proste, szybsze i obejmują również więcej długości fal. Są one zaprojektowane w warunkach laboratoryjnych i służą do pomiaru całej energii przenoszonej przez odebrane fotony promieniowania elektromagnetycznego. Promieniowanie to pochodzi z odległych galaktyk i ma postać fal radiowych, światła widzialnego, mikrofal, inaczej części widmowych.

Nowe bolometry są zupełnie inne niż tradycyjne bolometry, ponieważ wykorzystują metal do pochłaniania promieniowania, a także do pomiaru podwyższonej temperatury. Istnieją inne bolometry, które polegają na wibracjach atomów w materiale, aby zmniejszyć jego odpowiedź

Zalety

Główny zalety bolometru obejmują następujące elementy.

Instrumenty te są bardzo wydajne pod względem rozdzielczości energii i czułości w porównaniu z innymi konserwatywnymi detektorami cząstek.
Te instrumenty nie wymagają chłodzenia, ponieważ działają w temperaturze pokojowej.
Mogą również obliczyć pierwiastki niejonizujące, fotony oraz cząstki jonizujące i fotony.

Aplikacje

Głównym zastosowania bolometru obejmują następujące elementy.

Bolometr to niezwykle czułe urządzenie służące do wykrywania promieniowania elektromagnetycznego lub ciepła.
Pojawiające się zastosowania tego urządzenia to obrazowanie termiczne, nauka, monitorowanie zdalnego środowiska, sondy słoneczne i komunikacja THz.
Znajduje zastosowanie w detektorach cząstek, kamerach termowizyjnych, skanerach linii papilarnych, wykrywaniu pożarów lasów, wykrywaniu ukrytej broni, nadzorze powietrznym i zastosowaniach astronomicznych.

Obecnie często stosuje się nowoczesne bolometry, ponieważ platynę urządzenia można zastąpić paskiem półprzewodnikowym. To urządzenie ma znacznie wysoki współczynnik oporu temperaturowego, dzięki czemu urządzenie jest bardziej responsywne.

“do czego służy przetwornik ”

A więc o to chodzi przegląd bolometru a alternatywną nazwą tego urządzenia jest kalorymetr. Jest to jeden rodzaj detektora, który jest używany głównie do wykrywania cząstek lub promieniowania, a także do wykrywania światła w falach milimetrowych i dalekiej podczerwieni. Oto pytanie do Ciebie, jakie są wady bolometru?