Co je to Bolometer: Okruh a jeho fungování

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Americký vědec, jmenovitě „Samuel P. Langley“, byl vynalezen prvním bolometrem v roce 1880. Oba galvanometr stejně jako Wheatstoneův most se používá ke generování průhybu. Zde generovaný průhyb může být úměrný intenzitě záření použitého pro malé průhyby. Další bolometer zahrnuje hlavně 4-platinové vtoky, kde každá brána je navržena se sledem pásů. Uspořádání těchto pásů lze provést uvnitř ramen odporového můstku. Tyto rošty jsou umístěny naproti ramenům mostu. Zařízení bolometru se tedy používá k měření záření, jakmile se teplota černého koncového kovového pásu zvýší v odporovém můstku. Tento článek pojednává o přehledu bolometru, fungování, obvodu, výhodách a aplikacích.

Co je Bolometer?

Definice: Přístroj, který se používá k detekci i měření záření a tepla mikrovlnné energie, je znám jako bolometr. Toto zařízení pracuje s použitím teplotně citlivého odporového prvku, kde odpor tohoto prvku se bude během teploty měnit. Nejčastěji používanými odporovými prvky jsou Barretter a Termistor . Rychlost a citlivost tohoto zařízení lze změnit změnou tepelného odporu v bolometru i jeho prostředí. Citlivost i rychlost jsou však nepřímo úměrné směru tepelného odporu. Citlivý bolometr je proto často pomalý.




Bolometer pracuje

Bolometer zahrnuje absorpční část, která je tvořena mírnou kovovou vrstvou. Připojení této části lze provést pomocí tepelného zásobníku pomocí tepelného spojení. Jakmile záření zasáhne absorpční část, bude její teplota změnou teploty. Takže ve srovnání s teplotou nádrže je tato teplota vysoká kvůli absorpci záření pomocí absorpční části.

Tepelná časová konstanta vnitřní může být ekvivalentní poměru tepelné kapacity mezi absorpčním prvkem a zásobníkem. Proto se změna teploty měří přímo přes odporový teploměr, který je připojen k absorpční části. Někdy se pro výpočet změny teploty používá odpor absorpčních částí.



Bolometrový obvod

Schéma schématu bolometru je uvedeno níže. Toto uspořádání může být provedeno ve formě můstku, kde jedno jeho rameno zahrnuje teplotně citlivé odpor . Uspořádání tohoto rezistoru lze provést v poli mikrovlnné energie, kde lze měřit výkon.

Bolometrový obvod

Bolometrový obvod

Tento rezistor absorbuje sílu měřené veličiny, protože se v ní vytváří teplo. Toto generované teplo může změnit odpor prvku. Změnu odporu lze měřit můstkovým obvodem.


Konstrukci bolometru lze provést pomocí kombinace diferenciálního zesilovače a oscilátorů. Jeden obvod je nevyvážený, pak bude oscilovat. Odporový prvek v měřiči absorbuje energii, aby se obvod vyrovnal. Takže můstkový obvod lze vyvážit úpravou stejnosměrného předpětí.

Obvod bolometru lze uspořádat v mikrovlnném poli. Takže záření může být absorbováno prvkem, aby se zvýšila jeho teplota a došlo ke změně jejich odporu.

Nerovnost nastane v opačném směru kvůli odporu za studena. Takže výstup oscilátoru bude snížen o nevyváženost, aby se dosáhlo vyvážení můstkového obvodu. Snížený výkon v obvodu lze měřit elektronikou voltmetr takže zobrazuje zvýšený výkon přes oscilátor. Tato energie může být absorbována v mikrovlnném poli přes odporový prvek.

Bolometrový most využívá hlavně dva prvky, které zahrnují následující.

Barretter

Barretter je jeden druh drátu vyrobeného z kovu. Tento vodič má vlastnost, která je kladným teplotním koeficientem. Jakmile se teplota zvýší, zvýší se také teplota kovového drátu.

Termistor

Termistor je jeden druh tepelného odporu, který lze vyrobit z polovodičového materiálu. Hlavní vlastností je záporný teplotní koeficient, což znamená, že jakmile se teplota zvýší, jejich odpor se sníží.

Barretter je tedy ve srovnání s termistorem velmi citlivý kovový drát. To se často používá k měření výkonu, který se pohybuje od 0,01 do 10 mW. K měření výkonu nad 10 mW se použije kombinace bolometru a útlumového článku.

Nový bolometr

Nová zařízení bolometru jsou jednoduchá, rychlejší a pokrývají i více vlnových délek. Ty jsou navrženy za laboratorních podmínek a používají se k měření celé energie, která je přenášena přijímanými fotony elektromagnetického záření. Toto záření pochází ze vzdálených galaxií a je ve formě rádiových vln, viditelného světla, mikrovln nebo jinak částí spektra.

Nové bolometry jsou zcela odlišné ve srovnání s tradičními bolometry, protože používají kov k absorpci záření i k měření zvýšené teploty. Existuje několik dalších bolometrů, které spoléhají na vibrace atomů v materiálu, aby snížily jeho odezvu

Výhody

Hlavní výhody bolometru zahrnout následující.

  • Tyto přístroje jsou velmi účinné z hlediska rozlišení energie a citlivosti ve srovnání s jinými konzervativními detektory částic.
  • Tyto nástroje nepotřebují chlazení, protože fungují při pokojové teplotě.
  • Mohou také vypočítat neionizující prvky, fotony a ionizující částice a fotony.

Aplikace

Hlavní aplikace bolometru zahrnout následující.

  • Bolometer je extrémně citlivé zařízení používané k detekci elektromagnetického záření nebo tepla.
  • Rozvíjejícími se aplikacemi tohoto zařízení jsou termální zobrazování, vědecké, monitorování vzdáleného prostředí, solární sondy a THz komunikace.
  • Používá se v detektorech částic, termálních kamerách, skenerech otisků prstů, detekci lesních požárů, detekci skrytých zbraní, leteckém dohledu a astronomických aplikacích.

V současné době se často používají moderní bolometry, protože platinu zařízení lze nahradit polovodičovým proužkem. Toto zařízení má mnohem vyšší teplotní koeficient odporu, díky kterému je zařízení citlivější.

O toto tedy jde přehled bolometru a alternativní název tohoto zařízení je kalorimetr. Jedná se o jeden druh detektoru, který se používá hlavně pro částice nebo záření a také pro detekci světla ve vlnách mm a ve vzdálené infračervené oblasti. Zde je otázka, jaké jsou nevýhody bolometru?