Mikä on bolometri: piiri ja sen toiminta

Mikä on bolometri: piiri ja sen toiminta

Amerikkalainen tiedemies, nimittäin 'Samuel P. Langley', keksittiin ensimmäinen bolometri vuonna 1880. Molemmat galvanometri yhtä hyvin kuin Wheatstonen silta käytetään tuottamaan taipuma. Tässä syntyvä taipuma voi olla verrannollinen pieniin taipumiin käytettyyn säteilyintensiteettiin. Seuraava bolometri sisältää pääasiassa 4-platinaa olevat portit, joissa jokainen portti on suunniteltu sarjana nauhoja. Näiden nauhojen järjestely voidaan tehdä vastusillan varsiin. Nämä ritilät sijaitsevat vastapäätä siltavarsi. Joten bolometrilaitetta käytetään säteilyn mittaamiseen, kun mustan pään metallinauhan lämpötila nousee vastussillassa. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskuvaa bolometristä, toiminnasta, piiristä, eduista ja sovelluksista.



Mikä on bolometri?

Määritelmä: Instrumentti, jota käytetään sekä mikroaaltosäteilyn ja -lämmön havaitsemiseen että mittaamiseen, tunnetaan bolometrinä. Tämä laite toimii lämpötilaherkällä resistiivisellä elementillä vastustus Tämän elementin lämpötila muuttuu lämpötilan läpi. Yleisimmin käytetyt resistiiviset elementit ovat Barretter ja Termistori . Tämän laitteen nopeutta ja herkkyyttä voidaan muuttaa muuttamalla bolometrin lämpövastusta ja sen ympäristöä. Mutta sekä herkkyys että nopeus ovat käänteisesti verrannollisia lämpövastuksen suuntaan. Näin ollen herkkä bolometri on usein hidasta.


Bolometri toimii

Bolometri sisältää absorboivan osan, joka koostuu pienestä metallikerroksesta. Tämän osan liitäntä voidaan tehdä lämpösäiliön kautta lämpölinkin avulla. Kun säteily osuu absorboivaan osaan, sen lämpötila muuttuu lämpötilassa. Joten verrattuna säiliön lämpötilaan tämä lämpötila on korkea, koska absorboivaa osaa käyttävä säteily absorboituu.





Luontaisen lämpötilan aikavakio voi olla yhtä suuri kuin absorboivan elementin ja säiliön lämpökapasiteettisuhde. Siksi lämpötilan muutos mitataan suoraan resistiivisen lämpömittarin kautta, joka on kytketty absorboivaan osaan. Joskus absorboivien osien resistanssia käytetään laskemaan lämpötilan muutos.

Bolometripiiri

Bolometrin kytkentäkaavio on esitetty alla. Tämän järjestely voidaan tehdä siltamuodossa, jossa tämän yksi varsi sisältää lämpötilaherkän vastus . Tämän vastuksen järjestely voidaan tehdä mikroaaltouunin energiakentässä, jossa teho voidaan mitata.



Bolometripiiri

Bolometripiiri

Tämä vastus absorboi mitatun tehon, koska lämpö syntyy siinä. Tämä syntyvä lämpö voi muuttaa elementin vastusta. Vastuksen muutos voidaan mitata siltapiirillä.


Bolometrin rakentaminen voidaan tehdä käyttämällä differentiaalivahvistimen ja oskillaattoreiden yhdistelmää. Yksi piiri on epätasapainossa, niin se värähtelee. Mittarin resistiivinen elementti absorboi tehon piirin tasapainottamiseksi. Joten siltapiiri voidaan tasapainottaa säätämällä DC-esijännitettä.

Bolometripiiri voidaan järjestää mikroaaltokenttään. Joten säteily voidaan absorboida elementin läpi niiden lämpötilan nostamiseksi ja aiheuttaa muutoksen niiden vastuksessa.

Eriarvoisuus tapahtuu päinvastaisessa suunnassa kylmävastuksen takia. Joten epätasapaino vähentää oskillaattorin lähtöä siltapiirin tasapainon aikaansaamiseksi. Piirin alentunut teho voidaan mitata elektroniikalla voltimittari niin, että se näyttää lisääntyneen tehon oskillaattorin kautta. Tämä teho voidaan absorboida mikroaaltokentässä resistiivisen elementin kautta.

Bolometrisillassa käytetään pääasiassa kahta elementtiä, jotka sisältävät seuraavat.

Barretter

Barretter on eräänlainen metallilanka. Tällä langalla on ominaisuus, joka on positiivinen lämpötilakerroin. Kun lämpötila nousee, metallilangan lämpötila myös nousee.

Termistori

Termistori on eräänlainen lämpövastus, joka voidaan valmistaa puolijohdemateriaalilla. Tämän tärkein ominaisuus on negatiivinen lämpötilakerroin, mikä tarkoittaa, että kun lämpötila nousee, niiden vastus pienenee.

Joten, barretter on erittäin herkkä metallilanka termistoriin verrattuna. Tätä käytetään usein tehon mittaamiseen, joka vaihtelee välillä 0,01 - 10 mW. 10 mW: n yläpuolella olevan tehon mittaamiseksi käytetään sitten bolometriä ja vaimenninyhdistelmää.

Uusi bolometri

Uudet bolometrilaitteet ovat yksinkertaisia, nopeampia ja kattavat myös enemmän aallonpituuksia. Ne on suunniteltu laboratorio-olosuhteissa ja niitä käytetään mittaamaan vastaanotetun sähkömagneettisen säteilyn fotonien läpi kulkeva koko energia. Tämä säteily tulee kaukaisista galakseista ja on radioaaltojen, näkyvän valon, mikroaaltojen muodossa, muuten spektriosina.

Uudet bolometrit ovat täysin erilaisia ​​verrattuna perinteisiin bolometreihin, koska niissä käytetään metallia säteilyn absorbointiin ja lämpötilan nousun mittaamiseen. On joitain muita bolometrejä, jotka luottavat materiaalin atomien värähtelyihin vähentääkseen materiaalin vastetta

Edut

Pää bolometrin edut Sisällytä seuraavat.

  • Nämä instrumentit ovat erittäin tehokkaita energian erottelun ja herkkyyden suhteen verrattuna muihin konservatiivisiin hiukkasilmaisimiin.
  • Näitä instrumentteja ei tarvitse jäähdyttää, koska ne toimivat huoneen lämpötilassa.
  • He voivat myös laskea ionisoimattomat elementit, fotonit ja ionisoivat hiukkaset ja fotonit.

Sovellukset

Majuri bolometrin sovellukset Sisällytä seuraavat.

  • Bolometri on erittäin herkkä laite, jota käytetään sähkömagneettisen säteilyn tai lämmön havaitsemiseen.
  • Tämän laitteen uusia sovelluksia ovat lämpökuvaus, tieteellinen, etäympäristön valvonta, aurinkoanturit ja THz-tiedonsiirto.
  • Sitä käytetään hiukkasilmaisimissa, lämpökameroissa, sormenjälkitunnistimissa, metsäpalojen havaitsemisessa, piilotettujen aseiden havaitsemisessa, ilmavalvonnassa ja tähtitieteellisissä sovelluksissa.

Tällä hetkellä käytetään usein moderneja bolometrejä, koska laitteen platina voidaan korvata puolijohdinauhalla. Tällä laitteella on paljon korkean lämpötilan vastuskerroin, joten se tekee laitteesta herkempiä.

Näin ollen kyse on kaikesta yleiskatsaus bolometristä ja tämän laitteen vaihtoehtoinen nimi on kalorimetri. Tämä on eräänlainen ilmaisin, jota käytetään pääasiassa hiukkasille tai säteilylle ja jota käytetään myös valon havaitsemiseen mm: n aalloissa ja infrapunassa. Tässä on kysymys sinulle, mitkä ovat bolometrin haitat?