Ameerika teadlane nimelt “Samuel P. Langley” leiutas esimese bolomeetri aastal 1880. Mõlemad galvanomeeter sama hästi kui Wheatstone'i sild kasutatakse läbipainde tekitamiseks. Siin genereeritud läbipaine võib olla proportsionaalne väikeste läbipaine jaoks kasutatud kiirguse intensiivsusega. Järgmine bolomeeter sisaldab peamiselt 4-plaatina väravaid, kus iga värav on kujundatud ribade järjestusega. Nende ribade paigutuse saab teha vastupanusilla harudes. Need restid asuvad sillatugede vastas. Niisiis kasutatakse bolomeetri seadet kiirguse mõõtmiseks, kui musta otsa metallriba temperatuur tõuseb vastupanusillas. Selles artiklis käsitletakse bolomeetri, töö, vooluringi, eeliste ja rakenduste ülevaadet.
Mis on boolomeeter?
Definitsioon: Instrumenti, mida kasutatakse mikrolaineahju kiirguse ja kuumuse tuvastamiseks ja mõõtmiseks, nimetatakse bolomeetriks. See seade töötab temperatuuritundliku takistuselemendi abil vastupanu selle elemendi temperatuur muutub. Kõige sagedamini kasutatakse takistavaid elemente Barretter ja Termistor . Kiirust ja selle seadme tundlikkust saab muuta, muutes nii bolomeetri kui ka selle keskkonna soojustakistust. Kuid nii tundlikkus kui ka kiirus on soojustakistuse suunas pöördvõrdelised. Seetõttu on tundlik bolomeeter sageli aeglane.
Bolomeeter töötab
Boltomeeter sisaldab neelduvat osa, mis koosneb kergest metallkihist. Selle osa ühendamine toimub termilise reservuaari kaudu termilise lingi abil. Kui kiirgus tabab neelavat osa, muutub selle temperatuur temperatuuri muutuseks. Seega on see temperatuur reservuaari temperatuuriga võrreldes kõrge, kuna neelduvat osa kasutav kiirgus neeldub.
Sisemise termilise ajakonstant võib olla ekvivalentne absorptsioonielemendi ja reservuaari soojusmahtuvuse suhtega. Seetõttu mõõdetakse temperatuuri muutust otse läbi takistusliku termomeetri, mis on ühendatud absorbeeriva osaga. Mõnikord kasutatakse temperatuuri muutuse arvutamiseks neelduvate osade takistust.
Bolomeetri ahel
Bolomeetri lülitusskeem on toodud allpool. Selle saab korraldada sillavormis, kus selle üks haru hõlmab temperatuuritundlikku takisti . Selle takisti võib paigutada mikrolaineahju energiaväljale, kus saab mõõta võimsust.
Bolomeetri ahel
See takisti neelab mõõdetava võimsuse, kuna selles tekib soojus. See tekitatud soojus võib muuta elemendi takistust. Takistuse muutust saab mõõta sildahelaga.
Boltomeetri ehitamiseks saab kasutada diferentsiaalvõimendi ja ostsillaatorite kombinatsiooni. Üks vooluahel on tasakaalustamata, siis see kõigub. Arvesti takistuslik element neelab vooluahela tasakaalustamiseks jõudu. Nii et sildahelat saab tasakaalustada, reguleerides alalisvoolu eelarvamust.
Boolomeetri vooluahelat saab korraldada mikrolaineväljas. Seega saab kiirgust elementi kaudu neelata, et tõsta nende temperatuuri ja see muudab nende takistuse muutuse.
Ebavõrdsus ilmneb külmakindluse tõttu vastupidises suunas. Niisiis vähendatakse tasakaalustamatuse tõttu ostsillaatori väljundit, et silla vooluahel tasakaalustataks. Vähendatud võimsust vooluahelas saab mõõta elektroonikaga voltmeeter nii et see näitab ostsillaatori kaudu suurenenud võimsust. Selle jõu saab mikrolaineahjus neelata takistuselemendi kaudu.
Boltomeetri sillal kasutatakse peamiselt kahte elementi, mis sisaldavad järgmist.
Barretter
Barretter on ühte tüüpi metalltraat. Sellel traadil on omadus, mis on positiivne temperatuurikoefitsient. Kui temperatuur tõuseb, tõuseb ka metalltraadi temperatuur.
Termistor
Termistor on ühte tüüpi termotakisti, mida saab valmistada pooljuhtmaterjaliga. Selle peamine omadus on negatiivne temperatuurikoefitsient, mis tähendab, et kui temperatuur tõuseb, väheneb nende takistus.
Niisiis, barretter on termistoriga võrreldes väga tundlik metalltraat. Seda kasutatakse sageli võimsuse vahemikus 0,01–10 mW. 10mW ületava võimsuse mõõtmiseks kasutatakse bolomeetri ja summutaja kombinatsiooni.
Uus boolomeeter
Uued boolomeetri seadmed on lihtsad, kiiremad ja hõlmavad ka rohkem lainepikkusi. Need on kavandatud laboritingimustes ja neid kasutatakse kogu vastuvõetud elektromagnetkiirguse footonite kaudu kantava energia mõõtmiseks. See kiirgus pärineb kaugetest galaktikatest ja on raadiolainete, nähtava valguse, mikrolainete, muidu spektriosade kujul.
Uued bolomeetrid on traditsiooniliste bolomeetritega võrreldes täiesti erinevad, kuna neis kasutatakse metalli nii kiirguse neelamiseks kui ka kõrgendatud temperatuuri mõõtmiseks. On veel mõningaid bolomeetreid, mis toetuvad materjali reaktsioonide vähendamiseks aatomite vibratsioonil
Eelised
Peamine bolomeetri eelised sisaldama järgmist.
- Need instrumendid on energia eraldusvõime ja tundlikkuse osas väga tõhusad võrreldes teiste konservatiivsete osakeste detektoritega.
- Need instrumendid ei vaja jahutamist, kuna need toimivad toatemperatuuril.
- Nad saavad arvutada ka mitteioniseerivaid elemente, footoneid ning ioniseerivaid osakesi ja footoneid.
Rakendused
Major bolomeetri rakendused sisaldama järgmist.
- Boltomeeter on äärmiselt tundlik seade, mida kasutatakse elektromagnetilise kiirguse või kuumuse tuvastamiseks.
- Selle seadme uued rakendused on termograafia, teadus, kaugkeskkonna jälgimine, päikeseproovid ja THz-side.
- Seda kasutatakse osakeste detektorites, termokaamerates, sõrmejälgede skannerites, metsatulekahjude tuvastamisel, varjatud relvade avastamisel, õhuseires ja astronoomilistes rakendustes.
Praegu kasutatakse tänapäevaseid bolomeetreid sageli, sest seadme plaatina saab asendada pooljuhtribaga. Sellel seadmel on palju kõrge temperatuuri takistustegur, nii et see muudab seadme tundlikumaks.
Seega on see kõik ülevaade bolomeetrist ja selle seadme alternatiivne nimi on kalorimeeter. See on ühte tüüpi detektor, mida kasutatakse peamiselt osakeste või kiirguse jaoks ning mida kasutatakse ka valguse tuvastamiseks mm lainetes ja kaug-infrapuna kiirguses. Siin on teile küsimus, millised on bolomeetri puudused?
