De Amerikaanse wetenschapper namelijk 'Samuel P. Langley' vond de eerste bolometer uit in het jaar 1880. Zowel de galvanometer net zoals Wheatstone-brug wordt gebruikt om een afbuiging te genereren. Hier gegenereerde afbuiging kan evenredig zijn met de stralingsintensiteit die wordt gebruikt voor kleine afbuigingen. De volgende bolometer bevat voornamelijk 4-platina gaten, waarbij elke poort is ontworpen met een reeks strips. De plaatsing van deze strips kan worden gedaan binnen de weerstandsbrugarmen. Deze roosters bevinden zich tegenover de brugarmen. Het bolometerapparaat wordt dus gebruikt om straling te meten zodra de temperatuur van een zwarte metalen strip in de weerstandsbrug stijgt. Dit artikel bespreekt een overzicht van een bolometer, werking, circuit, voordelen en toepassingen.
Wat is een bolometer?
Definitie: Een instrument dat wordt gebruikt om de straling en warmte van microgolvenergie te detecteren en te meten, staat bekend als een bolometer. Dit apparaat werkt met behulp van een temperatuurgevoelig weerstandselement waar het verzet van dit element zal veranderen door de temperatuur. De meest gebruikte weerstandselementen zijn Barretter en Thermistor De snelheid en de gevoeligheid van dit apparaat kunnen worden gewijzigd door de thermische weerstand tussen de bolometer en de omgeving te veranderen. Maar zowel de gevoeligheid als de snelheid zijn omgekeerd evenredig in de richting van de thermische weerstand. Bijgevolg is een gevoelige bolometer vaak traag.
Bolometer werkt
Een bolometer heeft een absorberend deel dat is opgebouwd uit een lichte metalen laag. De verbinding van dit onderdeel kan worden gedaan via een thermisch reservoir met behulp van een thermische link. Zodra straling het absorberende deel raakt, zal de temperatuur een verandering binnen de temperatuur zijn. Dus vergeleken met de reservoirtemperatuur is deze temperatuur hoog vanwege de stralingsabsorptie met behulp van het absorberende deel.
De thermische tijdconstante van intrinsiek kan equivalent zijn aan de warmtecapaciteitsverhouding tussen het absorberende element en het reservoir. Daarom wordt de temperatuurverandering rechtstreeks gemeten via een resistieve thermometer die is verbonden met het absorberende gedeelte. Soms wordt de weerstand van de absorberende delen gebruikt om de temperatuurverandering te berekenen.
Bolometer Circuit
Het schakelschema van de bolometer wordt hieronder weergegeven. De opstelling hiervan is mogelijk in de brugvorm, waarbij een arm hiervan de temperatuurgevoelige arm bevat weerstand De opstelling van deze weerstand kan worden gedaan in een microgolfenergieveld waar het vermogen kan worden gemeten.
Bolometer Circuit
Deze weerstand neemt het te meten vermogen op omdat de warmte erin wordt gegenereerd. Deze opgewekte warmte kan de weerstand van een element veranderen. De verandering in weerstand kan worden gemeten door het brugcircuit.
De constructie van een bolometer kan worden gedaan met de combinatie van een verschilversterker en oscillatoren. Als het circuit uit balans is, zal het oscilleren. Het weerstandselement in de meter zal het vermogen absorberen om het circuit in evenwicht te brengen. Het brugcircuit kan dus worden gebalanceerd door de DC-voorspanning aan te passen.
Het bolometerschakeling kan worden opgesteld binnen het microgolfveld. De straling kan dus door het element worden geabsorbeerd om hun temperatuur te verhogen en een verandering in hun weerstand te veroorzaken.
Door de koude weerstand zal de ongelijkheid in omgekeerde richting optreden. Dus de output van de oscillator zal worden verminderd door de onbalans om het brugcircuit in evenwicht te brengen. Het verminderde vermogen in het circuit kan worden gemeten door de elektronica voltmeter zodat het het verhoogde vermogen door de oscillator weergeeft. Dit vermogen kan via het weerstandselement in het microgolfveld worden geabsorbeerd.
De bolometerbrug gebruikt voornamelijk twee elementen, waaronder de volgende.
Barretter
Barretter is een soort draad gemaakt van metaal. Deze draad heeft als eigenschap een positieve temperatuurcoëfficiënt. Zodra de temperatuur stijgt, stijgt ook de temperatuur van de metaaldraad.
Thermistor
Een thermistor is een soort thermische weerstand die kan worden gemaakt met een halfgeleidermateriaal. De belangrijkste eigenschap hiervan is een negatieve temperatuurcoëfficiënt, wat betekent dat zodra de temperatuur stijgt, hun weerstand afneemt.
Barretter is dus een zeer gevoelige metaaldraad in vergelijking met een thermistor. Dit wordt vaak gebruikt om het vermogen te meten dat varieert van 0,01 - 10 mW. Om het vermogen te meten dat boven de 10mW ligt, wordt de combinatie bolometer en verzwakker gebruikt.
Nieuwe bolometer
De nieuwe bolometer-apparaten zijn eenvoudig, sneller en bestrijken ook meer golflengten. Deze zijn ontworpen onder laboratoriumomstandigheden en worden gebruikt voor het meten van de gehele energie die door de ontvangen elektromagnetische stralingsfotonen wordt gevoerd. Deze straling is afkomstig van verre sterrenstelsels en heeft de vorm van radiogolven, zichtbaar licht, microgolven, anders spectrumdelen.
Nieuwe bolometers zijn totaal anders dan traditionele bolometers omdat ze metaal gebruiken voor het absorberen van straling en voor het meten van de verhoogde temperatuur. Er zijn enkele andere bolometers die afhankelijk zijn van de trillingen van atomen in een materiaal om de respons ervan te verminderen
Voordelen
De belangrijkste voordelen van de bolometer omvatten de volgende.
- Deze instrumenten zijn zeer efficiënt in termen van resolutie van energie en gevoeligheid in vergelijking met andere conservatieve deeltjesdetectoren.
- Deze instrumenten hebben geen koeling nodig omdat ze op kamertemperatuur werken.
- Ze kunnen ook niet-ioniserende elementen, fotonen en ioniserende deeltjes en fotonen berekenen.
Toepassingen
De burgemeester toepassingen van de bolometer omvatten de volgende.
- Een bolometer is een uiterst gevoelig apparaat dat wordt gebruikt voor het detecteren van elektromagnetische straling of warmte.
- Opkomende toepassingen van dit apparaat zijn thermische beeldvorming, wetenschappelijk onderzoek, bewaking van de externe omgeving, zonnesondes en THz-communicatie.
- Het wordt gebruikt in deeltjesdetectoren, thermische camera's, scanners van vingerafdrukken, bosbranddetectie, detectie van verborgen wapens, luchtbewaking en astronomische toepassingen.
Tegenwoordig worden moderne bolometers veel gebruikt, omdat het platina van het apparaat kan worden vervangen door een halfgeleiderstrip. Dit apparaat heeft een hoge temperatuurweerstandscoëfficiënt, waardoor het apparaat sneller reageert.
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van een bolometer en een alternatieve naam van dit apparaat is de calorimeter. Dit is een soort detector die voornamelijk wordt gebruikt voor deeltjes of straling en ook wordt gebruikt voor het detecteren van licht in mm-golven en het ver-infrarood. Hier is een vraag voor jou, wat zijn de nadelen van een bolometer?
