Ang Amerikanong siyentipiko na tinawag na 'Samuel P. Langley' ay naimbento ang unang bolometro noong taong 1880. Parehong ang galvanometer pati na rin ang Tulay ng Wheatstone ay ginagamit upang makabuo ng isang pagpapalihis. Dito nabuo pagpapalihis ay maaaring maging proporsyonal sa intensity ng radiation na ginamit para sa maliliit na pagpapalihis. Pangunahing isinasama ng susunod na bolometer ang 4-platinum gatings kung saan ang bawat gate ay dinisenyo na may isang pagkakasunud-sunod ng mga piraso. Ang pag-aayos ng mga piraso na ito ay maaaring gawin sa loob ng mga braso ng tulay ng pagtutol. Ang mga gratings na ito ay matatagpuan sa tapat ng mga braso ng tulay. Kaya ang aparato ng bolomiter ay ginagamit upang sukatin ang radiation sa sandaling ang temperatura ng isang itim na dulo ng metal strip ay tumataas sa tulay ng paglaban. Tinalakay ng artikulong ito ang pangkalahatang-ideya ng isang bolomiter, pagtatrabaho, circuit, mga pakinabang, at aplikasyon.
Ano ang Bolometer?
Kahulugan: Ang isang instrumento na ginagamit upang tuklasin pati na rin ang pagsukat ng microwave enerhiya radiation at init ay kilala bilang isang bolomiter. Gumagana ang aparatong ito sa pamamagitan ng paggamit ng sangkap na resistive na sensitibo sa temperatura kung saan ang paglaban ng sangkap na ito ay magbabago sa pamamagitan ng temperatura. Ang pinaka-madalas na ginagamit na mga elemento ng resistive ay si Barretter at Thermistor . Ang bilis, pati na rin ang pagiging sensitibo ng aparatong ito, ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagbabago ng paglaban ng thermal sa gitna ng bolometer pati na rin ang kapaligiran nito. Ngunit, ang parehong pagkasensitibo at bilis ay baligtad na proporsyonal sa direksyon ng paglaban ng thermal. Dahil dito, ang sensitibong bolometer ay madalas na mabagal.
Gumagawa ang Bolometer
Ang isang bolomiter ay may kasamang isang sumisipsip na bahagi na binubuo ng isang bahagyang layer ng metal. Ang koneksyon ng bahaging ito ay maaaring gawin sa pamamagitan ng isang thermal reservoir sa tulong ng isang thermal link. Kapag natamaan ng radiation ang sumisipsip na bahagi, kung gayon ang temperatura nito ay magiging pagbabago sa loob ng temperatura. Kung kaya kumpara sa temperatura ng reservoir, ang temperatura na ito ay mataas dahil sa pagsipsip ng radiation gamit ang sumisipsip na bahagi.
Ang thermal time pare-pareho ng intrinsic ay maaaring maging katumbas ng ratio ng kapasidad ng init kabilang sa sumisipsip na elemento pati na rin ang reservoir. Samakatuwid, ang pagbabago ng temperatura ay sinusukat nang direkta sa pamamagitan ng isang resistive thermometer na konektado sa sumisipsip na bahagi. Minsan, ang pagsipsip ng mga bahagi ng pagsipsip ay ginagamit para sa pagkalkula ng pagbabago ng temperatura.
Bolometer Circuit
Ang diagram ng bolometer circuit ay ipinapakita sa ibaba. Ang pag-aayos nito ay maaaring gawin sa form na tulay, kung saan kasama sa isang braso nito ang sensitibo sa temperatura risistor . Ang pag-aayos ng risistor na ito ay maaaring gawin sa isang patlang na enerhiya ng microwave kung saan masusukat ang lakas.
Bolometer Circuit
Ang resistor na ito ay sumisipsip ng sukat sa sukat at lakas sapagkat ang init ay bumubuo sa loob nito. Ang nabuong init na ito ay maaaring baguhin ang paglaban ng isang elemento. Ang pagbabago sa paglaban ay maaaring masukat ng circuit ng tulay.
Ang pagtatayo ng isang bolomiter ay maaaring gawin gamit ang kumbinasyon ng isang kaugalian na amplifier at oscillator. Isa sa mga circuit ay hindi balanseng pagkatapos ito ay oscillate. Ang resistive na elemento sa metro ay sumisipsip ng lakas upang makuha ang balanse ng circuit. Kaya't ang tulay circuit ay maaaring balansehin sa pamamagitan ng pag-aayos ng bias ng dc.
Ang bolometer circuit ay maaaring isaayos sa loob ng patlang ng microwave. Kaya't ang radiation ay maaaring makuha sa pamamagitan ng elemento upang madagdagan ang kanilang temperatura at maging sanhi ng pagbabago sa kanilang paglaban.
Ang hindi pagkakapantay-pantay ay magaganap sa pabalik na direksyon dahil sa malamig na paglaban. Kaya't ang output ng oscillator ay mababawasan ng kawalan ng timbang upang gawin ang balanse ng circuit circuit. Ang nabawasang lakas sa circuit ay maaaring masukat sa pamamagitan ng electronic voltmeter upang maipakita nito ang nadagdagang lakas sa pamamagitan ng oscillator. Ang lakas na ito ay maaaring makuha sa patlang ng microwave sa pamamagitan ng resistive element.
Pangunahin na gumagamit ng tulay ng bolometer ang dalawang elemento na kasama ang mga sumusunod.
Barretter
Ang Barretter ay isang uri ng kawad na gawa sa metal. Ang wire na ito ay may isang pag-aari na isang positibong temperatura coefficient. Kapag ang pagtaas ng temperatura ay tumataas din ang temperatura ng metal na wire.
Thermistor
Ang thermistor ay isang uri ng thermal resistor na maaaring gawin sa isang materyal na semiconductor. Ang pangunahing pag-aari nito ay isang negatibong temperatura coefficient na nangangahulugang sa sandaling tumaas ang temperatura pagkatapos ay mabawasan ang kanilang paglaban.
Kaya, ang barretter ay isang napaka-sensitibong metal wire kumpara sa isang thermistor. Ito ay madalas na ginagamit upang masukat ang kuryente na mula sa 0.01 - 10mW. Upang sukatin ang lakas na nasa itaas ng 10mW, pagkatapos ay ginagamit ang kumbinasyon ng bolometer at ang attenuator.
Bagong Bolometer
Ang mga bagong aparato ng bolometer ay simple, mas mabilis, at sumasaklaw din ng mas maraming haba ng haba ng daluyong. Ang mga ito ay dinisenyo sa ilalim ng mga kundisyon ng laboratoryo at ginagamit para sa pagsukat ng buong enerhiya na isinasagawa sa pamamagitan ng mga natanggap na electromagnetic radiation photon. Ang radiation na ito ay nagmumula sa malalayong mga galaxy at nasa anyo ng mga alon sa radyo, nakikitang ilaw, mga microwave na kung hindi man mga bahagi ng spectrum.
Ang mga bagong bolometro ay ganap na magkakaiba kumpara sa tradisyonal na bolometro sapagkat gumagamit sila ng metal para sa pagsipsip ng radiation pati na rin upang masukat ang nadagdagang temperatura. Mayroong ilang iba pang mga bolometro na umaasa sa mga panginginig ng mga atomo sa loob ng isang materyal upang mabawasan ang tugon nito
Mga kalamangan
Pangunahing bentahe ng bolometer isama ang sumusunod.
- Ang mga instrumento na ito ay napakahusay sa mga tuntunin ng paglutas ng enerhiya at pagkasensitibo kumpara sa iba pang mga konserbatibo na detektor ng maliit na butil.
- Ang mga instrumento na ito ay hindi nangangailangan ng paglamig dahil gumagana ang mga ito sa temperatura ng kuwarto.
- Maaari din nilang kalkulahin ang mga hindi-ionizing na elemento, photon, at ionizing na mga particle at photon.
Mga Aplikasyon
Ang major mga aplikasyon ng bolometer isama ang sumusunod.
- Ang isang bolomiter ay isang labis na sensitibong aparato na ginagamit para sa pagtuklas ng electromagnetic radiation o init.
- Ang mga umuusbong na aplikasyon ng aparatong ito ay thermal imaging, pang-agham, pagsubaybay sa malayong kapaligiran, solar probes, at pakikipag-usap sa THz.
- Ginagamit ito sa mga detektor ng maliit na butil, mga thermal camera, scanner ng fingerprint, detection ng sunog sa kagubatan, mga nakatagong pagtuklas ng sandata, pagsubaybay sa himpapawid, at mga aplikasyon ng astronomiya.
Sa kasalukuyan, ang mga modernong bolometro ay madalas na ginagamit, dahil ang platinum ng aparato ay maaaring mapalitan ng isang semiconductor strip. Ang aparatong ito ay may isang mataas na temperatura coefficient ng paglaban kaya't ginagawa nitong mas madaling tumugon ang aparato.
Kaya, ito ay tungkol sa lahat isang pangkalahatang ideya ng isang bolometro at ang isang kahaliling pangalan ng aparatong ito ay ang calorimeter. Ito ay isang uri ng detektor na pangunahing ginagamit para sa mga maliit na butil o radiation at ginagamit din para sa pagtuklas ng ilaw sa mm waves at ng malayo-infrared. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang mga kawalan ng isang bolomiter?
