Saintis Amerika iaitu 'Samuel P. Langley' diciptakan bolometer pertama pada tahun 1880. Kedua-duanya galvanometer begitu juga Jambatan batu gandum digunakan untuk menghasilkan pesongan. Di sini pesongan yang dihasilkan dapat berkadar dengan intensiti radiasi yang digunakan untuk pesongan kecil. Bolometer seterusnya merangkumi pintu masuk 4-platinum di mana setiap pintu direka dengan urutan jalur. Susunan jalur ini boleh dilakukan di lengan jambatan rintangan. Kisi-kisi ini terletak di seberang lengan jambatan. Oleh itu, alat bolometer digunakan untuk mengukur radiasi apabila suhu jalur logam hujung hitam meningkat di jambatan rintangan. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan bolometer, kerja, litar, kelebihan, dan aplikasi.
Apa itu Bolometer?
Definisi: Alat yang digunakan untuk mengesan dan mengukur radiasi & gelombang tenaga gelombang mikro dikenali sebagai bolometer. Peranti ini berfungsi dengan menggunakan elemen perintang sensitif suhu di mana rintangan unsur ini akan berubah melalui suhu. Unsur perintang yang paling kerap digunakan ialah Barretter dan Termistor . Kelajuan, serta kepekaan peranti ini, dapat diubah dengan mengubah rintangan terma di antara bolometer dan juga lingkungannya. Tetapi, kepekaan dan kepantasan berbanding terbalik dengan arah rintangan terma. Oleh itu, bolometer sensitif sering perlahan.
Bolometer Berfungsi
Bolometer merangkumi bahagian penyerap yang terdiri daripada lapisan logam sedikit. Sambungan bahagian ini dapat dilakukan melalui takungan terma dengan bantuan pautan termal. Setelah sinaran mencecah bahagian penyerap, maka suhunya akan berubah dalam suhunya. Jadi jika dibandingkan dengan suhu takungan, suhu ini tinggi kerana penyerapan sinaran menggunakan bahagian penyerap.
Pemalar masa terma intrinsik boleh setara dengan nisbah kapasiti haba di antara unsur penyerap dan juga takungan. Oleh itu, perubahan suhu diukur secara langsung melalui termometer tahan yang disambungkan ke bahagian penyerap. Kadang kala, rintangan bahagian penyerap digunakan untuk mengira perubahan suhu.
Litar Bolometer
Gambarajah litar bolometer ditunjukkan di bawah. Penyusunan ini dapat dilakukan dalam bentuk jambatan, di mana satu lengannya termasuk peka terhadap suhu perintang . Susunan perintang ini boleh dilakukan di medan tenaga gelombang mikro di mana daya dapat diukur.
Litar Bolometer
Perintang ini menyerap daya ukuran kerana haba menjana di dalamnya. Haba yang dihasilkan ini dapat mengubah rintangan unsur. Perubahan rintangan dapat diukur dengan rangkaian jambatan.
Pembinaan bolometer dapat dilakukan dengan menggunakan kombinasi penguat pembeza dan pengayun. Satu litar tidak seimbang maka ia akan berayun. Elemen perintang dalam meter akan menyerap daya untuk menjadikan litar seimbang. Jadi litar jambatan dapat diimbangi dengan menyesuaikan dc bias.
Litar bolometer boleh disusun dalam medan gelombang mikro. Jadi sinaran dapat diserap melalui elemen untuk meningkatkan suhu mereka dan menyebabkan perubahan daya tahan mereka.
Ketidaksamaan akan berlaku pada arah terbalik kerana ketahanan sejuk. Jadi output pengayun akan diturunkan oleh ketidakseimbangan untuk menjadikan keseimbangan litar jambatan. Kekurangan kuasa dalam litar dapat diukur dengan elektronik voltmeter sehingga dapat menunjukkan peningkatan daya melalui pengayun. Kekuatan ini dapat diserap di medan gelombang mikro melalui elemen perintang.
Jambatan bolometer menggunakan dua elemen yang merangkumi yang berikut.
Penghadang
Barretter adalah salah satu jenis wayar yang dibuat dengan logam. Kawat ini mempunyai sifat yang merupakan pekali suhu positif. Setelah suhu meningkat maka suhu dawai logam juga meningkat.
Termistor
Thermistor adalah salah satu jenis perintang terma yang boleh dibuat dengan bahan semikonduktor. Sifat utama ini adalah pekali suhu negatif yang bermaksud apabila suhu meningkat maka rintangan mereka akan berkurang.
Jadi, barretter adalah wayar logam yang sangat sensitif berbanding dengan termistor. Ini sering digunakan untuk mengukur daya yang berkisar antara 0,01 - 10mW. Untuk mengukur daya yang melebihi 10mW, maka kombinasi bolometer & atenuator digunakan.
Bolometer Baru
Peranti bolometer baru mudah, cepat, dan juga meliputi lebih banyak panjang gelombang. Ini dirancang dalam keadaan makmal dan digunakan untuk mengukur keseluruhan tenaga yang dibawa melalui foton radiasi elektromagnetik yang diterima. Sinaran ini berasal dari galaksi yang jauh dan berbentuk gelombang radio, cahaya yang dapat dilihat, gelombang mikro sebaliknya bahagian spektrum.
Bolometer baru sama sekali berbeza dengan bolometer tradisional kerana menggunakan logam untuk menyerap sinaran dan juga untuk mengukur peningkatan suhu. Terdapat beberapa bolometer lain yang bergantung pada getaran atom dalam bahan untuk mengurangkan tindak balasnya
Kelebihan
Yang utama kelebihan bolometer sertakan perkara berikut.
- Instrumen ini sangat cekap dari segi resolusi tenaga dan kepekaan berbanding dengan pengesan zarah konservatif yang lain.
- Instrumen ini tidak memerlukan penyejukan kerana berfungsi pada suhu bilik.
- Mereka juga dapat mengira unsur-unsur yang tidak mengion, foton, dan zarah dan foton pengion.
Permohonan
Yang utama aplikasi bolometer sertakan perkara berikut.
- Bolometer adalah alat yang sangat sensitif yang digunakan untuk mengesan sinaran atau haba elektromagnetik.
- Aplikasi yang muncul dari perangkat ini adalah pencitraan termal, saintifik, pemantauan lingkungan terpencil, probe suria, dan komunikasi THz.
- Ini digunakan dalam alat pengesan partikel, kamera termal, pemindai sidik jari, pengesanan kebakaran hutan, pengesanan senjata tersembunyi, pengawasan udara, dan aplikasi astronomi.
Pada masa ini, bolometer moden sering digunakan, kerana platinum peranti dapat diganti dengan jalur semikonduktor. Peranti ini mempunyai pekali rintangan suhu tinggi sehingga menjadikan peranti lebih responsif.
Oleh itu, ini semua berkaitan gambaran keseluruhan bolometer dan nama alternatif peranti ini ialah kalorimeter. Ini adalah salah satu jenis pengesan yang terutama digunakan untuk zarah atau radiasi dan juga digunakan untuk mengesan cahaya dalam gelombang mm dan inframerah jauh. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah kelemahan bolometer?
