Bolometer là gì: Mạch và hoạt động của nó

Nhà khoa học người Mỹ tên là “Samuel P. Langley” đã phát minh ra chiếc đồng hồ đo tia đầu tiên vào năm 1880. Cả hai điện kế cũng như Cầu Wheatstone được sử dụng để tạo ra một độ lệch. Ở đây độ lệch được tạo ra có thể tỷ lệ với cường độ bức xạ được sử dụng cho độ lệch nhỏ. Máy đo bu lông tiếp theo chủ yếu bao gồm các lớp mạ bạch kim trong đó mỗi cổng được thiết kế với một chuỗi các dải. Việc sắp xếp các dải này có thể được thực hiện trong các nhánh cầu kháng. Các lưới này nằm đối diện với các tay cầu. Vì vậy, thiết bị đo tia được sử dụng để đo bức xạ khi nhiệt độ của dải kim loại đầu đen tăng lên trong cầu điện trở. Bài viết này thảo luận tổng quan về máy đo bu lông, cách làm việc, mạch điện, ưu điểm và ứng dụng.

Bolometer là gì?

Định nghĩa: Một công cụ được sử dụng để phát hiện cũng như đo bức xạ và nhiệt năng lượng vi sóng được gọi là máy đo tia. Thiết bị này hoạt động bằng cách sử dụng phần tử điện trở nhạy cảm với nhiệt độ, nơi sự ngăn trở của phần tử này sẽ thay đổi theo nhiệt độ. Các phần tử điện trở được sử dụng thường xuyên nhất là Barretter và Thermistor . Tốc độ, cũng như độ nhạy của thiết bị này, có thể được thay đổi bằng cách thay đổi điện trở nhiệt giữa máy đo bu lông cũng như môi trường của nó. Nhưng, cả độ nhạy và tốc độ đều tỷ lệ nghịch với hướng của điện trở nhiệt. Do đó, máy đo nhanh nhạy thường bị chậm.

Bolometer làm việc

Máy đo bu lông bao gồm một bộ phận hấp thụ được tạo thành từ một lớp kim loại nhẹ. Kết nối của bộ phận này có thể được thực hiện thông qua một bể chứa nhiệt với sự trợ giúp của liên kết nhiệt. Một khi bức xạ chạm vào phần hấp thụ, thì nhiệt độ của nó sẽ thay đổi trong nhiệt độ. Vì vậy, so với nhiệt độ bể chứa, nhiệt độ này cao vì sự hấp thụ bức xạ sử dụng phần hấp thụ.

Hằng số thời gian nhiệt của nội tại có thể tương đương với tỷ số nhiệt dung giữa phần tử hấp thụ cũng như bình chứa. Do đó, sự thay đổi nhiệt độ được đo trực tiếp thông qua một nhiệt kế điện trở được nối với bộ phận hấp thụ. Đôi khi, điện trở của bộ phận hấp thụ được sử dụng để tính toán sự thay đổi nhiệt độ.

Mạch điện kế

Sơ đồ mạch điện kế được hiển thị bên dưới. Sự sắp xếp của điều này có thể được thực hiện ở dạng cầu, trong đó một nhánh của nó bao gồm bộ phận nhạy cảm với nhiệt độ điện trở . Sự sắp xếp của điện trở này có thể được thực hiện trong một trường năng lượng vi sóng nơi có thể đo công suất.

Mạch điện kế

Điện trở này hấp thụ công suất của đại lượng đo vì nhiệt tạo ra bên trong nó. Nhiệt sinh ra này có thể làm thay đổi điện trở của một phần tử. Sự thay đổi điện trở có thể được đo bằng mạch cầu.

Việc chế tạo một máy đo bu lông có thể được thực hiện bằng cách sử dụng sự kết hợp của một bộ khuếch đại vi sai và các bộ dao động. Một mạch không cân bằng thì nó sẽ dao động. Phần tử điện trở trong đồng hồ sẽ hấp thụ công suất để mạch điện được cân bằng. Vì vậy mạch cầu có thể được cân bằng bằng cách điều chỉnh phân cực dc.

Mạch điện kế có thể được bố trí trong trường vi sóng. Vì vậy, bức xạ có thể được hấp thụ qua phần tử để làm tăng nhiệt độ của chúng và gây ra sự thay đổi trong điện trở của chúng.

Sự bất bình đẳng sẽ xảy ra theo chiều ngược lại do điện trở lạnh. Vì vậy đầu ra dao động sẽ bị giảm đi bởi sự mất cân bằng để làm cho mạch cầu cân bằng. Công suất giảm trong mạch có thể được đo bằng điện tử vôn kế để nó hiển thị công suất tăng lên thông qua bộ dao động. Công suất này có thể được hấp thụ trong trường vi ba thông qua phần tử điện trở.

Cầu bu lông chủ yếu sử dụng hai yếu tố bao gồm những yếu tố sau.

Barretter

Barretter là một loại dây được làm bằng kim loại. Dây này có một tính chất là hệ số nhiệt độ dương. Khi nhiệt độ tăng thì nhiệt độ dây kim loại cũng tăng.

Thermistor

Nhiệt điện trở là một loại điện trở nhiệt có thể được chế tạo bằng vật liệu bán dẫn. Tính chất chính của hệ số này là hệ số nhiệt độ âm có nghĩa là một khi nhiệt độ tăng lên thì điện trở của chúng sẽ giảm.

Vì vậy, barretter là một dây kim loại rất nhạy cảm so với một điện trở nhiệt. Điều này thường được sử dụng để đo công suất trong khoảng từ 0,01 - 10mW. Để đo công suất trên 10mW, khi đó kết hợp đồng hồ đo và bộ suy hao sẽ được sử dụng.

Bolometer mới

Các thiết bị đo tia mới đơn giản, nhanh hơn và cũng bao gồm nhiều bước sóng hơn. Chúng được thiết kế trong điều kiện phòng thí nghiệm và được sử dụng để đo toàn bộ năng lượng được truyền qua các photon bức xạ điện từ nhận được. Bức xạ này đến từ các thiên hà xa xôi và ở dạng sóng vô tuyến, ánh sáng nhìn thấy, vi sóng hoặc các phần quang phổ.

Các loại bu lông mới hoàn toàn khác so với các loại bu lông truyền thống vì chúng sử dụng kim loại để hấp thụ bức xạ cũng như đo nhiệt độ tăng lên. Có một số bu lông kế khác dựa vào dao động của các nguyên tử trong vật liệu để giảm phản ứng của nó

Ưu điểm

Chính ưu điểm của máy đo bu lông bao gồm những điều sau đây.

• Các thiết bị này rất hiệu quả về khả năng phân giải năng lượng và độ nhạy so với các máy dò hạt bảo thủ khác.
• Những dụng cụ này không cần làm mát vì chúng hoạt động ở nhiệt độ phòng.
• Họ cũng có thể tính toán các phần tử không ion hóa, photon, và các hạt và photon ion hóa.

Các ứng dụng

Thị trưởng ứng dụng của máy đo bu lông bao gồm những điều sau đây.

• Máy đo tia là một thiết bị cực kỳ nhạy cảm được sử dụng để phát hiện bức xạ điện từ hoặc nhiệt.
• Các ứng dụng mới nổi của thiết bị này là hình ảnh nhiệt, khoa học, giám sát môi trường từ xa, thăm dò năng lượng mặt trời và truyền thông THz.
• Nó được sử dụng trong máy dò hạt, máy ảnh nhiệt, máy quét dấu vân tay, phát hiện cháy rừng, phát hiện vũ khí giấu kín, giám sát không khí và các ứng dụng thiên văn.

Hiện nay, các bulông kế hiện đại thường được sử dụng, vì platin của thiết bị có thể được thay thế bằng một dải bán dẫn. Thiết bị này có hệ số nhiệt độ cao hơn nhiều để nó làm cho thiết bị phản hồi nhanh hơn.

Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về máy đo liều lượng và một tên thay thế của thiết bị này là nhiệt lượng kế. Đây là một loại máy dò được sử dụng chủ yếu cho các hạt hoặc bức xạ và cũng được sử dụng để phát hiện ánh sáng ở dạng sóng mm và tia hồng ngoại xa. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, nhược điểm của máy đo bu lông là gì?