Bolometer
En bolometer ( annan grekisk βολή - en stråle och μέτρον - ett mått) är en termisk strålningsmottagare , oftast optisk (nämligen IR- området). Den uppfanns av Samuel Pierpont Langley 1878 [ 1] .
Enhet
Funktionsprincipen för bolometern är baserad på en förändring i det temperaturkänsliga elementets elektriska motstånd på grund av uppvärmning under påverkan av det absorberade elektromagnetiska energiflödet [2] .
Huvudkomponenten i bolometern är en mycket tunn platta (till exempel gjord av platina eller annat ledande material), svärtad för bättre absorption av strålning . På grund av sin lilla tjocklek värms plattan snabbt upp under inverkan av strålning och dess motstånd ökar. För att mäta små avvikelser i plattans motstånd ingår den i bryggkretsen , som är balanserad i frånvaro av belysning. Metallbolometrar är ofta anslutna via en transformatoringång , eftersom de har mycket lågt självmotstånd.
Den första halvledarbolometern utvecklades av Bell under andra världskriget . Skilde sig i enkelhet, tillförlitlighet och hög känslighet. Den användes vid IR-spektroskopi och termisk riktningssökning.
De första termoresistiva bolometrarna fungerade framgångsrikt på konstgjorda jordsatelliter , men ersattes senare av pyroelektriska mottagare.
Platina, nickel , guld används som material för metallbolometrar, och legeringar av oxider av nickel , kobolt , mangan används för halvledarbolometrar .
En halvledarbolometer består av två film (upp till 10 mikron tjocka ) termistorer . En av termistorerna som utsätts direkt för strålning är aktiv. Den andra är kompenserande. Den är avskärmad från extern strålning och är utformad för att kompensera för förändringar i omgivningstemperaturen. Båda termistorerna är placerade i ett gemensamt tätat hus.
Känsligheten hos en bolometer förbättras när temperaturen på avkänningselementet minskar. Astronomi använder vanligen bolometrar kylda till temperaturen hos flytande helium .
Huvudparametrar för bolometrar:
- aktiv termistorresistans vid nominell temperatur;
- Driftspänning;
- känslighet vid en viss frekvens för modulering av ljusflödet ;
- känslighetströskel;
- tidskonstant ;
- nivån av inre brus - för metall råder termiskt brus , för halvledare - ström.
Applikation
Bolometern är känslig för hela strålningsspektrumet, men den används främst inom astronomi för att detektera strålning med en submillimeter våglängd: för detta område är bolometern den mest känsliga sensorn . Källan till termisk strålning kan vara ljuset från stjärnor eller solen , som passerar genom spektrometern och bryts ner i tusentals spektrallinjer , vars energi är mycket liten.
Halvledarbolometrar används till exempel i orienteringssystem , för fjärrmätning av temperaturen på föremål, i sensorer för att upptäcka exponering för militära fordon (till exempel genom en laserstråle av målsökande huvuden ).
Den används i PONAB- system för att bestämma uppvärmningen av axelboxar på vagnar .
Mikrobolometer
En mikrobolometer är en speciell typ av bolometer som används som detektor i en värmekamera. Det är ett termiskt sensornät av vanadinoxid eller amorft kisel över ett matchande kiselgaller. Infraröd strålning av ett visst våglängdsområde träffar vanadinoxid eller amorft kisel och ändrar dess elektriska motstånd. Denna förändring i motstånd mäts och omvandlas till temperaturer, som kan representeras grafiskt. [3]
Se även
Litteratur
- Pasynkov VV, Chirkin LK Halvledarenheter: Lärobok för universitet. - Fjärde revisionen. och ytterligare ed. - M . : Högre skola, 1987. - S. 407-408. — 479 sid.
- Kort ordbok över fysiska termer / Comp. A. I. Bolsun, rek. M. A. Elyashevich. - Mn. : Högre skola, 1979. - S. 43. - 416 sid. — 30 000 exemplar.
- Petrushevsky F.F. Bolometer // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
Länkar
Anteckningar
- ↑ Bolometer // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus och Efron : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
- ↑ Kort ordbok över fysiska termer / Comp. A. I. Bolsun, rek. M. A. Elyashevich. - Mn. : Högre skola, 1979. - 416 sid. — 30 000 exemplar.
- ↑ Infraröda kameror, värmebilder, mörkerseende, takfuktdetektering . web.archive.org (19 november 2015). Hämtad: 12 maj 2022.
 Ordböcker och uppslagsverk | |
|---|---|
| I bibliografiska kataloger |