Qu'est-ce qu'un bolomètre: circuit et son fonctionnement

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Le scientifique américain à savoir «Samuel P. Langley» a inventé le premier bolomètre en 1880. galvanomètre ainsi que Pont de Wheatstone est utilisé pour générer une déviation. Ici, la déviation générée peut être proportionnelle à l'intensité de rayonnement utilisée pour de minuscules déviations. Le bolomètre suivant comprend principalement des portes à 4 platines où chaque porte est conçue avec une séquence de bandes. L'agencement de ces bandes peut se faire à l'intérieur des bras de pont de résistance. Ces grilles sont situées à l'opposé des bras de pont. Ainsi, le dispositif bolomètre est utilisé pour mesurer le rayonnement une fois que la température d'une bande de métal à extrémité noire augmente dans le pont de résistance. Cet article présente un aperçu d'un bolomètre, son fonctionnement, son circuit, ses avantages et ses applications.

Qu'est-ce que le bolomètre?

Définition: Un instrument utilisé pour détecter et mesurer le rayonnement et la chaleur de l'énergie micro-ondes est connu sous le nom de bolomètre. Cet appareil fonctionne en utilisant un élément résistif sensible à la température où la résistance de cet élément changera par la température. Les éléments résistifs les plus fréquemment utilisés sont Barretter et Thermistance . La vitesse, ainsi que la sensibilité de cet appareil, peuvent être modifiées en modifiant la résistance thermique du bolomètre ainsi que son environnement. Mais, la sensibilité et la vitesse sont inversement proportionnelles à la direction de la résistance thermique. Par conséquent, le bolomètre sensible est souvent lent.




Travail du bolomètre

Un bolomètre comprend une partie absorbante constituée d'une légère couche métallique. La connexion de cette pièce peut se faire à travers un réservoir thermique à l'aide d'une liaison thermique. Une fois que le rayonnement atteint la partie absorbante, alors sa température sera un changement dans la température. Ainsi par rapport à la température du réservoir, cette température est élevée du fait de l'absorption du rayonnement utilisant la partie absorbante.

La constante de temps thermique de l'intrinsèque peut être équivalente au rapport de capacité thermique entre l'élément absorbant ainsi que le réservoir. Par conséquent, le changement de température est mesuré directement à travers un thermomètre résistif qui est connecté à la partie absorbante. Parfois, la résistance des pièces absorbantes est utilisée pour calculer le changement de température.



Circuit du bolomètre

Le schéma du circuit du bolomètre est illustré ci-dessous. L'agencement de ceci peut être fait sous la forme d'un pont, où un bras de celui-ci comprend le résistance . L'agencement de cette résistance peut se faire dans un champ d'énergie micro-ondes où la puissance peut être mesurée.

Circuit du bolomètre

Circuit du bolomètre

Cette résistance absorbe la puissance du mesurande car la chaleur y est générée. Cette chaleur générée peut modifier la résistance d'un élément. Le changement de résistance peut être mesuré par le circuit en pont.


La construction d'un bolomètre peut être réalisée en utilisant la combinaison d'un amplificateur différentiel et d'oscillateurs. Une fois le circuit déséquilibré, il oscillera. L'élément résistif du compteur absorbera la puissance nécessaire pour équilibrer le circuit. Ainsi, le circuit en pont peut être équilibré en ajustant la polarisation CC.

Le circuit de bolomètre peut être agencé dans le champ micro-ondes. Ainsi, le rayonnement peut être absorbé à travers l'élément pour augmenter sa température et provoquer un changement de sa résistance.

L'inégalité se produira dans le sens inverse en raison de la résistance au froid. Ainsi, la sortie de l'oscillateur sera diminuée du déséquilibre pour équilibrer le circuit en pont. La puissance réduite dans le circuit peut être mesurée par l'électronique voltmètre de sorte qu'il affiche la puissance accrue à travers l'oscillateur. Cette puissance peut être absorbée dans le champ micro-onde à travers l'élément résistif.

Le pont bolomètre utilise principalement deux éléments dont les suivants.

Barretter

Barretter est un type de fil métallique. Ce fil a une propriété qui est un coefficient de température positif. Une fois que la température augmente, la température du fil métallique augmente également.

Thermistance

Une thermistance est un type de résistance thermique qui peut être fabriquée avec un matériau semi-conducteur. La propriété principale de ceci est un coefficient de température négatif qui signifie qu'une fois que la température augmente, leur résistance sera diminuée.

Ainsi, le barretter est un fil métallique très sensible par rapport à une thermistance. Ceci est fréquemment utilisé pour mesurer la puissance qui varie de 0,01 à 10 mW. Pour mesurer la puissance qui est au-dessus des 10 mW, alors la combinaison bolomètre et atténuateur est utilisée.

Nouveau bolomètre

Les nouveaux dispositifs de bolomètre sont simples, plus rapides et couvrent également plus de longueurs d'onde. Ceux-ci sont conçus dans les conditions de laboratoire et utilisés pour mesurer toute l'énergie qui est transportée à travers les photons de rayonnement électromagnétique reçus. Ce rayonnement provient des galaxies éloignées et se présente sous forme d'ondes radio, de lumière visible, de micro-ondes sinon de parties du spectre.

Les nouveaux bolomètres sont totalement différents des bolomètres traditionnels car ils utilisent du métal pour absorber le rayonnement ainsi que pour mesurer l'augmentation de la température. Il existe d'autres bolomètres qui reposent sur les vibrations des atomes dans un matériau pour réduire sa réponse

Avantages

Le principal avantages du bolomètre inclure les éléments suivants.

  • Ces instruments sont très efficaces en termes de résolution d'énergie et de sensibilité par rapport à d'autres détecteurs de particules conservateurs.
  • Ces instruments n’ont pas besoin de refroidissement car ils fonctionnent à température ambiante.
  • Ils peuvent également calculer les éléments non ionisants, les photons et les particules et photons ionisants.

Applications

Le principal applications du bolomètre inclure les éléments suivants.

  • Un bolomètre est un appareil extrêmement sensible utilisé pour détecter le rayonnement électromagnétique ou la chaleur.
  • Les applications émergentes de cet appareil sont l'imagerie thermique, la science, la surveillance de l'environnement distant, les sondes solaires et la communication THz.
  • Il est utilisé dans les détecteurs de particules, les caméras thermiques, les scanners d'empreintes digitales, la détection des incendies de forêt, la détection des armes dissimulées, la surveillance aérienne et les applications astronomiques.

Actuellement, les bolomètres modernes sont fréquemment utilisés, car le platine du dispositif peut être remplacé par une bande semi-conductrice. Cet appareil a un coefficient de résistance à température beaucoup plus élevé, ce qui le rend plus réactif.

Ainsi, il s'agit de un aperçu d'un bolomètre et un autre nom de cet appareil est le calorimètre. Il s'agit d'un type de détecteur principalement utilisé pour les particules ou le rayonnement et également utilisé pour détecter la lumière dans les ondes mm et l'infrarouge lointain. Voici une question pour vous, quels sont les inconvénients d'un bolomètre?