미국 과학자 'Samuel P. Langley'는 1880 년에 최초의 볼로미터를 발명했습니다. 검류계 만큼 잘 휘트 스톤 브리지 편향을 생성하는 데 사용됩니다. 여기서 생성 된 편향은 작은 편향에 사용되는 복사 강도에 비례 할 수 있습니다. 다음 볼로미터에는 주로 각 게이트가 일련의 스트립으로 설계된 4- 플래티넘 게이팅이 포함됩니다. 이러한 스트립의 배열은 저항 브리지 암 내에서 수행 할 수 있습니다. 이 격자는 브리지 암 반대편에 있습니다. 따라서 볼로미터 장치는 저항 브리지에서 검정색 끝 금속 스트립의 온도가 상승하면 방사선을 측정하는 데 사용됩니다. 이 기사에서는 볼로미터, 작동, 회로, 장점 및 애플리케이션에 대한 개요를 설명합니다.
볼로미터 란?
정의: 마이크로파 에너지 복사 및 열을 감지하고 측정하는 데 사용되는 기기를 볼로미터라고합니다. 이 장치는 온도에 민감한 저항 소자를 사용하여 작동합니다. 저항 이 요소의 온도는 변화합니다. 가장 자주 사용되는 저항 소자는 Barretter 및 서미스터 . 이 장치의 속도와 감도는 볼로미터와 주변 환경 간의 열 저항을 변경하여 변경할 수 있습니다. 그러나 감도와 속도는 열 저항 방향에 반비례합니다. 결과적으로 민감한 볼로미터는 종종 느립니다.
볼로미터 작동
볼로미터는 약간의 금속 층으로 구성된 흡수 부품을 포함합니다. 이 부품의 연결은 열 링크의 도움으로 열 저장소를 통해 수행 될 수 있습니다. 방사선이 흡수 부분에 닿으면 그 온도는 온도 내에서 변화합니다. 따라서 저수지 온도에 비해 흡수 부를 이용한 복사 흡수로 인해이 온도가 높습니다.
고유의 열 시정 수는 저수지뿐만 아니라 흡수 요소 간의 열용량 비율과 동일 할 수 있습니다. 따라서 온도 변화는 흡수 부품에 연결된 저항 온도계를 통해 직접 측정됩니다. 때로는 흡수성 부품 저항이 온도 변화를 계산하는 데 사용됩니다.
볼로미터 회로
볼로미터 회로도는 아래와 같습니다. 이것의 배열은 브리지 형태로 할 수 있습니다. 저항기 . 이 저항기의 배열은 전력을 측정 할 수있는 마이크로파 에너지 장에서 수행 할 수 있습니다.
볼로미터 회로
이 저항은 내부에서 열이 발생하기 때문에 측정 량 전력을 흡수합니다. 이 생성 된 열은 요소의 저항을 변경할 수 있습니다. 저항의 변화는 브리지 회로로 측정 할 수 있습니다.
볼로미터의 구성은 차동 증폭기와 발진기의 조합을 사용하여 수행 할 수 있습니다. 하나는 회로가 불균형 한 다음 진동합니다. 미터의 저항 요소는 전력을 흡수하여 회로의 균형을 맞 춥니 다. 따라서 브리지 회로는 DC 바이어스를 조정하여 균형을 맞출 수 있습니다.
볼로미터 회로는 마이크로파 필드 내에 배치 될 수 있습니다. 따라서 방사선은 요소를 통해 흡수되어 온도를 높이고 저항을 변화시킬 수 있습니다.
내한성으로 인해 반대 방향으로 불평등이 발생합니다. 따라서 오실레이터 출력은 브리지 회로 균형을 맞추기 위해 불균형에 의해 감소됩니다. 회로의 감소 된 전력은 전자 장치에 의해 측정 될 수 있습니다. 전압계 오실레이터를 통해 증가 된 전력을 표시합니다. 이 전력은 저항 소자를 통해 마이크로파 장에서 흡수 될 수 있습니다.
볼로미터 브리지는 주로 다음을 포함하는 두 가지 요소를 사용합니다.
Barretter
Barretter는 금속으로 만든 와이어의 한 종류입니다. 이 와이어는 양의 온도 계수 인 특성을 가지고 있습니다. 온도가 상승하면 금속 와이어 온도도 상승합니다.
서미스터
서미스터는 반도체 재료로 만들 수있는 열 저항의 한 종류입니다. 이것의 주된 특성은 음의 온도 계수로 온도가 상승하면 저항이 감소한다는 것을 의미합니다.
따라서 barretter는 서미스터에 비해 매우 민감한 금속 와이어입니다. 이것은 0.01 – 10mW 범위의 전력을 측정하는 데 자주 사용됩니다. 10mW 이상의 전력을 측정하기 위해 볼로미터와 감쇠기 조합이 사용됩니다.
새로운 볼로미터
새로운 볼로미터 장치는 간단하고 빠르며 더 많은 파장을 커버합니다. 이들은 실험실 조건에서 설계되었으며 수신 된 전자기 복사 광자를 통해 전달되는 전체 에너지를 측정하는 데 사용됩니다. 이 복사선은 먼 은하에서 나오며 전파, 가시 광선, 전자파 등 스펙트럼 부분의 형태입니다.
새로운 볼로미터는 방사선을 흡수하고 증가 된 온도를 측정하기 위해 금속을 사용하기 때문에 기존 볼로미터와 완전히 다릅니다. 반응을 줄이기 위해 물질 내 원자의 진동에 의존하는 다른 볼로미터가 있습니다.
장점
메인 볼로미터의 장점 다음을 포함하십시오.
- 이러한 기기는 다른 보수적 인 입자 탐지기에 비해 에너지 분해능 및 감도 측면에서 매우 효율적입니다.
- 이러한 기기는 실온에서 작동하므로 냉각이 필요하지 않습니다.
- 또한 비 이온화 요소, 광자, 이온화 입자 및 광자를 계산할 수 있습니다.
응용
메이저 볼로미터의 응용 다음을 포함하십시오.
- 볼로미터는 전자기 복사 또는 열을 감지하는 데 사용되는 매우 민감한 장치입니다.
- 이 장치의 새로운 응용 분야는 열 화상, 과학, 원격 환경 모니터링, 태양 광 프로브 및 THz 통신입니다.
- 입자 탐지기, 열 화상 카메라, 지문 스캐너, 산불 탐지, 은폐 된 무기 탐지, 공기 감시 및 천문학 응용 분야에 사용됩니다.
현재 장치의 백금을 반도체 스트립으로 대체 할 수 있기 때문에 최신 볼로미터가 자주 사용됩니다. 이 장치는 저항 계수가 훨씬 높기 때문에 장치의 응답 성이 향상됩니다.
따라서 이것은 볼로미터 개요 이 장치의 다른 이름은 열량계입니다. 주로 입자 또는 방사선에 사용되는 검출기 중 하나이며 mm 파 및 원적외선의 빛을 감지하는데도 사용됩니다. 볼로미터의 단점은 무엇입니까?
