Ilmuwan Amerika bernama “Samuel P. Langley” menemukan bolometer pertama kali pada tahun 1880. Keduanya galvanometer sebaik Jembatan Wheatstone digunakan untuk menghasilkan defleksi. Di sini defleksi yang dihasilkan dapat sebanding dengan intensitas radiasi yang digunakan untuk defleksi kecil. Bolometer berikutnya terutama mencakup gerbang 4-platinum di mana setiap gerbang dirancang dengan rangkaian strip. Susunan strip ini dapat dilakukan di dalam lengan jembatan resistensi. Kisi-kisi ini terletak di seberang lengan jembatan. Jadi perangkat bolometer digunakan untuk mengukur radiasi begitu suhu strip logam ujung hitam naik di jembatan resistansi. Artikel ini membahas gambaran umum tentang bolometer, cara kerja, rangkaian, kelebihan, dan aplikasi.
Apa itu Bolometer?
Definisi: Alat yang digunakan untuk mendeteksi sekaligus mengukur radiasi energi gelombang mikro & panas dikenal sebagai bolometer. Perangkat ini bekerja dengan menggunakan elemen resistif yang sensitif terhadap suhu perlawanan elemen ini akan berubah melalui suhu. Elemen resistif yang paling sering digunakan adalah Barretter dan Termistor . Kecepatan, serta kepekaan perangkat ini, dapat diubah dengan mengubah ketahanan termal antara bolometer serta lingkungannya. Tapi, baik sensitivitas dan kecepatan berbanding terbalik dengan arah resistansi termal. Akibatnya, bolometer sensitif sering menjadi lambat.
Bolometer Bekerja
Bolometer mencakup bagian penyerap yang terbuat dari lapisan logam tipis. Sambungan bagian ini dapat dilakukan melalui reservoir termal dengan bantuan tautan termal. Begitu radiasi mengenai bagian absorpsi, maka suhunya akan berubah dalam suhunya. Dibandingkan dengan temperatur reservoir, temperatur ini tergolong tinggi karena penyerapan radiasi menggunakan bagian absorptive part.
Konstanta waktu termal intrinsik dapat ekivalen dengan rasio kapasitas panas antara elemen penyerap serta reservoir. Oleh karena itu, perubahan suhu diukur secara langsung melalui termometer resistif yang dihubungkan ke bagian absorpsi. Kadang-kadang, resistansi bagian penyerap digunakan untuk menghitung perubahan suhu.
Sirkuit Bolometer
Diagram rangkaian bolometer ditunjukkan di bawah ini. Penataan ini bisa dilakukan dalam bentuk jembatan, dimana salah satu lengan ini termasuk peka suhu penghambat . Penyusunan resistor ini dapat dilakukan pada medan energi gelombang mikro dimana daya dapat diukur.
Sirkuit Bolometer
Resistor ini menyerap daya besaran ukur karena panas yang dihasilkan di dalamnya. Panas yang dihasilkan ini dapat mengubah resistansi suatu elemen. Perubahan resistansi dapat diukur dengan rangkaian jembatan.
Konstruksi bolometer dapat dilakukan dengan menggunakan kombinasi penguat diferensial dan osilator. Satu rangkaian tidak seimbang maka akan berosilasi. Elemen resistif di meteran akan menyerap daya untuk membuat sirkuit seimbang. Jadi rangkaian jembatan dapat diimbangi dengan mengatur bias dc.
Sirkuit bolometer dapat diatur dalam bidang gelombang mikro. Jadi radiasi dapat diserap melalui elemen untuk meningkatkan suhunya dan menyebabkan perubahan ketahanannya.
Ketimpangan akan terjadi pada arah sebaliknya karena hambatan dingin. Jadi output osilator akan diturunkan oleh ketidakseimbangan untuk membuat keseimbangan rangkaian jembatan. Daya yang berkurang di sirkuit dapat diukur dengan elektronik voltmeter sehingga menampilkan peningkatan daya melalui osilator. Daya ini dapat diserap di medan gelombang mikro melalui elemen resistif.
Jembatan bolometer terutama menggunakan dua elemen yang meliputi berikut ini.
Barretter
Barretter adalah salah satu jenis kawat yang terbuat dari logam. Kawat ini memiliki sifat yaitu koefisien temperatur positif. Begitu suhu meningkat maka suhu kawat logam juga meningkat.
Termistor
Termistor adalah salah satu jenis resistor termal yang dapat dibuat dengan bahan semikonduktor. Sifat utama dari ini adalah koefisien temperatur negatif yang artinya jika temperatur naik maka resistansinya akan turun.
Jadi, barretter adalah kawat logam yang sangat sensitif dibandingkan dengan termistor. Ini sering digunakan untuk mengukur daya yang berkisar antara 0,01 - 10mW. Untuk mengukur daya yang berada diatas 10mW maka digunakan kombinasi bolometer & attenuator.
Bolometer Baru
Perangkat bolometer baru ini sederhana, lebih cepat, dan juga mencakup lebih banyak panjang gelombang. Ini dirancang di bawah kondisi laboratorium dan digunakan untuk mengukur seluruh energi yang dibawa melalui foton radiasi elektromagnetik yang diterima. Radiasi ini berasal dari galaksi jauh dan dalam bentuk gelombang radio, cahaya tampak, gelombang mikro, atau bagian spektrum.
Bolometer baru sangat berbeda dibandingkan dengan bolometer tradisional karena mereka menggunakan logam untuk menyerap radiasi serta mengukur peningkatan suhu. Ada beberapa bolometer lain yang mengandalkan getaran atom dalam suatu bahan untuk mengurangi responsnya
Keuntungan
Utama keuntungan dari bolometer termasuk yang berikut ini.
- Instrumen ini sangat efisien dalam hal resolusi energi dan sensitivitas dibandingkan dengan detektor partikel konservatif lainnya.
- Instrumen ini tidak perlu didinginkan karena berfungsi pada suhu ruangan.
- Mereka juga dapat menghitung elemen non-pengion, foton, serta partikel dan foton pengion.
Aplikasi
Jurusan aplikasi bolometer termasuk yang berikut ini.
- Bolometer adalah perangkat yang sangat sensitif yang digunakan untuk mendeteksi radiasi atau panas elektromagnetik.
- Aplikasi yang muncul dari perangkat ini adalah pencitraan termal, ilmiah, pemantauan lingkungan jarak jauh, probe surya, dan komunikasi THz.
- Ini digunakan dalam detektor partikel, kamera termal, pemindai sidik jari, deteksi kebakaran hutan, deteksi senjata tersembunyi, pengawasan udara, dan aplikasi astronomi.
Saat ini, bolometer modern sering digunakan, karena platina perangkat dapat diganti dengan strip semikonduktor. Perangkat ini memiliki koefisien resistansi suhu yang jauh lebih tinggi sehingga membuat perangkat lebih responsif.
Jadi, ini semua tentang ikhtisar bolometer dan nama alternatif dari perangkat ini adalah kalorimeter. Ini adalah salah satu jenis detektor yang terutama digunakan untuk partikel atau radiasi dan juga digunakan untuk mendeteksi cahaya dalam gelombang mm dan inframerah jauh. Ini pertanyaan untuk Anda, apa saja kerugian dari bolometer?
