Болометры полупроводниковые

Радиационные пирометры используют зависимость потока теплового излучения (5.7) контролируемого объекта от его температуры (см. 5.3) и выполняются на основе различных первичных преобразователей батарей термопар, охлаждаемых полупроводниковых резисторов, пироэлектрических преобразователей, болометров и др. Они изготавливаются на современной элементной базе электроники и обладают большой чувствительностью, что позволяют измерять сравнительно низкие температуры. Помимо [c.190]

Характеристики некоторых термисторов и одного из сурьмяных полупроводниковых болометров приведены в табл, 3. [c.239]

Наибольшей чувствительностью обладают полупроводниковые болометры. Полупроводниковые болометры (термисторы) и болометры на сверхпроводниках имеют нижний предел регистрируемой мощности примерно 10 ° вт. [c.49]

Болометр в переводе с греческого означает измеритель излучения. Действие его основано на том, что сопротивление проводника зависит от его температуры. Болометры бывают металлические и полупроводниковые. Болометры представляют собой тонкие пластинки из материала, сопротивление которого сильно зависит от температуры. Наиболее пригодны следующие металлы платина, золото, висмут, сурьма и полупроводники германий, кремний, оксиды меди, марганца, никеля, кобальта. [c.290]

В инфракрасных Г. используют также неселективные приемники излучения-болометры, термобатареи, полупроводниковые элементы. Тогда в случае источников с широким спектром излучения избирательность определения обеспечивают применением интерференционных и газовых фильтров. Для повышения точности и стабильности измерения часть потока излучения обычно пропускают через сравнит, кювету, заполненную газом, не поглощающим регистрируемое излучение, и измеряют разность или отношение сигналов, полученных в результате прохождения излучения через рабочую и сравнит, кюветы. [c.457]

Болометры — специально выполненные резисторы из проводникового или полупроводникового материала, предназначенные для обнаружения и измерения чрезвычайно малых потоков мощности. По сравнению с другими терморезисторами болометры отличает более высокая стабильность характеристик (металлические болометры), но вместе с тем — пониженные температурные коэффициенты. Их так же, как СВЧ-диоды, изготавливают парами, причем располагают рядом и один из них экранируют от излучения. Болометры часто применяют с охлаждением до низких температур с целью увеличить их чувствительность и снизить погрешность измерений. [c.122]

Полупроводниковые резисторы, предназначенные для регистрации потоков излучения, часто называют также фоторезисторами. К этому типу относятся резисторы серии ФСА, изготовленные на основе сернистого свинца, и позволяют преобразовывать потоки излучений видимого и инфракрасного диапазонов в изменение сопротивления. Постоянная времени этих фоторезисторов равна 40 МКС. Поскольку создавать свободные заряды могут кванты излучений с достаточной энергией, для- полупроводниковых терморезисторов, воспринимающих тепловое излучение, существует красная граница —наибольшая длина волны колебаний Як, выше которых падающее излучение не приводит к существенному изменению сопротивления. Терморезистор типа БКМ-2, являющийся болометром, предназначенным для регистрации малых потоков излучения, имеет большую длинноволновую границу за счет накопления энергии падающего излучения в виде теплоты и постоянную времени около 6 мс. Конструктивно в одном корпусе объединены два одинаковых терморезистора, включаемых в балансную или мостовую цепь, причем один из резисторов закрыт экраном от падаю- [c.182]

Недавно стали доступны полупроводниковые детекторы, сделанные из сульфида свинца, селенида свинца и теллурида свинца. Сульфид свинца можно использовать вплоть до 3 мк, а теллурид свинца — до 5 мк. Тем не менее необходимы более чувствительные устройства, которые позволили бы обнаруживать чрезвычайно малые энергии, характерные для более длинных волн. В настоящее время широко используются вакуумные термопары, поглощающие излучение с большой эффективностью. Эти термопары соединены с высокоэффективными усилителями. До того как успехи электроники привели к созданию таких высокоэффективных бесшумных усилителей, для получения внутреннего усиления в качестве первой ступени применяли термостолбики. Пригодна также газовая ячейка Голея, в которой записывается изменение давления газа в зависимости от поглощенной энергии излучения. Представляют интерес также термисторные полупроводниковые детекторы. Эти детекторы, имеющие одинаковую чувствительность вплоть до длины волны 40 мк, малоинерционны, их просто приспособить и легко усилить. Используется также болометр, по крайней мере в одном из выпускаемых приборов. [c.250]

В последние годы наряду с металлическими болометрами получили широкое применение полупроводниковые болометры, обладающие чувствительностью на несколько порядков большей, чем металлические. Эго объясняется тем, что чувствительный элемент полупроводникового болометра обладает большим сопротивлением, причем температурный коэффициент полупроводниковых материалов примерно в 10 раз больше, чем у металлов и имеет отрицательный знак. Значения удельного сопротивления у разных полупроводников различны и при комнатной температуре лежат в пределах 0,1—10 ом-см таким образом, полупроводники по электропроводности занимают всю область, разделяющую проводники от диэлектриков. Полупроводниковый болометр, так же как и металлический, при измерении светового потока включается в схему моста Уитстона. [c.262]

Для регистрации спектров используют классич. спектрофотометры и фурье-спектрометры. Осн. части классич. спектрофотометра-источник непрерывного теплового излучения, монохроматор, иеселективиый приемник излучения. Кювета с в-вом (в любом агрегатном состояиии) помещается перед входной (иногда за выходной) щелью. В качестве диспергирующего устройства монохроматора применяют призмы из разл, материалов (LiF, Na l, K l, sF и др.) и дифракц. решетки. Последовательное выведение излучения разл. длин волн на выходную щель и приемник излучения (сканирование) осуществляется поворотом призмы или решетки. Источники излучения-накаливаемые электрич. током стержни из разл. материалов. Приемники чувствительные термопары, металлич. и полупроводниковые термосопротивления (болометры) и газовые термопреобразователи, нагрев стенки сосуда к-рых приводит к нагреву газа и изменению его давления, к-рое фиксируется. Выходной сигнал имеет вид обычной спектральной кривой. Достоинства приборов классич. схемы простота конструкции, относит, дешевизна. Недостатки невозможность регистрации слабых сигналов из-за малого отношения сигнал шум, что сильно затрудняет работу в далекой ИК области сравнительно невысокая разрешающая способность (до 0,1 см ), длительная (в течение минут) регистрация спектров. [c.250]

Полупроводниковые болометры. Изготовляются они обычно из окисей полупроводников, обладающих высоким сопротивлением. Их температурный коэффициент отрицателен и велик (несколько процентов на градус). [c.231]

Металлический болометр всегда работает в стабильных условиях. В случае сверхпроводниковых болометров, когда коэффициент а положителен, но очень велик, нестабильность будет появляться, если а (Т — Тц) стремится к единице. Если тепловой эффект больше желаемой величины, то он может быть уменьшен путем снижения нагрузочного сопротивления при соответствующим образом подобранных условиях этот эффект, как можно показать, равен нулю. У полупроводниковых болометров а — отрицательная величина, и приведенные выше выкладки показывают, что система является устойчивой. Однако если нагрузочное сопротивление мало (т. е. меньше нужной для стабильных условий величины), то тепловой эффект снова становится положительным. В предельном случае очень малой нагрузки [c.233]

Условие (IV.26) необходимо, но недостаточно для обеспечения заданной разрешающей способности / , которая далеко не всегда может быть реализована из-за малой величины лучистого потока Р, попадающего на приемник. Особенно часто ощущается недостаток света при исследовании спектров поглощения в инфракрасной области. В инфракрасных спектрометрах применяются тепловые источники излучения (силитовый стержень, штифт Нернста), обладающие в этой области невысокой спектральной яркостью, причем, в отличие от спектрографа, недостаток света невозможно компенсировать большой экспозицией. Кроме того, чувствительность приемников инфракрасного излучения (полупроводниковые фотосопротивления, термоэлементы, болометры, оптико-акустические приемники) значительно ниже, чем у фото- [c.144]

Болометры. Болометром называется приемник лучистой энергии, действие которого основано на изменении электрического сопротивления чувствительного элемента при нагревании его вследствие поглощения излучения. Болометры бывают металлические, полупроводниковые и сверхпроводящие. [c.109]

Чувствительность металлопленочного болометра может быть повышена за счет применения полупроводниковой пленки. В этом случае тонкая стеклянная или слюдяная пластинка с одной стороны покрывается металлической пленкой, а с противоположной стороны— полупроводниковой пленкой. Болометр работает следующим образом. Металлическая пленка, сопротивление которой согласовано с волновым сопротивлением, поглощает энергию СВЧ и нагревается. Нагрев металлической пленки вызывает нагрев подложки и слоя полупроводника. Поскольку подложка имеет очень малую толщину, температура полупроводникового слоя с большей точностью соответствует температуре металлического слоя. [c.74]

В качестве СВЧ детектора как в схеме рис. 2, так и в схеме рис. 3 могут применяться полупроводниковые диоды или проволочные болометры. Несмотря на то, что с болометрами можно получить довольно высокую чувствительность [4, 5], они все же используются значительно реже, чем полупроводниковые диоды. Это объясняется в основном сравнительно большой инерционностью болометра [6], что значительно уменьшает возможности [c.16]

Очевидно, что такое определение сигнала детектора справедливо при условии, что коэффициент аккомодации близок к единице и аккомодация частиц не сопровождается выделением энергии вторичных процессов, как, например, рекомбинация атомов на поверхности детектора. Чувствительность болометра сильно зависит от параметров электрической схемы питания, и оптимальная рабочая точка может быть выбрана подбором напряжения питания и добавочного сопротивления, определяющих полный ток в цепи и падение напряжения на болометре и сопротивлении. Полупроводниковые болометры имеют чувствительность 10 —10 В/Вт и постоянную времени от нескольких микросекунд до миллисекунды. [c.203]

Микроволновый спектрометр состоят из источника излучения (чаще всего клистрона), ячейки с исследуемым в-вом (или ииогда объемного резонатора), детектора (полупроводникового или болометра) и устройства, позволяющего модулировать частоты спектральных линий внешним электрическим Штарка эффект) или магн. полем Зеелиша эффект). Ширина спектральной линии обусловлена гл. обр. эффектом Доплера и соударениями молекул. Чтобы уменьшить роль соударений, эксперимент проводят при низкнх т-рах (200 К) и давлениях газа ( 0,13 Па, 10 мм рт.ст.) или используют мол. пучки, в к-рых практически отсутствуют соударения молекул. Это обусловливает высокую разрешающую способность метода (<в/Аш я 10 -10 ). Погрешности определения частот о, а следовательно, и крайне малы (АВд 10 см , 10 нм), что позволяет установить геом. параметры двухатомных молекул с наивысшей точностью по сравнению с др. методами иосле-дования структуры (в частности, дифракционными). [c.83]

Бесконтактный, дистанционный способ измерения температуры [95] был бы наиболее желателен для определения температуры подвижных частиц в кипящем слое. Этот способ может быть осуществлен при помощи полупроводниковых болометров, фотоэлементов, фотосопротивлений, преобразующих энергию инфракрасных лучей. Для этой группы приборов характерна безынер ционность, больщая чувствительность, достигающая 10 —10 вт/см , и возможность регистрации низких температур. Для измерения высоких температур (700 °С и выше) могут применяться оптические и радиационные пирометры, относящиеся к этому же классу первичных [c.40]

Детектирующими элементами для наиболее широко применяемых промышленных пирометров служат термобатареи, составленные из нескольких термопар, соединенных последовательно. Полупроводниковые, платиновые и медные элементы болометро и фотоэлементы различных типов также могут служить в качестве детекторов. [c.382]

Источником излучения в интервале 20—150 мк служит обычно штифт Нернста или глобар иногда используются в лабораторных исследованиях угольная дуга, сетка Ауэра, платиновая лента, покрытая слоем тория. Однако для установки в спектрофотометрах, выпускаемых промышленностью, приемлемыми оказались только первые два типа источников, эффективных вплоть до длин волн порядка 80 мк, далее же следует использовать ртутную лампу высокого давления. Она обычно представляет собою кварцевую трубку, заполненную парами ртути. В процессе разряда температура паров ртути повышается до 1200° К, а давление достигает нескольких атмосфер. Есть основание полагать, что излучение с длиной волны короче 50 мк исходит от зон, прилегающих к стенкам кварцевой трубки, а длинноволновое — от внутренних зон разряда. Излучение с длиной волны выше 300 мк составляет 70—80% всего излучения разряда. Приемники — металлические и полупроводниковые болометры, а также оптикоакустические приемники. В последнее время начинают все более широко применяться приемники, работающие при температурах жидкого азота и гелия угольные болометры, германиевые болометры и малоинерционные приемники из антимонида индия. [c.277]

Полупроводниковые болометры, изготовляемые, согласно Уормсеру [851, из спекаемых окислов магния и никеля или ни1селя и кобальта, известны под промышленным названием термисторы . Сопротивления указанной пары материалов относятся, как 10 1, но в любом случае сопротивление элемента подгоняется при изготовлении к такой величине, чтобы элемент дюг непосредственно соединяться с ламповым усилителем. [c.238]

Большей интегральной чувствительностью обладают полупроводниковые болометры — термистеры. [c.291]

Рассмотрим, как пример подобных фотокамер, прибор Оптитерм , предназначенный для фотографирования объектов в длинноволновой области ИК-спектра (рис. 6.5). Схема прибора Оптитерм дана на рис. 6. 6. Прибор состоит из следующих основных частей зеркально-линзового объектива 5, в фокальной плоскости которого размещается полупроводниковый болометр 2 плоского сканирующего зеркала 6 и источника света 9, интенсивность которого регулируется блоком управления / свет от источника проектируется на фотопленку 10. [c.201]

Болометры делятся на два основных типа металлические и полупроводниковые. Металлический болометр представляет собой чувствительный элемент, изготовленный из рыхлого металла ( черни ), нанесенного на подложку из диэлектрика, которая помещена в баллон, заполненный инертным газом или ва-куумированный. У полупроводниковых болометров чувствительный элемент выполнен из полупроводникового материала толщиной 10— [c.41]

Полупроводниковый болометр (рис. 2.7) состоит из двух терморезистивных элементов, выполненных в виде тонких прямоугольных пластин. Один из них 4 является активным и подвергается воздействию ИК-излучения, другой 3 служит для компенсации влияния температуры окружающей среды. Активный и компенсационный элементы болометра включаются в мостовую электрическую схему, с помощью которой измеряется падающий на приемник световой поток. Полупроводниковые болометры обладают большей механической прочностью по сравнению с металлическими, не требуют применения вакуумной оболочки, менее инерционны, что и обусловило их более широкое практическое использование. [c.41]

Болометр. Болометр, подобно радиационной термопаре, реагирует на температурные изменения, производимые в приемнике поглощенным инфракрасным излучением. Он обычно представляет собой металлическую или полупроводниковую полоску, обладающую большим температурным коэффициентом сопротивления. Полоска питается постоянным током, который определяется нагрузочным сопротивлением и сопротивлением чувствительного элемента, последнее примерно в 10 раз меньше. Обычно для питания болометра применяют постоянный ток, но в некоторых системах успешно применяли и переменный. В любом случае ток питания болометра не должен попадать на вход усилителя. Это достигается либо мостовой схемой питания болометра, либо блокирующей емкостью при питании переменным током. Обе схемы подключения приведены на рис. 8. Элементы цепи А подбираются так, чтобы обеспечить оптимальную чувствительность болометра, максимальный коэффициент усиления в трансформаторе и минимальный джонсоновский шум в первичной обмотке трансформатора. Для этого необходимо, чтобы отношение со- [c.25]

Специальный тип болометров представляют термисторы (терморезисторы) из полупроводниковых материалов (например, смеси окислов Мп, Си, Со и N1, смеси РегОз - - MgAl204, Т10г + + М 0, титанат бария, монокристаллы Ое, Si и др.). Обладают большим температурным коэффициентом сопротивления. Порог чувствительности — 10 Вт, инерционность изменяется в широких пределах [69]. [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология