БОЛО́МЕТР

БОЛО́МЕТР (от греч. βολή – бро­сок, луч и …метр), при­бор для об­на­ру­же­ния и из­ме­ре­ния энер­гии элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния (гл. обр. ИК), дей­ст­вие ко­то­ро­го ос­но­ва­но на из­ме­не­нии элек­трич. со­про­тив­ле­ния тер­мо­чув­ст­вит. эле­мен­та при его на­гре­ва­нии вслед­ст­вие по­гло­щения энер­гии из­ме­ряе­мо­го из­лу­че­ния. В со­че­та­нии со спек­тро­мет­ром Б. слу­жит для оп­ре­де­ле­ния спек­траль­но­го со­ста­ва из­лу­че­ния. Тер­мо­чув­ст­вит. эле­мент Б. обыч­но пред­став­ля­ет со­бой тон­кий слой ме­тал­ла (0,1–1 мкм) или ПП с боль­шим тем­пе­ра­тур­ным ко­эф. со­про­тив­ле­ния (0,04–0,06 градус^–1 и бо­лее); для уве­ли­че­ния по­гло­ще­ния энер­гии рабо­чая по­верх­ность слоя за­чер­ня­ет­ся. В ка­че­ст­ве ма­те­риа­ла тер­мо­чув­ст­вит. эле­мен­та ис­поль­зу­ют ни­кель, зо­ло­то, вис­мут (ме­тал­лич. Б.) и сме­си ок­си­дов мар­ган­ца и ни­ке­ля или мар­ган­ца, ни­ке­ля и ко­баль­та (по­лу­про­вод­ни­ко­вые Б.). Чув­ст­вит. эле­мент мон­ти­ру­ет­ся на цо­ко­ле (под­лож­ке), те­п­ло­ём­кость ко­то­ро­го на­мно­го пре­вы­ша­ет те­п­ло­ём­кость чув­ствит. эле­мен­та, при этом по­вы­ше­ние темп-ры слоя, обу­слов­лен­ное по­гло­ще­ни­ем па­даю­ще­го из­лу­че­ния, бы­ст­ро вы­рав­ни­ва­ет­ся за счёт те­п­ло­про­вод­но­сти. Из­ме­не­ние элек­трич. со­про­тив­ле­ния чув­ст­вит. эле­мен­та при на­гре­ва­нии при­во­дит к из­ме­не­нию на­пря­же­ния на на­гру­зоч­ном ре­зи­сто­ре, что и слу­жит ме­рой энер­гии ре­ги­ст­ри­руе­мо­го из­лу­че­ния. Для спек­траль­ных из­ме­ре­ний при­ме­ня­ют ком­пен­са­ци­он­ные Б., со­стоя­щие из двух тер­мо­чув­ст­вит. эле­мен­тов, ко­то­рые вклю­ча­ют­ся по схе­ме мос­то­вой це­пи.

Б. ха­рак­те­ри­зу­ют­ся: чув­ст­ви­тель­но­стью (ко­эф. пре­об­ра­зо­ва­ния энер­гии из­лу­че­ния в элек­трич. на­пря­же­ние); по­сто­ян­ной вре­ме­ни (вре­мя ус­та­нов­ле­ния те­п­ло­во­го ба­лан­са при об­лу­че­нии), оп­ре­де­ляю­щей бы­ст­ро­дей­ст­вие при­бо­ра; по­ро­гом чув­ст­ви­тель­но­сти, или по­ро­го­вым по­то­ком (ми­ним. по­ток, при ко­то­ром сиг­нал бли­зок или ра­вен шу­мам). Совр. Б. име­ют чув­ст­ви­тель­ность 10–5·10³ В/Вт, по­ро­го­вый по­ток 10^–11– 10^–10 Вт/Гц^1/2 и по­сто­ян­ную вре­ме­ни 10^–3–2·10^–1 с; ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в ре­ги­ст­ри­рую­щих сис­те­мах бы­ст­ро­дей­ст­вую­щих ИК-спек­тро­мет­ров, для бес­кон­такт­но­го дис­тан­ци­он­но­го из­ме­ре­ния темп-ры на­гре­тых и ох­ла­ж­дён­ных тел, а так­же для из­ме­ре­ния СВЧ-мощ­но­сти.

Осо­бую груп­пу со­став­ля­ют сверх­про­вод­ни­ко­вые Б., ра­бо­таю­щие при глу­бо­ком ох­ла­ж­де­нии (3–15 К); их дей­ст­вие ос­но­ва­но на рез­ком из­ме­не­нии элек­трич. со­про­тив­ле­ния при пе­ре­хо­де не­ко­то­рых ме­тал­лов и ПП от нор­маль­но­го со­стоя­ния к сверх­про­во­дя­ще­му. В пе­ре­ход­ном диа­па­зо­не темп-р, со­став­ляю­щем до­ли гра­ду­са, тем­пе­ра­тур­ный ко­эф. со­про­тив­ле­ния рез­ко воз­рас­та­ет (до 50 на 1 К), что при­во­дит к уве­ли­че­нию чув­ст­ви­тель­но­сти Б. В сверх­про­вод­ни­ко­вых Б. тер­мо­чув­ст­вит. эле­мен­ты из­го­тов­ля­ют из оло­ва, тан­та­ла, спла­ва нио­бия с оло­вом, нит­ри­да нио­бия; по­ро­го­вый по­ток и по­сто­ян­ная вре­ме­ни со­став­ля­ют со­от­вет­ст­вен­но 3·10^–11– 5·10^–14 Вт/Гц^1/2 и 10^–4–10^–3 с. Осн. недос­та­ток та­ких Б. – не­об­хо­ди­мость глу­бо­ко­го ох­ла­ж­де­ния и под­дер­жа­ния низ­кой темп-ры пе­ре­хо­да с вы­со­кой степе­нью точ­но­сти. Ве­дут­ся раз­ра­бот­ки (2005) вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ных сверх­про­вод­ни­ко­вых Б. на ос­но­ве крем­ние­вой мем­бран­ной тех­но­ло­гии, не имею­щих это­го не­дос­тат­ка.

См. так­же При­ём­ни­ки оп­ти­че­ско­го из­лу­че­ния.