Thermopile

a termopile olyan elektronikus eszköz,amely a hőenergiát elektromos energiává alakítja. Több hőelemből áll, amelyek általában sorba vannak kötve, vagy ritkábban párhuzamosan. Egy ilyen eszköz a termoelektromos hatás elvén működik, azaz feszültséget generál, amikor az eltérő fémek (hőelemek) hőmérsékletkülönbségnek vannak kitéve.

a differenciális hőmérsékleti termopile diagramja két sorosan összekapcsolt hőelempárral. A két felső hőelem csomópont T1 hőmérsékleten, míg a két alsó hőelem csomópont T2 hőmérsékleten van. A TERMOPILE kimeneti feszültsége, az adapterek, egyenesen arányos a HŐELLENÁLLÁSI rétegen és a hőelem csatlakozópárok számán belüli hőmérséklet – különbséggel, az XHAMSTERTEL vagy a T1-T2-vel. A termopile feszültség kimenete szintén közvetlenül arányos a hőárammal, q”, A hőellenállási rétegen keresztül.

kép egy hőáram-érzékelőről, amely termopile konstrukciót használ a hőáram közvetlen mérésére. A bemutatott modell a FluxTeq PHFS-01 hőáram-érzékelő. A kimeneti feszültség passzívan indukálódik a hőpólusból, amely arányos az érzékelőn keresztüli hőárammal, vagy hasonlóan a vékonyréteg szubsztrátum hőmérsékletkülönbségével és a hőelem csatlakozópárok számával. Az érzékelő termopile-jének ezt a kimeneti feszültségét kezdetben kalibrálják annak érdekében, hogy összekapcsolják a hőárammal.

a hőelemek úgy működnek, hogy megmérik a hőmérsékleti különbséget a csatlakozási pontjuktól a hőelem kimeneti feszültségének méréséig. Ha egy zárt áramkör egynél több fémből áll, és hőmérsékletkülönbség van a csomópontok és az egyik fémről a másikra való átmenet pontjai között, akkor áram keletkezik, mintha a meleg és a hideg csomópont közötti potenciálkülönbség generálná.

a hőelemek sorosan csatlakoztathatók hőelem párokként, a hőellenállási réteg mindkét oldalán elhelyezkedő csomóponttal. A hőelempár kimenete olyan feszültség lesz, amely közvetlenül arányos a hőellenállási réteg hőmérsékleti különbségével, valamint a hőellenállási rétegen keresztüli hőárammal. További hőelem-Párok soros hozzáadása növeli a kimeneti feszültség nagyságát. A hőelemeket egyetlen hőelempárral lehet felépíteni, amely két hőelem csomópontból vagy több hőelempárból áll.

a Termopilek nem reagálnak az abszolút hőmérsékletre, hanem a helyi hőmérsékletkülönbséggel vagy hőmérséklet-gradienssel arányos kimeneti feszültséget generálnak. A feszültség és a teljesítmény mennyisége nagyon kicsi, és ezeket milli-wattban és milli-voltban mérik, kifejezetten erre a célra tervezett vezérelt eszközökkel.

a Termopileket arra használják, hogy a hőmérsékletre reagálva kimenetet biztosítsanak egy hőmérsékletmérő eszköz részeként, például az orvosi szakemberek által a testhőmérséklet mérésére széles körben használt infravörös hőmérőkben, vagy termikus gyorsulásmérőkben az érzékelő lezárt üregében lévő hőmérsékleti profil mérésére. Széles körben használják hőáram-érzékelőkben, pirheliométerekben és gázégő biztonsági vezérlőkben is. A termopile kimenete általában tíz vagy száz millivolt tartományban van. A jelszint növelése mellett az eszköz felhasználható térbeli hőmérséklet-átlagolás biztosítására.

Thermopile, amely több hőelemből áll sorozatban. Ha mind a jobb, mind a bal oldali csomópont azonos hőmérsékletű, a feszültségek nullára csökkennek. Ha azonban hőmérsékletkülönbség van az oldalak között, akkor a kapott teljes kimeneti feszültség megegyezik a csatlakozási feszültségkülönbségek összegével.

a Termopileket elektromos energia előállítására is használják, például, hő elektromos alkatrészekből, napszél, radioaktív anyagok, lézersugárzás vagy égés. A folyamat a Peltier-effektus (hőenergiát továbbító elektromos áram) példája is, mivel a folyamat hőt továbbít a forróról a hideg csomópontokra.

vannak még az úgynevezett termopile érzékelők, amelyek teljesítménymérők azon az elven alapulva, hogy az optikai vagy lézeres teljesítményt hővé alakítják, és az ebből eredő hőmérsékletnövekedést egy termopile méri.