een thermopile is een elektronisch apparaat dat thermische energie omzet in elektrische energie. Het bestaat uit verschillende thermokoppels die gewoonlijk in serie of, minder vaak, parallel zijn aangesloten. Een dergelijk apparaat werkt volgens het principe van het thermo-elektrisch effect, dat wil zeggen, het genereren van een spanning wanneer de ongelijke metalen (thermokoppels) worden blootgesteld aan een temperatuurverschil.
thermokoppels werken door het meten van het temperatuurverschil van hun aansluitpunt tot het punt waar de thermokoppel uitgangsspanning wordt gemeten. Zodra een gesloten circuit uit meer dan één metaal bestaat en er een temperatuurverschil is tussen kruispunten en overgangspunten van het ene metaal naar het andere, wordt een stroom geproduceerd alsof deze wordt gegenereerd door een potentiaalverschil tussen de warme en koude kruising.
thermokoppels kunnen in serie worden aangesloten als thermokoppelparen met een verbinding aan weerszijden van een thermische weerstandslaag. De output van het thermokoppelpaar zal een spanning zijn die recht evenredig is met het temperatuurverschil over de thermische weerstandslaag en ook met de warmteflux door de thermische weerstandslaag. Het toevoegen van meer thermokoppelparen in serie verhoogt de omvang van de spanningsuitgang. Thermopiles kunnen worden geconstrueerd met een enkel thermokoppelpaar, bestaande uit twee thermokoppelverbindingen, of meerdere thermokoppelparen.
Thermopiles reageren niet op de absolute temperatuur, maar genereren een uitgangsspanning evenredig aan een lokaal temperatuurverschil of temperatuurgradiënt. De hoeveelheid spanning en vermogen zijn zeer klein en ze worden gemeten in milli-watt en milli-volt met behulp van gecontroleerde apparaten die speciaal zijn ontworpen voor een dergelijk doel.
Thermopiles worden gebruikt om een reactievermogen op temperatuur te leveren als onderdeel van een temperatuurmeetapparaat, zoals de infraroodthermometers die veel worden gebruikt door medische professionals om de lichaamstemperatuur te meten, of in thermische versnellingsmeters om het temperatuurprofiel in de verzegelde ruimte van de sensor te meten. Ze worden ook veel gebruikt in warmtefluxsensoren en pyrheliometers en veiligheidscontroles van gasbranders. De output van een thermopile is meestal in het bereik van tientallen of honderden millivolts. Naast het verhogen van het signaalniveau, kan het apparaat worden gebruikt om de ruimtelijke temperatuur gemiddeld te maken.
Thermopielen worden ook gebruikt om elektrische energie op te wekken uit bijvoorbeeld warmte uit elektrische componenten, zonnewind, radioactieve materialen, laserstraling of verbranding. Het proces is ook een voorbeeld van het Peltier-effect (elektrische stroom die warmte-energie overbrengt), aangezien het proces warmte van de hete naar de koude kruispunten overbrengt.
er zijn ook de zogenaamde thermopile sensoren, dat zijn vermogensmeters gebaseerd op het principe dat het optische of laservermogen wordt omgezet in warmte en de resulterende temperatuurstijging wordt gemeten door een thermopile.