Thermopile

niet te verwarren met thermofiel of Thermopylae.

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.

Diagram van een verschiltemperatuur thermopile met twee reeksen thermokoppelparen in serie verbonden. De twee bovenste thermokoppelverbindingen zijn bij temperatuur T1, terwijl de twee onderste thermokoppelverbindingen bij temperatuur T2 zijn. Het uitgangsspanning van de thermopile, ΔV, is direct evenredig met het temperatuurverschil, ΔT of T1 – T2, over de thermische weerstandslaag en het aantal thermokoppelkoppelingen. De thermopile spanning uitgang is ook direct evenredig met de warmteflux, q”, door de thermische weerstand laag.

Foto van een warmtefluxsensor die gebruik maakt van een thermopile constructie om de warmteflux direct te meten. Het getoonde Model is de FluxTeq PHFS-01 warmteflux sensor. De spanningsuitgang wordt passief geïnduceerd uit de thermopile evenredig met de warmteflux door de sensor of op dezelfde manier het temperatuurverschil over het dunne-filmsubstraat en het aantal thermokoppelkoppelingen. Deze spanningsuitgang van de Thermopile van de sensor wordt in eerste instantie gekalibreerd om deze te relateren aan de warmteflux.

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.

Thermopile, samengesteld uit meerdere thermokoppels in serie. Als zowel de rechter-als de linkerknooppunten dezelfde temperatuur hebben, heffen spanningen elkaar op tot nul. Als er echter een temperatuurverschil tussen zijden is, is de resulterende totale uitgangsspanning gelijk aan de som van kruisspanningsverschillen.

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.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

Previous post NEMO omen Watchman 300 Win Mag
Next post Huwelijksreis weduwe Hagel Smith wiens man stierf op cruise 10 jaar geleden ‘ s nieuwe leven