Ein thermopile er ein tening sem broyar varme til straum ved að nota thermoelectric áhrif.

Hon består av fleiri thermocouples, sem eru parar av tráðum gert af ólíkum metlum sem mynda spennu þegar þau eru sett í samanburði við hitamismun. Thermocouples eru tengd í seríu eða sumtegundar parallellt til að mynda thermopile, sem myndar hærri spennu úttak en einn thermocouple. Thermopiles eru notuð fyrir ýmis forrit eins og mælingar á hitastigi, framleiðsla á orku og greining á infraröðulstráli.

Hvernig virkar thermopile?

Thermopile virkar á grunnvelli thermoelectric áhrifa, sem er bein broyting hitamismunara í elektrisk spenna og öfugt. Þessi áhrif voru uppgötvað af Thomas Seebeck árið 1826, sem sá að lúppa gerð af tveim ólíkum metlum myndi spennu þegar ein tengslpunktur var heitlaður og annar kylst.

Thermopile er í raun seríu af thermocouples, hver af þeim samanstendur af tveim tráðum af ólíkum metlum með stóru thermoelectric power og mótsægandi polaritetum.

Thermoelectric power er mælitaktur fyrir hversu mikið spenna efni myndar á einingu hitamismun. Tráðin eru tengd í tvo tengslpunkta, einn heitann og annan kaldan. Heitu tengslpunkta er sett í svæði með hærri hitastigi, en kaldu tengslpunkta er sett í svæði með lægri hitastigi. Hitamismunurinn milli heitu og kaldu tengslpunkta valdar að rafsstraum fer í gegnum lúppuna, sem myndar spennu úttak.

Spennu úttakið af thermopile er hlutfallslegt við hitamismun yfir teninginn og fjölda thermocouple par.

Hlutafallskonstantin er kölluð Seebeck stuðull, sem er skilgreind í voltum per kelvin (V/K) eða millivoltum per kelvin (mV/K). Seebeck stuðullinn fer eftir tegund og samsetningu metlanna sem notaðir eru í thermocouples.

Myndin neðan sýnir einfalda thermopile með tveim seríum af thermocouple parum tengd í seríu.

Tveir efstu thermocouple tengslpunktur eru á hitastigi T1, en tveir neðstu thermocouple tengslpunktur eru á hitastigi T2. Spennu úttakið frá thermopile, ΔV, er beint hlutfallslegt við hitamismun, ΔT eða T1 – T2, yfir hitaverndarlaget og fjölda thermocouple par. Hitaverndarlaget er efni sem minnkar hitaströnd milli heitu og kaldu svæða.

Mynd af differential temperature thermopile

    T1
    |\
    | \
    |  \
    |   \
    |    \
    |     \  ΔV
    |      \
    |       \
    |        \
    |         \
    |          \
    |           \
    |            \
    |             \
    |              \
    |               \
    ------------------
        Hitaverndarlag
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               &...... (Translation continues for the rest of the document)