Kas yra termopilis?

Termopolis yra termoelektrinis įtaisas, susidedantis iš nuosekliai sujungtų termoporų masyvo. Jis plačiai naudojamas nekontaktinėse temperatūros matavimo programose ir temperatūros stebėjimo sistemose. Termopilai nustato objekto temperatūrą, sugerdami infraraudonąją (IR) spinduliuotę, kuri skleidžiama nuo objekto paviršiaus. Daugumoje prietaiso detektorių yra juodas korpuso paviršius, skirtas efektyviai sugerti IR spinduliuotę.

Termoporos, sudarančios termopilą, susideda iš dviejų skirtingų metalų juostelių, suvirintų viename gale. Kiekviena termopora sukuria įtampą, kuri yra proporcinga temperatūrų skirtumui tarp „karštų“ ir „šaltų“ galų, o tai žinoma kaip Seebeck efektas. Tačiau bendra vieno iš šių įrenginių išėjimo įtampa yra daug didesnė nei termoporos.

Termopolio detektoriuje termoporų „karštosios jungtys“ yra nukreiptos į objekto IR spinduliuotę, o „šaltos jungtys“ yra sujungtos su šilumos kriaukle, kuri paprastai yra silicio dioksido substratas. Kai detektorius yra nukreiptas į objektą, šiluma teka iš objekto į termopilą. Šis šilumos srautas sukuria didelį temperatūrų skirtumą tarp karšto ir šalto sandūrų, o tai prisideda prie termopilo išėjimo elektrinio signalo padidėjimo. Norint lengvai išmatuoti šį išėjimo signalą, galima naudoti netriukšmingą išėjimo stiprintuvą.

Šilumos jutikliuose, kai IR spinduliuotę iš objekto sugeria termopolio jutiklis, atskiros termoporų įtampos sumuojasi ir sukuria aukštą išėjimo įtampą. Dauguma termopolių turi įmontuotus termistorius. Taip yra todėl, kad išvesties signalas yra proporcingas temperatūros skirtumui tarp objekto ir termopolio, o termistorius padeda registruoti temperatūrą.

Silicio pagrindu pagamintos mikroapdirbimo technologijos atsiradimas leido lengvai gauti ekonomiškus termopolio detektorius. Jie plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose. Be kitų naudojimo būdų, jie naudojami medicinoje, pavyzdžiui, ausų termometruose, šilumos jutimo programose, pvz., mikrobangų krosnelėse ir plaukų džiovintuvuose, ir dujų aptikimo programose, pvz., CO2 jutikliuose.

Dujų detektoriuose naudojami termopoliai, skirti matuoti dujų koncentraciją atmosferoje pagal IR sugertį. Pavyzdžiui, CO2 jutikliai naudojami šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (ŠVOK) įrenginiuose, kurie tikrina patalpų oro kokybę (IAQ), palengvina poreikį kontroliuojamą vėdinimą (DCV). Šiuos dujų detektorius galima pritaikyti įvairiems pramoniniams tikslams, pavyzdžiui, aptikti dujų nuotėkį, matuoti CO2 kiekį sąvartynuose, stebėti CO2 kiekį pacientų iškvepiamame kvėpavime ir gaisro signalizacijos programas.