Funcionamiento y características de una termopila

Una termopila es un dispositivo termoeléctrico que consta de una serie de termopares conectados en serie. Es ampliamente utilizado en aplicaciones de medición de temperatura sin contacto y sistemas de monitoreo de temperatura. Las termopilas detectan la temperatura de un objeto al absorber la radiación infrarroja ( IR ) que emite desde la superficie del objeto. La mayoría de los detectores del dispositivo están equipados con una superficie de cuerpo negra para absorber eficazmente la radiación IR.

Las termopilas se utilizan en secadores de pelo.

Los termopares que componen una termopila constan de dos tiras de diferentes metales soldadas en un extremo. Cada termopar produce un voltaje que es proporcional a la diferencia de temperatura entre los extremos "caliente" y "frío", lo que se conoce como efecto Seebeck . Sin embargo, el voltaje de salida total de uno de estos dispositivos es considerablemente más alto que el de un termopar.

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Las termopilas se utilizan en microondas.

En un detector de termopila, las "uniones calientes" de los termopares se enfrentan a la radiación IR incidente del objeto, mientras que las "uniones frías" están conectadas a un disipador de calor, que suele ser un sustrato de sílice. Una vez que el detector apunta hacia el objeto, el calor fluye desde el objeto a la termopila. Este flujo de calor crea una diferencia de temperatura significativa entre las uniones frías y calientes, y esto contribuye a un aumento en la señal eléctrica de salida de la termopila. Para medir fácilmente esta señal de salida, se puede utilizar un amplificador de salida sin ruido.

Los termómetros de oído usan termopilas.

En los sensores de calor, cuando la radiación IR de un objeto es absorbida por el sensor de termopila, los voltajes individuales de los termopares se suman para generar un voltaje de salida alto. La mayoría de las termopilas tienen termistores integrados. Esto se debe a que la señal de salida es proporcional a la diferencia de temperatura entre el objeto y la termopila, y un termistor ayuda a registrar la temperatura.

El advenimiento de la tecnología de micromecanizado basada en silicio ha llevado a la fácil disponibilidad de detectores de termopila rentables. Estos se utilizan ampliamente en una variedad de industrias. Entre otros usos, se utilizan en aplicaciones médicas como termómetros de oído, aplicaciones de detección de calor como hornos microondas y secadores de pelo, y aplicaciones de detección de gases como sensores de CO 2 .

Los detectores de gas emplean termopilas para medir la concentración de gases en la atmósfera por absorción IR. Por ejemplo, los sensores de CO 2 se emplean en aplicaciones de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) que verifican la calidad del aire interior (IAQ), lo que facilita la ventilación controlada por demanda (DCV). Estos detectores de gas tienen una amplia gama de aplicaciones industriales, como la detección de fugas de gas, la medición del contenido de CO 2 de los vertederos, la monitorización del contenido de CO 2 en la exhalación de los pacientes y las aplicaciones de alarma contra incendios.

 

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