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サーモパイルは、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する電子デバイスです。[1]通常は直列、まれに並列に接続された複数の熱電対で構成されています。このようなデバイスは、熱電効果の原理、つまり異種金属（熱電対）が温度差にさらされると電圧を生成する原理に基づいて動作します。[1]
手術
熱電対は、接合点から熱電対出力電圧が測定される点までの温度差を測定することで動作します。閉回路が複数の金属で構成され、接合点とある金属から別の金属への遷移点の間に温度差があると、熱接合点と冷接合点の電位差によって生成されたかのように電流が生成されます。[2]
熱電対は、熱抵抗層の両側に接合部がある熱電対ペアとして直列に接続できます。熱電対ペアからの出力は、熱抵抗層全体の温度差と熱抵抗層を通過する熱流束に直接比例する電圧になります。直列の熱電対ペアをさらに追加すると、電圧出力の大きさが増加します。
サーモパイルは、2 つの熱電対接合部で構成される 1 つの熱電対ペア、または複数の熱電対ペアで構築できます。
サーモパイルは絶対温度には反応しませんが、局所的な温度差や温度勾配に比例した出力電圧を生成します。電圧と電力の量は非常に小さく、そのような目的のために特別に設計された制御装置を使用してミリワットとミリボルト単位で測定されます。[3]
アプリケーション
サーモパイルは、体温を測定するために医療専門家が広く使用している赤外線温度計や、センサーの密閉された空洞内の温度プロファイルを測定する熱加速度計 などの温度測定装置の一部として、温度に応じて出力を提供するために使用されます。 [4]また、熱流センサーや日射計[5] [6]、ガスバーナーの安全制御にも広く使用されています。サーモパイルの出力は通常、数十から数百ミリボルトの範囲です。[7]信号レベルを上げるだけでなく、このデバイスを使用して空間温度の平均化を行うこともできます。[8]
サーモパイルは、電気部品、太陽風、放射性物質、レーザー放射、燃焼などの熱から電気エネルギーを生成するためにも使用されます。このプロセスは、熱を高温接合部から低温接合部へ伝達するため、ペルチェ効果(電流が熱エネルギーを伝達する) の例でもあります。
いわゆるサーモパイルセンサーもあります。これは、光またはレーザーのパワーが熱に変換され、その結果生じる温度上昇がサーモパイルによって測定されるという原理に基づいたパワーメーターです。[9]
参照
参考文献
- ^ ab 「Woodhead Publishing Series in Energy」、太陽熱暖房・冷房の進歩、エルゼビア、2016年、pp. xiii–xviii、doi :10.1016/b978-0-08-100301-5.09002-0、ISBN 9780081003015
- ^ アダムス、チャールズ・ケンドール（1895年）。ジョンソンのユニバーサル百科事典：新版。D.アップルトン、AJジョンソン。p.116。
- ^ Montgomery, Ross; McDowall, Robert (2008). HVAC 制御システムの基礎. アトランタ: Elsevier. p. 161. ISBN 9780080552330。
- ^ Mukherjee, Rahul; Basu, Joydeep; Mandal, Pradip; Guha, Prasanta Kumar (2017). 「マイクロマシン化熱加速度計のレビュー」. Journal of Micromechanics and Microengineering . 27 (12): 123002. arXiv : 1801.07297 . Bibcode :2017JMiMi..27l3002M. doi :10.1088/1361-6439/aa964d. S2CID 116232359.
- ^ 「気象用語集（T） - NovaLynx Corporation」。2016年11月17日閲覧。
- ^ 「用語集」 。 2016年11月17日閲覧。
- ^ “用語集”。2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年11月17日閲覧。
- ^ 「Capgo - センサー用語集」。2016年11月17日閲覧。
- ^ Pineda, Diana Davila; Rezaniakolaei, Alireza (2017-08-22). 熱電エネルギー 変換: 基本概念とデバイスアプリケーション。ホーボーケン、ニュージャージー: John Wiley & Sons。ISBN 9783527698134。
外部リンク
- TPA81 サーモパイル検出器アレイ技術仕様