Termopilepohjaiset

Termopilepohjaiset (termopile-tekniikkaan perustuvat) anturit mittaavat värähtely- tai säteilylämmön vaikuttamaa jännitetta sen Seebeck-Ilmiön avulla. Termopile koostuu useista thermoelectrodeista sarjaan kytkettyinä, jolloin pinnalle absorboituvan lämpötilan muutos tuottaa sähköisen jännitteen. Absorbaattori kerää infrapunakvantteja kohteesta, ja jäähdyttävä jännite syntyy lämpötilagradientin seurauksena. Vastaus on yleensä pieni, ja tuotantoa vahvistetaan elektroniikan avulla.

Termopilepohjaiset sensorit ovat tyypillisesti suunniteltu infrapuna-alueelle, usein noin 4–14 mikrometrin aallonpituuksille, mutta käytettävyyspituisuudet voivat vaihdella. Ne voivat sisältää optisen ikkunan ja suojakotelon sekä signaalin esikäsittelyn elektroniikkaa, kuten vahvistimia ja kalibrointialgoritmeja. Kalibrointi ja tarkka emissiivisyyden huomioiminen ovat tärkeitä, koska mitattu jännite riippuu kohteen lämpötilan lisäksi sen emissiivisyydestä, etäisyydestä ja optiikasta.

Sovellukset ovat laajoja. Termopilepohjaisia antureita käytetään yksittäisissä infrapunamittauksissa ja prosessilämpötilan seurannassa sekä palovaaranilmaisussa ja palovarmuusturvajärjestelmissä, joissa ei tarvita jäähdytettyjä olosuhteita. Ne ovat kustannustehokkaita, rosprojektiivisia ja vankkoja, mutta niiden tarkkuus ja toistettavuus riippuvat kalibroinnista sekä kohteen emissiivisyydestä.

Yleisiä etuja ovat yksinkertaisuus, vähän liikkuvia osia ja alhainen virrankulutus sekä ei tarvitse jäähdytystä. Rajoitteita ovat emissiivisyysriippuvuus, kalibroinnin tarve ja rajoitettu nopeus verrattuna joihinkin muuhun infrapunasensoreihin. Termopilepohjaisia sensoreita kehitetään aktiivisesti erilaisten mittaus- ja turvallisuusjärjestelmien osana.