Thermopile adalah perangkat termoelektrik yang terdiri dari susunan termokopel yang dihubungkan secara seri. Ini banyak digunakan dalam aplikasi pengukuran suhu non-kontak dan sistem pemantauan suhu. Thermopiles mendeteksi suhu suatu objek dengan menyerap radiasi inframerah (IR) yang dipancarkan dari permukaan objek. Sebagian besar detektor perangkat dilengkapi dengan permukaan benda hitam untuk menyerap radiasi IR secara efektif.
Termokopel yang membentuk thermopile terdiri dari dua strip logam berbeda yang dilas pada salah satu ujungnya. Setiap termokopel menghasilkan tegangan yang sebanding dengan perbedaan suhu antara ujung “panas” dan “dingin”, yang dikenal sebagai efek Seebeck. Namun, tegangan keluaran total dari salah satu perangkat ini jauh lebih tinggi daripada termokopel.
Dalam detektor thermopile, “sambungan panas” termokopel menghadapi radiasi IR insiden dari objek, sedangkan “sambungan dingin” terhubung ke heat sink, yang biasanya substrat silika. Setelah detektor diarahkan ke objek, panas mengalir dari objek ke thermopile. Aliran panas ini menciptakan perbedaan suhu yang signifikan antara sambungan panas dan dingin, dan ini berkontribusi pada peningkatan sinyal listrik keluaran thermopile. Untuk mengukur sinyal keluaran ini dengan mudah, penguat keluaran bebas noise dapat digunakan.
Dalam sensor panas, ketika radiasi IR dari suatu objek diserap oleh sensor thermopile, tegangan masing-masing termokopel bertambah untuk menghasilkan tegangan output yang tinggi. Kebanyakan thermopiles memiliki termistor built-in. Ini karena sinyal keluaran sebanding dengan perbedaan suhu antara objek dan thermopile, dan termistor membantu dalam mendaftarkan suhu.
Munculnya teknologi micromachining berbasis silikon telah menyebabkan ketersediaan detektor thermopile yang hemat biaya dengan mudah. Ini banyak digunakan di berbagai industri. Di antara kegunaan lain, mereka digunakan dalam aplikasi medis seperti termometer telinga, aplikasi penginderaan panas seperti oven microwave dan pengering rambut, dan aplikasi deteksi gas seperti sensor CO2.
Detektor gas menggunakan thermopiles untuk mengukur konsentrasi gas di atmosfer dengan penyerapan IR. Misalnya, sensor CO2 digunakan dalam aplikasi pemanas, ventilasi, dan pendingin udara (HVAC) yang memeriksa kualitas udara dalam ruangan (IAQ), memfasilitasi ventilasi yang dikendalikan permintaan (DCV). Detektor gas ini memiliki berbagai aplikasi industri, seperti mendeteksi kebocoran gas, mengukur kandungan CO2 di tempat pembuangan sampah, memantau kandungan CO2 dalam pernafasan pasien, dan aplikasi alarm kebakaran.