Mikä on pyrosähkö?

Pyrosähkö on tieteellinen ilmiö, jonka avulla erikoismateriaalit voivat tuottaa sähköä lämpötilan muuttuessa. Mineraalit ja kiteet ovat yleisimpiä aineita tämän vaikutuksen aikaansaamiseksi. Näitä materiaaleja käytetään yleisesti lämpötila -antureiden, kuten turvajärjestelmien passiivisten infrapuna -ilmaisimien, rakentamiseen.
Sana pyrosähkö tulee kreikan termistä “pyr”, joka tarkoittaa tulta. Varhaisin havainto pyroelektrisestä vaikutuksesta tapahtui vuonna 314 eaa., Kun muinainen filosofi ja tiedemies Theophrastus huomasi, että turmaliinimineraalit luovat sähköistä vetovoimaa kuumennettaessa. Useat tutkijat tutkivat tätä ilmiötä 18 -luvulla, mutta vasta 19 -luvulla tutkijat ymmärsivät syyn täysin.

Kaikilla kiteillä on sähköisiä, mekaanisia ja lämpöominaisuuksia. Nämä kolme ominaisuutta voivat olla vuorovaikutuksessa. Esimerkiksi pietsokiteissä fyysinen voima, kuten mineraalin taivutus, tuottaa sähköä. Samoin pyrosähkö johtuu kiteen lämpö- ja sähköominaisuuksien vuorovaikutuksesta.

Kun kide kuumennetaan tai jäähdytetään, mineraalin vastakkaisille puolille muodostuu sähkövarauksia. Nämä varaukset voidaan hyödyntää sähkövirrana asettamalla elektrodit kidepinnoille. Sähkö virtaa yhteen suuntaan lämmön lisääntyessä ja vastakkaiseen suuntaan lämmön vähentyessä.

Pyrosähköisen vaikutuksen tuottama sähkön määrä ei tyypillisesti riitä muiden laitteiden virtalähteeksi. Tämä tarkoittaa, että pyrosähkö ei ole käytännöllinen sähköntuotantomenetelmä. Pieni sähköinen signaali kiteestä on kuitenkin erittäin hyödyllinen antureissa. Pyrosähköisiä materiaaleja voidaan yhdistää muihin elektroniikkalaitteisiin ilmaisemaan, milloin lämpötilan muutos on tapahtunut.

Passiiviset infrapunatunnistimet ovat yksi yleinen sovellus pyrosähköisille signaaleille. Näitä laitteita kutsutaan myös liiketunnistimiksi, ja ne sijoitetaan usein koteihin ja yrityksiin osana turvajärjestelmää. Jokainen ilmaisin sisältää laajakulmalinssin ja pyrosähköisen kiteen. Kun henkilö kulkee anturin ohi, kehon lämpö saa kiteen tuottamaan pyrosähköä ja hälytys aktivoituu.

Pyrosähköisiä antureita voidaan käyttää muiden lämmönlähteiden, kuten tulipalon, havaitsemiseen. Toisin kuin perinteiset savuilmaisimet, pyrosähköä käyttävä anturi pystyy havaitsemaan todellisen liekin, vaikka savua ei olisi. Tämäntyyppiset anturit ovat hyödyllisiä sovelluksissa, kuten kaasulämmittimissä, joissa ne voivat havaita, onko merkkivalo sytytetty oikein.
Kokoelma näitä antureita voidaan yhdistää havaitsemaan lämpötilan muutokset laajalla alueella. Näiden antureiden joukko voi toimia lämpökamerana ja näyttää ihmisten tai ajoneuvojen aiheuttamat lämpötilan vaihtelut. Armeija ja lainvalvonta käyttävät tätä tekniikkaa usein pimeänäkömuotona.