[發(fā)明專利]一種溫差發(fā)電單體模塊熱電性能測試工作臺

在審

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• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107727951A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉銳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11315
• 代理人: 劉昕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于溫差發(fā)電模塊的熱電性能測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫差發(fā)電單體模塊熱電性能測試工作臺。

背景技術(shù)

相比其它半導(dǎo)體材料，溫差電材料在一定溫度梯度下具有溫差電動勢較大的特點，因此大都用它來制作溫差發(fā)電模塊，作為一種新型的固態(tài)能量轉(zhuǎn)換器件，溫差發(fā)電模塊具有無噪音、無污染、可靠性高、熱源適應(yīng)范圍廣的特點，預(yù)示著一場低碳節(jié)能技術(shù)革命的開始。在我們的周圍有著太多的“余熱”可以利用，包括：廢汽熱、廢水熱、廢火熱、太陽熱等等；在能源日益緊張的今天，利用環(huán)境余熱溫差發(fā)電的愿望更加強(qiáng)烈。同時該類型器件還有一種反向應(yīng)用方式，利用溫差電材料的珀爾帖效應(yīng)，在溫差發(fā)電模塊的輸入端通電，形成閉環(huán)回路，又可以使器件的任意一側(cè)致冷或升溫。它的出現(xiàn)使任意相態(tài)的物質(zhì)、任意局部環(huán)境的溫度的智能化、數(shù)字化、程序化控制，成為可能。想冷，即冷；想熱，即熱。實現(xiàn)對局部溫度隨心所欲的控制。

溫差發(fā)電模塊的熱電性能的準(zhǔn)確測試是實現(xiàn)溫差電余熱利用技術(shù)準(zhǔn)確設(shè)計的前提。目前，針對溫差發(fā)電模塊熱電性能的測試技術(shù)主要是采用恒定熱輸入功率法進(jìn)行測試，通常給溫差發(fā)電模塊供熱的電熱源厚度/體積比較大，存在輸入熱功率漏熱嚴(yán)重，實際輸入熱功率偏差較大、溫差發(fā)電模塊熱面溫度波動幅度劇烈、差異較大、難以穩(wěn)定的問題；通常溫差發(fā)電模塊與熱源、冷阱單元間通過螺釘直接加壓連接，存在接觸界面間接觸壓力差異較大，造成界面間接觸熱阻波動幅度較大，不能準(zhǔn)確表征溫差發(fā)電模塊的有效熱電性能的問題。

因此，傳統(tǒng)測試方法中，不同批次的溫差發(fā)電單體模塊測試存在冷面溫度、熱面溫度不一致、界面接觸熱阻不一致、輸入熱功率漏熱嚴(yán)重，影響對溫差發(fā)電單體模塊熱電性能的準(zhǔn)確測試和批次性能差異性評估。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種溫差發(fā)電單體模塊熱電性能測試工作臺。

本發(fā)明提供了一種溫差發(fā)電單體模塊熱電性能測試工作臺，其包括工作臺、氣壓系統(tǒng)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、電加熱測試系統(tǒng)，所述工作臺的上工作面與下工作面間由至少兩個支撐柱連接，所述下工作面上由下至上依次設(shè)有所述電加熱測試系統(tǒng)、所述冷卻循環(huán)系統(tǒng)、所述氣壓系統(tǒng)，所述冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻水套，所述冷卻水套的兩側(cè)分別設(shè)有凸臺，所述凸臺上設(shè)有固定孔，所述冷卻循環(huán)系統(tǒng)通過所述固定孔連接到所述下工作面，所述電加熱測試系統(tǒng)卡在所述冷卻循環(huán)系統(tǒng)與所述下工作面間而固定，所述氣壓系統(tǒng)包括滑動氣壓閥、氣缸，所述上工作面中心設(shè)有通孔，所述滑動氣壓閥穿過所述通孔連接固定到所述上工作面上，所述氣缸壓在所述冷卻循環(huán)系統(tǒng)上。

以上技術(shù)方案，優(yōu)選的，所述電加熱測試系統(tǒng)包括溫差發(fā)電單體模塊、導(dǎo)熱板、薄片式熱源單元、保溫隔熱單元，所述保溫隔熱單元設(shè)于所述溫差發(fā)電單體模塊四周、所述導(dǎo)熱板四周、所述薄片式熱源單元與所述下工作面之間，所述薄片式熱源單元、導(dǎo)熱板、溫差發(fā)電單體模塊依次設(shè)置，所述溫差發(fā)電單體模塊遠(yuǎn)離所述下工作面。

以上技術(shù)方案，優(yōu)選的，所述保溫隔熱單元為熱導(dǎo)率≤0.03W/m·K的氣凝膠隔熱材料。

以上技術(shù)方案，優(yōu)選的，所述薄片式熱源單元為云母片，所述云母片上纏繞電熱絲。

以上技術(shù)方案，優(yōu)選的，所述云母片厚度為0.1～0.2mm。

以上技術(shù)方案，優(yōu)選的，所述電熱絲的厚度≤0.2mm，寬度≤1.5mm。

以上技術(shù)方案，優(yōu)選的，所述冷卻水套材質(zhì)為紫銅。

以上技術(shù)方案，優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱板材質(zhì)為紫銅。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：

1、定壓測試：采用氣缸壓在冷卻循環(huán)系統(tǒng)上，使溫差發(fā)電單體模塊熱面/冷面受力均勻可控，實現(xiàn)了不同單體模塊在定值壓力下的性能測試，避免了壓力不均對溫差發(fā)電單體模塊高溫界面電阻、溫差發(fā)電單體模塊熱面/冷面界面熱阻的影響。

2、制成薄片式熱源單元：提升了熱源功率密度，利于在溫差發(fā)電單體模塊熱面建立高溫，并極大地減小了熱源側(cè)壁漏熱。

3、保溫隔熱單元：在溫差發(fā)電單體模塊、熱源單元、溫差發(fā)電單體模塊與工作臺下工作面之間設(shè)置保溫隔熱單元，實現(xiàn)測試系統(tǒng)與外界的隔熱，提高了溫差發(fā)電單體模塊熱電轉(zhuǎn)換效率的測試精度。

附圖說明

圖1本發(fā)明一實施例的溫差發(fā)電單體模塊熱電性能測試工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2本發(fā)明一實施例的氣壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3本發(fā)明一實施例的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖4本發(fā)明一實施例的電加熱測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

1、工作臺2、氣壓系統(tǒng)3、冷卻循環(huán)系統(tǒng)

4、電加熱測試系統(tǒng)21、滑動氣壓閥 22、氣缸上蓋