[發明專利]一種全海深取樣主動保溫半導體制冷裝置

在審

• 申請號: 202010154682.7
• 申請日: 2020-03-08
• 公開（公告）號: CN111365894A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 陳家旺;王威;方家松;何巍濤;方玉平;林淵;張大海
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F25D17/02;F25D29/00;G01N1/02
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及海洋取樣裝置對樣品主動保溫領域，更具體涉及一種全海深取樣主動保溫半導體制冷裝置。包括耐壓外殼，耐壓外殼內設有半導體制冷片、導熱鋁塊、冷水管路和冷卻水管路；保溫裝置包括保溫箱體，保溫箱體內設有溫度傳感器和冷水循環管道，冷水循環水泵通過管道與冷水循環管道相連，冷水循環管道通過管道與冷水管路相連，冷水循環出口通過管道與冷水循環水泵相連；控制艙內設有溫度控制器，控制艙內的儀器與溫度傳感器、冷水循環水泵、半導體制冷片、壓力傳感器和蓄電池相連。本產品適用于深海萬米的取樣裝置的保溫系統，從無到有；可以適應于各種海況；在取樣裝置上升過程中通過半導體制冷片主動保溫，維持樣品溫度與取樣時保持一致。

技術領域

本發明涉及海洋取樣裝置對樣品主動保溫領域，更具體涉及一種全海深取樣主動保溫半導體制冷裝置。

背景技術

目前世界各國對于水深大于6000米的深淵探索日漸增多，對于深淵生物、沉積物等原位溫度取樣的要求也日益迫切。因此近年來深海保溫取樣技術越來越受到海洋學界的重視。通過開展深海原位保溫取樣技術的研究與設備研制，可以為相關課題的研究提供高質量的原位溫度樣品。

目前國內外深淵生物、沉積物保壓取樣裝置有很多，但是主動保溫取樣的系統幾乎沒有。一般用于深海3000米左右的取樣裝置，大多數都是通過在裝置外添加隔熱層或者通過增加一個真空層來實現保溫取樣的，但是樣品并不能保持原位溫度，并且保溫層過厚取樣裝置體積尺寸過大，重量過大。保溫層過薄則很難達到預期的保溫效果，并且很難在深海11000米進行原位保溫取樣，本發明利用半導體制冷片來實現樣品的主動保溫，可以有效控制樣品的溫度，同時結合被動保溫技術更加的節能，并且加入反饋調節系統，使取樣物品的溫度控制更加精準。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有海洋深淵取樣原位主動保溫技術中存在的空白，提供一種全海深取樣主動保溫半導體制冷裝置。

為解決海洋取樣樣品原位保溫問題，本發明是通過如下技術方案實現：

提供一種全海深取樣主動保溫半導體制冷裝置，包括機架，機架上均勻布放有冷水循環水泵、保溫裝置、控制艙和蓄電池。

還包括制冷艙，制冷艙包括耐壓外殼，耐壓外殼內設有半導體制冷片、導熱鋁塊、冷水管路和冷卻水管路；半導體制冷片貼設于導熱鋁塊上，半導體制冷片通過水密接插件與控制艙和蓄電池相連；冷水管路與半導體制冷片冷端相連，冷水管路兩端分別連接耐壓外殼頂部的冷水循環入口和冷水循環出口，冷卻水管路與半導體制冷片熱端相連，冷卻水管路兩端分別連接至耐壓外殼頂部的冷卻水循環入口和冷卻水循環出口；

保溫裝置包括保溫箱體，保溫箱體內設有溫度傳感器和冷水循環管道，保溫箱體外部設有壓力傳感器；

冷水循環水泵通過管道與冷水循環管道相連，冷水循環管道通過管道與制冷艙的冷水循環入口相連，冷水循環出口通過管道與冷水循環水泵相連；制冷艙內的冷卻水管路注入海水，實現換熱；控制艙內設有溫度控制器，控制艙內的儀器通過水密插接件和電纜與溫度傳感器、冷水循環水泵、半導體制冷片、壓力傳感器相連，并且控制艙通過水密接插件和電纜與蓄電池相連。

作為一種改進，半導體制冷片功率為120W；半導體制冷片有兩個，通過抱箍相連并通過導熱硅脂，無縫貼在導熱鋁塊上。

作為一種改進，保溫箱體由可拆卸的、通過抱箍相連的兩個半桶體形硬質實心聚氨酯箱體組成，在箱體的內外壁都貼有鋁箔。

作為一種改進，制冷艙外包有泡沫聚氨酯保溫材料，制冷艙內為常壓。

作為一種改進，保溫箱體兩端是開口的，可以根據取樣裝置的大小來決定開口的大小，取樣裝置的樣品桶整個位于保溫箱體內。

作為一種改進，保溫箱體采用的硬質實心聚氨酯作為保溫結構。既保證了保溫箱體結構的穩定性又可以提高保溫效果，并且有效減輕了保溫裝置的重量。