專(zhuān)利名稱(chēng)：溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于溫差電技術(shù)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)是給溫差電致冷組件通以最大溫差電壓，使其正常工作，控制溫差電致冷組件的熱面溫度為恒定值進(jìn)行連續(xù)不間斷壽命考核的試驗(yàn)，其目的是確保溫差電致冷組件性能的可靠性。
目前進(jìn)行溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)多采用臨時(shí)拼湊的散件，集成度較低，樣品熱面溫度手控，控溫存在較大誤差的非專(zhuān)用設(shè)備，該失效率試驗(yàn)得出的溫差電致冷組件數(shù)據(jù)可靠性低，并且容易損壞溫差電致冷組件。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種搭載平臺(tái)大、適于范圍廣、控溫精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)控溫和超溫保護(hù)的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置。
本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是
溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)是包括試驗(yàn)裝置平臺(tái)部分、控制部分和超溫報(bào)警保護(hù)電路部分，所述試驗(yàn)裝置平臺(tái)部分包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)散熱器，散熱器基板側(cè)面均勻分布有兩個(gè)以上盲孔作為加熱器孔，加熱器孔內(nèi)均設(shè)置有加熱器，散熱器基板側(cè)面還有熱偶孔，熱偶孔內(nèi)設(shè)置有熱偶；所述控制部分包括連接熱偶的控溫表；所述超溫報(bào)警保護(hù)電路部分包括電壓比較
電路、超溫?cái)嚯姳Ｗo(hù)電路、報(bào)警信號(hào)觸發(fā)電路和達(dá)林頓型放大器。
本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施
所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)是所述散熱器為兩個(gè)并聯(lián)的鋁材料直紋高密式肋片散熱器，每個(gè)散熱器上分別設(shè)置有一個(gè)熱敏電阻，兩個(gè)熱敏電阻并聯(lián)后接到控制部分中的超溫報(bào)警保護(hù)電路；散熱器兩側(cè)通過(guò)螺栓和不銹鋼連接條連接緊固構(gòu)成散熱平臺(tái)，散熱器上面固定有大功率無(wú)刷直流軸流風(fēng)機(jī)；所述加熱器為陶瓷加熱器；所述熱偶、陶瓷加熱器與散熱器基板之間設(shè)置有導(dǎo)熱絕緣膠。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所述控溫表為
土rc精度PiD控溫表，輸出端連接有輸出端子。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所述電壓比較電路由熱敏電阻RT1、熱敏電阻RT2并聯(lián)后與電位器RP1串聯(lián)構(gòu)成。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所述超溫?cái)嚯姳Ｗo(hù)電路由PNP型小功率管VT1、電阻器R1、發(fā)光二極管LED1、三端穩(wěn)壓電路TL431和繼電器K1構(gòu)成。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所述報(bào)警信號(hào)觸
發(fā)電路由整流二極管VD2、整流二極管VD3、 PNP型小功率管VT2、三端穩(wěn)壓電路TL431和語(yǔ)音集成電路IC1構(gòu)成。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所述達(dá)林頓型放大器由NPN型小功率管VT3、 NPN型小功率管VT4組成。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所述超溫報(bào)警保護(hù)電路部分還設(shè)置有電阻器R4、電容器C2、整流二極管VD4、整流二極管VD5、穩(wěn)壓二極管VDW1和電容器Cl。
本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果
溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，由于采用高精度PID控溫表的控溫方式、采用強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱模式、設(shè)置超溫保護(hù)功能，具有智能控溫系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)溫，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)聲控報(bào)警，受外界環(huán)境溫度變化影響小，隨著環(huán)境溫度變化實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)溫度調(diào)節(jié)，保證設(shè)置散熱平臺(tái)溫度的恒定；對(duì)熱補(bǔ)償陶瓷加熱器分布及其發(fā)熱情況的設(shè)置，保證了整個(gè)散熱平臺(tái)溫度場(chǎng)分布均勻，其溫度精
度為土rc。


圖1為本實(shí)用新型帶有風(fēng)機(jī)罩的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中去掉風(fēng)機(jī)罩的裝置結(jié)構(gòu)主視示意圖；圖3為圖1中去掉風(fēng)機(jī)罩的裝置結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖4為溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置控制電路示意圖；圖5為溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置超溫報(bào)警保護(hù)電路圖。
圖中，l-連接條，2-螺栓，3-散熱器，4-熱偶，5-陶瓷加熱器，6-熱敏電阻，7-加熱器孔，8-風(fēng)機(jī)罩，9-風(fēng)機(jī)，10-支座，11-PID控溫表，12-固態(tài)繼電器，13-直流開(kāi)關(guān)電源，14-繼電器，15-揚(yáng)聲器。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施
例，并配合圖1-圖5附圖詳細(xì)說(shuō)明如下
溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)裝置平臺(tái)部分、控制部分和超溫報(bào)警保護(hù)電路部分。
試驗(yàn)裝置平臺(tái)部分將基板厚度6 mm、肋片厚度1. 5mm、肋片間距2 nun、外形尺寸長(zhǎng)X寬X高為500mmX72mmX35mm的兩個(gè)鋁材料直紋高密式肋片散熱器3并聯(lián)，兩側(cè)通過(guò)螺栓2和不銹鋼連接條1連接緊固構(gòu)成散熱平臺(tái)，該散熱平臺(tái)在大幅度減小散熱器重量和體積的同時(shí)，顯著提高有效散熱面積，不產(chǎn)生熱積聚，實(shí)現(xiàn)高效散熱；散熱器3的基板側(cè)面均勻分布有30個(gè)O5mm深50mm的盲孔作為加熱器孔7,在加熱器孔7內(nèi)填充具有導(dǎo)熱性良好絕緣的導(dǎo)熱硅脂作為導(dǎo)熱膠，把05mm長(zhǎng)30mm的高性能陶瓷加熱器5嵌入每一個(gè)加熱器孔7內(nèi)，陶瓷加熱器5引出導(dǎo)線并聯(lián)后連接到控制電路中，用導(dǎo)熱膠封口處理，保證陶瓷加熱器5與散熱器3基板良好絕緣導(dǎo)熱性能，避免出現(xiàn)漏電狀況，實(shí)現(xiàn)散熱平臺(tái)溫度熱補(bǔ)償，使整個(gè)平臺(tái)溫度一致性，并減少熱損失;散熱平臺(tái)上的一個(gè)散熱器3基板中部、距陶瓷加熱器5 —側(cè)2mm處有一個(gè)熱偶4，保證熱偶4所監(jiān)測(cè)的平臺(tái)溫度真實(shí)有效，熱偶4與散熱器3基板也同樣采取導(dǎo)熱絕緣膠處理；散熱平臺(tái)的兩個(gè)散熱器3上分別設(shè)置有一個(gè)熱敏電阻6，將兩個(gè)熱敏電阻6并聯(lián)后接到控制部分中的超溫報(bào)警保護(hù)電路，確保平臺(tái)任何一側(cè)出現(xiàn)故障即可實(shí)現(xiàn)報(bào)警，并切斷整個(gè)裝置的電源系統(tǒng)，保護(hù)溫差電致冷組件不受損壞；采用厚度為lmm的硬鋁板加工成的外形長(zhǎng)X寬X高為500腿X146腿X75mm的散熱器風(fēng)機(jī)罩8，在風(fēng)機(jī)罩8的底面內(nèi)側(cè)裝有兩只大功率直流軸流風(fēng)機(jī)9，實(shí)現(xiàn)散熱平臺(tái)具有足夠大的風(fēng)量和散熱能力，通過(guò)螺栓2固定在散熱器3兩側(cè)，為實(shí)現(xiàn)散熱提供風(fēng)道，外側(cè)裝有四個(gè)外徑X高為025mmX55mm的圓柱形支座10，對(duì)整個(gè)散熱平臺(tái)起到支撐和定位的作用，保證整個(gè)裝置具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并為散熱風(fēng)機(jī)提供足夠大的散熱通道，確保其散熱充分。
控制部分交流220V市電與控溫精度達(dá)到士rC的PID控溫表11、陶瓷加熱器5和直流開(kāi)關(guān)電源13相連接。直流開(kāi)關(guān)電源13直流輸出端子與風(fēng)機(jī)9供電端子連接。嵌入在散熱器3平臺(tái)內(nèi)部的熱偶4與PID控溫表11的熱電偶端子連接。交流220V市電將陶瓷加熱器5、固態(tài)繼電器12信號(hào)輸出端子串接構(gòu)成回路。固態(tài)繼電器12的控制端子與PID控溫表11的輸出控制信號(hào)端子連接。當(dāng)陶瓷加熱器5工作時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)散熱器3平臺(tái)的補(bǔ)償加熱。圖4中繼電器14的常閉觸點(diǎn)，當(dāng)圖5中的繼電器14得電，圖4中的繼電器14的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使整個(gè)電路掉電，保護(hù)整個(gè)工作系統(tǒng)。繼電器14 "常閉"狀態(tài)下，整個(gè)系統(tǒng)正常工作，交流220V市電分為三路為PID控溫表11、陶瓷加熱器5和直流開(kāi)關(guān)電源13供電。直流開(kāi)關(guān)電源13輸出直流電驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)9工作，為平臺(tái)散熱，確保平臺(tái)不出現(xiàn)熱集聚情況。設(shè)計(jì)組件工作時(shí)散熱器3平臺(tái)溫度低于設(shè)定溫度50°C，通常低于設(shè)定溫度0°C 5°C。 PID控溫表11監(jiān)測(cè)散熱器3平臺(tái)的溫度，并根據(jù)監(jiān)測(cè)溫度低于設(shè)定溫度值的大小，PID控溫表11輸出信號(hào)控制固態(tài)繼電器12接通，并根據(jù)溫度差值確定占空比，即固態(tài)繼電器12接通時(shí)間。當(dāng)固態(tài)繼電器12接通時(shí)，交流220V市電為陶瓷加熱器5提供電源，實(shí)現(xiàn)陶瓷加熱器5為散熱器3平臺(tái)的補(bǔ)償加熱，確保散熱器3平臺(tái)保持5(TC。
超溫報(bào)警保護(hù)電路部分超溫報(bào)警保護(hù)電路能夠在超溫的情況下，自動(dòng)切斷工作電源保護(hù)裝置和溫差電致冷組件不受損壞，而且具有自動(dòng)實(shí)現(xiàn)聲控報(bào)警功能，減少不必要的損失。整個(gè)裝置出現(xiàn)溫度過(guò)高時(shí)，RT1、 RT2選用負(fù)溫度系數(shù)NTC熱敏電阻6阻值變??；RP1選用WH7-A型微調(diào)電位器；R1 R3采用RTX-1/8W型碳膜電阻器，電阻值分別為510Q、 1.2MQ、 1KQ; R4選用RJ-2W-750KQ金屬膜電阻器；Cl采用CD11-16V-470 y F電解電容器；C2選用為CL11-400V-0.68uF滌綸電容器；VT1、 VT2釆用PNP型小功率管9012， hfe>100; VT3、 VT4采用NPN型小功率管9014、 9013， hfe>100; VD1采用開(kāi)關(guān) 二極管1N4148; VD2, VD3采用1N4001整流二極管；VD4， VD5采用1N4004整 流二極管；VDW1選用2CW51、 6V的穩(wěn)壓二極管；揚(yáng)聲器15采用YD100-6型 電動(dòng)式揚(yáng)聲器；繼電器選用JZC-22F，DC6V的超小型中功率電磁繼電器;TL431 為三端穩(wěn)壓電路；IC1選用CMOS型語(yǔ)音集成電路KD-56021。 RT1、 RT2并聯(lián) 的熱敏電阻6和RP1電位器串聯(lián)構(gòu)成電壓比較電路。VT1、 Rl、 LED1、 TL431 和繼電器Kl構(gòu)成超溫?cái)嚯姳Ｗo(hù)電路。當(dāng)熱敏電阻監(jiān)測(cè)到的散熱器平臺(tái)溫度達(dá) 到設(shè)置的超溫報(bào)警溫度時(shí)，任何一個(gè)RT阻值變小，A點(diǎn)的電位上升到2.5V， 則TL431導(dǎo)通，并呈低阻狀態(tài)，此時(shí)，發(fā)光二極管LED1導(dǎo)通點(diǎn)亮，VT1飽和 導(dǎo)通，繼電器K1得電，其觸點(diǎn)K1-1斷開(kāi)，切斷整個(gè)系統(tǒng)電路，保護(hù)整個(gè)裝 置。VD2、 VD3、 VT2、 TL431和IC1構(gòu)成報(bào)警信號(hào)觸發(fā)電路。TL431導(dǎo)通同時(shí) 使得VT2導(dǎo)通，觸發(fā)IC1播出報(bào)警信號(hào)。IC1輸出的報(bào)警信號(hào)經(jīng)過(guò)由VT3、 VT4 組成的達(dá)林頓型放大器放大后，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警，蜂鳴，告知已經(jīng)發(fā)生 超溫狀況。R4、 C2、 VD4、 VD5、 VDW1和Cl系由交流市電220V進(jìn)行濾波、整 流和穩(wěn)壓的電路，為電壓比較電路、超溫?cái)嚯姳Ｗo(hù)電路、報(bào)警信號(hào)觸發(fā)電路 和達(dá)林頓放大器電路提供直流穩(wěn)壓電源。
溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置工作過(guò)程如下將進(jìn)行失效率試驗(yàn)的溫
差電致冷組件熱面通過(guò)涂抹導(dǎo)熱硅脂等導(dǎo)熱材料與散熱平臺(tái)緊密良好接觸， 實(shí)現(xiàn)組件冷面保溫防潮的結(jié)構(gòu)是當(dāng)進(jìn)行溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)時(shí)，將進(jìn) 行試驗(yàn)的若干致冷器均勻分布在平臺(tái)散熱器長(zhǎng)度方向的中心線上，此時(shí)溫差 電致冷組件熱面朝下與散熱器緊密貼合，其冷面朝上，需要采取保溫防潮措 施，防潮結(jié)構(gòu)為在致冷器的冷面覆蓋一層與平臺(tái)尺寸相配合的均勻致密的保
溫海綿，長(zhǎng)X寬X厚尺寸為500mmX144mmX15mm，保溫海綿上利用壓塊壓緊， 保證冷面與保溫海綿的良好接觸，采用保溫海綿作為防潮措施是因?yàn)榻M件熱 面溫度為50。C，其冷面將達(dá)到-15°C -10°C，空氣環(huán)境中擱置必然導(dǎo)致冷面 吸收空氣中的水汽結(jié)霜，結(jié)霜融化會(huì)導(dǎo)致組件短路擊穿，造成器件失效，因 此，利用保溫海綿防止組件冷面結(jié)霜損害組件。給組件通以最大溫差電壓進(jìn) 行試驗(yàn)。當(dāng)整個(gè)裝置正常工作時(shí)，散熱平臺(tái)溫度維持在5(TC。通常工作狀況下，此時(shí)陶瓷加熱器通過(guò)PID控溫表控制不工作， 一旦散熱平臺(tái)溫度低于50 °C，哪怕僅僅是O.rC， PID儀表會(huì)重新調(diào)節(jié)陶瓷加熱器的輸出占空比輸出， 開(kāi)啟加熱器工作，散熱器溫度維持在5(TC。該過(guò)程屬于智能控制過(guò)程，無(wú)需 人為干預(yù)，整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行和調(diào)節(jié)，保證所需溫度精度。當(dāng)任何一個(gè)熱敏 電阻監(jiān)測(cè)到的溫度高于警戒溫度6(TC時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷裝置的電源保護(hù)裝 置和溫差電致冷組件不受損壞。
權(quán)利要求1.溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于包括試驗(yàn)裝置平臺(tái)部分、控制部分和超溫報(bào)警保護(hù)電路部分，所述試驗(yàn)裝置平臺(tái)部分包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)散熱器，散熱器基板側(cè)面均勻分布有兩個(gè)以上盲孔作為加熱器孔，加熱器孔內(nèi)均設(shè)置有加熱器，散熱器基板側(cè)面還有熱偶孔，熱偶孔內(nèi)設(shè)置有熱偶；所述控制部分包括連接熱偶的控溫表；所述超溫報(bào)警保護(hù)電路部分包括電壓比較電路、超溫?cái)嚯姳Ｗo(hù)電路、報(bào)警信號(hào)觸發(fā)電路和達(dá)林頓型放大器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述散熱器為兩個(gè)并聯(lián)的鋁材料直紋高密式肋片散熱器，每個(gè)散熱器上分別設(shè) 置有一個(gè)熱敏電阻，兩個(gè)熱敏電阻并聯(lián)后接到控制部分中的超溫報(bào)警保護(hù)電 路；散熱器兩側(cè)通過(guò)螺栓和不銹鋼連接條連接緊固構(gòu)成散熱平臺(tái)，散熱器上 面固定有大功率無(wú)刷直流軸流風(fēng)機(jī)；所述加熱器為陶瓷加熱器；所述熱偶、 陶瓷加熱器與散熱器基板之間設(shè)置有導(dǎo)熱絕緣膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所述控溫表為士rc精度piD控溫表，輸出端連接有輸出端子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述電壓比較電路由熱敏電阻RT1、熱敏電阻RT2并聯(lián)后與電位器RP1串聯(lián)構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述超溫?cái)嚯姳Ｗo(hù)電路由PNP型小功率管VT1、電阻器Rl、發(fā)光二極管LED1、 三端穩(wěn)壓電路TL431和繼電器Kl構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述報(bào)警信號(hào)觸發(fā)電路由整流二極管VD2、整流二極管VD3、PNP型小功率管VT2、 三端穩(wěn)壓電路TL431和語(yǔ)音集成電路IC1構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述達(dá)林頓型放大器由NPN型小功率管VT3、 NPN型小功率管VT4組成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述超溫報(bào)警保護(hù)電路部分還設(shè)置有電阻器R4、電容器C2、整流二極管VD4、 整流二極管VD5、穩(wěn)壓二極管VDW1和電容器Cl。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫差電致冷組件失效率試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)是包括試驗(yàn)裝置平臺(tái)部分、控制部分和超溫報(bào)警保護(hù)電路部分，所述試驗(yàn)裝置平臺(tái)部分包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)散熱器，所述控制部分包括連接熱偶的控溫表；所述超溫報(bào)警保護(hù)電路部分包括電壓比較電路、超溫?cái)嚯姳Ｗo(hù)電路、報(bào)警信號(hào)出發(fā)電路和達(dá)林頓型放大器。由于采用高精度PID控溫表的控溫方式、采用強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱模式、設(shè)置超溫保護(hù)功能，具有智能控溫系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)溫，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)聲控報(bào)警，受外界環(huán)境溫度變化影響小，隨著環(huán)境溫度變化實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)溫度調(diào)節(jié)，保證設(shè)置散熱平臺(tái)溫度的恒定；對(duì)熱補(bǔ)償陶瓷加熱器分布及其發(fā)熱情況的設(shè)置，保證了整個(gè)散熱平臺(tái)溫度場(chǎng)分布均勻，其溫度精度為±1℃。
文檔編號(hào)G01M99/00GK201368898SQ20082014509
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者馬洪奎 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所