[发明专利]基于薄膜温差电材料的微型温差电器件组装系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于温差电技术领域，特别涉及一种基于薄膜温差电材料的微型温差电器件组装系统及方法。

背景技术

基于温差电效应制备的温差电器件主要有：1)温差电池；2)温差电制冷器；3)温差电红外探测器；4)温差电测温仪。温差电池是将温差转换为电能的温差电器件，它能够利用各种热能进行发电，尤其在低品质热能利用方面优势显著。温差电池的特点是清洁、无噪音、无有害排放、高效可靠、使用寿命长，是一种绿色、环保的物理电源。温差电制冷器则是将电能转换为热能的温差电器件。温差电制冷器的特点是清洁、无噪音、无有害物质排放、高效可靠、使用寿命长。温差电红外探测器以及温差电测温仪则是利用温差电元件的热—电效应进行红外成像以及温度测试的仪器。现有的温差电器件，一种是采用冶金或者烧结的温差电材料制造，由这种块状温差电材料制造的温差电器件体积大，效率低，应用收到很大限制；另一种是采用物理气相沉积或者电化学沉积技术制备的薄膜结构温差电材料制造，由这种薄膜结构温差电材料制造的温差电器件体积小，实现了温差电器件的微型化。目前尚无有关基于薄膜温差电材料的微型温差电器件组装系统的文献报道。

本发明提出了一种全新结构的基于薄膜温差电材料的微型温差电器件组装系统。这种全新结构的基于薄膜温差电材料的微型温差电器件组装系统在确保制造过程高精度的同时，可大幅度提高微型温差电器件的制造效率。

发明内容

本发明提出了一种基于薄膜温差电材料的微型温差电器件组装系统及其结构，该系统主要由数控平移装置、对准装置、微型温差电器件固定装置、系统支撑架和电源组成。数控平移装置用于实现待组装温差电薄膜的精确水平移位，对准装置用于实现微型温差电器件和待组装温差电薄膜的精确定位，微型温差电器件固定装置用于固定微型温差电器件并实现其上、下移动，系统支撑架用于固定对准装置、数控平移装置、微型温差电器件固定装置并实现其在三维空间的构架，电源为对准装置和微型温差电器件固定装置提供电能。

图1为微型温差电池组装系统结构示意图。数控平移装置固定在系统支撑架的底部，由位移台控制箱1、高精度导轨2及导轨滑块3组成，通过位移台控制箱1设置位移方向、位移距离等相关位移参数，实现导轨滑块19在高精度导轨2上的精确水平移动。

对准装置由载物台4、载物台离合器5、精密升降台6、Z轴位移调节旋钮7、精密旋转台8、旋转角度调节旋钮9、精密平移台10、精密平移台X轴位移调节旋钮11、精密平移台Y轴位移调节旋钮12、基座13、显微镜14、图形掩膜板15组成。待组装温差电薄膜基座16置于载物台4之上，并通过载物台离合器5使待组装温差电薄膜基座16牢牢吸附在载物台4上。载物台4、载物台离合器5、精密升降台6、精密旋转台8、精密平移台10和基座13依次相连并通过基座13固定在导轨滑块3上。通过数控平移装置实现载物台4及吸附于其上的待组装温差电薄膜基座16在微型温差电器件固定装置和图形掩膜板15之间的精确移动。通过调节Z轴位移调节旋钮7、旋转角度调节旋钮9、精密平移台X轴位移调节旋钮11、精密平移台Y轴位移调节旋钮12，借助于显微镜14，实现位于待组装温差电薄膜基座16之上的待组装温差电薄膜与图形掩膜板15之间的精确对准。

微型温差电器件固定装置由微型温差电器件离合器17、微型温差电器件离合器支架18、精密微型导轨19、精密微型导轨滑块20、精密微型导轨支撑架21构成。微型温差电器件基座22牢固吸附在微型温差电器件离合器17下方，微型温差电器件离合器17通过微型温差电器件离合器支架18与精密微型导轨滑块20相连，精密微型导轨19通过精密微型导轨支撑架21固定在系统支撑架23之上，其位置处于高精度导轨2的正上方。借助于精密微型导轨滑块20在精密微型导轨19上的上、下滑动，实现微型温差电器件基座22在高精度导轨2正上方的上、下移动。

对准装置和微型温差电器件固定装置分别通过微型温差电器件固定装置电源线24和对准装置电源线25连接到电源26的输出端，通过调节电源26上的输出控制钮27和输出控制钮28，分别控制微型温差电器件基座22与微型温差电器件离合器17以及待组装温差电薄膜基座16与载物台离合器5之间吸附力的大小以及其间的分离或者吸附。