[发明专利]热电材料参数自动测定仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量仪器，尤其涉及一种热电材料参数自动测定仪。

技术背景

热电材料，又称温差电半导体材料，能够实现热能与电能间的直接转换，由多组n型和p型热电材料的热电结组成的电制冷系统或热发电系统，具有体积小、重量轻、无传动部件、无噪声运行、易于维护、无污染、性能稳定、寿命长等特点。

好的热电材料必须具有较高的塞贝克(Seebeck)系数S，从而保证有较明显的热电效应，同时应有低的热导率k，使热量能保持在接头附近，另外还要求电导率s较大，使产生的焦耳热量小，对于这几个性质的要求可由优值系数Z= S²s/k描述。材料的热电效率主要由品质因子ZT决定，T为冷热端绝对温度的平均值，ZT值越大，效率越高。

热电材料的电导率s和塞贝克(Seebeck)系数S的测量相对容易，但由于试样、引线和环境的热辐射以及相互之间的热交换的影响，热导率k的测量比较困难，难以同时测量热电材料的电导率s、塞贝克(Seebeck)系数S及热导率k，影响了热电材料的性能表征和应用研究。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种可自动对热电材料在各温度点的参数进行测定的热电材料参数自动测定仪。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：

一种热电材料参数自动测定仪，包括有真空测试系统和计算机控制系统，所述真空测试系统包括有机械泵(1)、真空罩(2)、低温恒温槽(3)、炉体(4)、第一热电偶 (51)、第二热电偶(52)、第三热电偶(53)、温度控制器(6)、样品支持器(7)、交流电源(8)、直流电源(9)，所述机械泵(1)与真空罩(2)连接，炉体(4)置于真空罩(2)内，样品支持器(7)置于炉体(4)内，第一热电偶(51)的输出端与温度控制器(6)连接，第一热电偶(51)、第二热电偶(52)、第三热电偶(53)的参考点置于低温恒温槽(3)内，所述计算机控制系统包括有控制电路(10)、模/数多功能卡(11)、计算机系统(12)，所述控制电路(10)和计算机系统(12)分别与模/数多功能卡(11)连接，控制电路(10)与交流电源(8)及直流电源(9)分别连接，模/数多功能卡(11)与第二热电偶 (52)及第三热电偶(53)的输出端分别连接，计算机系统(12)与温度控制器(6)连接。

上述方案中所述炉体(4)包括有冷却层(13)、保温层(14)和发热体(15)，冷却层(13)与低温恒温槽(3)连接，发热体(15)与温度控制器(6)连接，第一热电偶(51)的测温点置于保温层(14)内。通过低温恒温槽(3)和温度控制器(6)可以控制炉体内的温度，使温度能够根据需要进行调节。

上述方案中所述样品支持器(7)内设置有银片盒(16)，银片盒(16)内设置有陶瓷架(19)，试样(17)置于陶瓷架(19)上。试样(17)与模/数多功能卡(11)通过第一银电流引丝(231)、第二银电流引丝(232)及银电压引丝(22)连接，第一银电流引丝(231)还与控制电路(10)连接。

上述方案中所述第一银电流引丝(231)及第二银电流引丝(232)由装在陶瓷架(19)上的可调螺丝(20)及云母片(21)分别压在试样(17)两端，银电压引丝(22)由装在陶瓷架(19)中间位置处的可调螺丝(20)及云母片(21)压在试样(17)上。利用装在陶瓷架(19)上的可调螺丝(20)及云母片(21)，可以把各引丝紧密压在试样(17)上，又可以根据实际使用进行调整。

上述方案中所述第二热电偶(52)和第三热电偶(53)的测温点由装在陶瓷架(19)上的可调螺丝(20)及云母片(21)分别压在试样(17)两端，第二热电偶(52)和第三热电偶(53)的输出端分别与模/数多功能卡(11)连接。

上述方案中所述低温恒温槽(3)内设置有参考电阻丝(18)，参考电阻丝(18)与试样(17)串联，参考电阻丝(18)一端通过第一铜电流引线(241)与控制电路(10)连接，另一端通过第二铜电流引线(242)与第二银电流引丝(232)连接，参考电阻丝(18)上焊接有铜电压引线(25)，铜电压引线(25)另一端与模/数多功能卡(11)连接，铜电压引线(25)间的电阻恒定。

上述方案中所述交流电源(8)为精密交流恒流电源，所述直流电源(9)为精密直流恒流电源。精密的恒流电源，可使测定的结果更加精确可靠。