[发明专利]一种双向可调半导体温控教学实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及教具领域，是一种教学实验中双向可调半导体温度控制系统。

背景技术

半导体物理是高等院校有关专业重要的专业基础课,半导体物理实践教学的一个最基本方面就是要完成基本的实验教学。半导体制热制冷原理实验是半导体物理实验教学中的重要环节之一。

目前，半导体制热制冷原理实验，主要是通过目前市场上现有的半导体制冷片通电演示完成，学生只能通过触摸半导体制冷片感受其温度变化，没有对半导体制冷制热性能有一个直观的认识。

而且虽然目前半导体制冷技术在单一制冷方面已经颇有进展，对于半导体即制冷又制热的性能则没有很好利用。半导体温控实验系统工作的强度一般由半导体制冷或制热的功率值大小来显示，不节能。

为了可以让学生更好的理解存半导体制冷制热原理，更好从理论教学与多学科实践统一结合的角度提高自身动手能力，发散思维，本发明通过手动控制按键或自动在单片机内输入程序控制半导体制冷或制热，用半导体制热性能使箱体内部温度达到预设温度值，并且可以通过指示灯直接展示系统工作强度，还可以实现远程操控。学生可以通过数码管显示屏直接观察半导体制冷制热具体数值。作为一种教学实验系统，是理论教学与动手实践相结合的一大体现，小型的工业设备，技术集成度高，成本低，具有很高的教学实验价值。

发明内容

本发明提供一种双向可调半导体温控教学实验系统，通过手动控制按键或自动在单片机内输入程序控制半导体制冷或制热，并且可以通过指示灯直接展示系统工作强度，还可以实现远程操控，从而可以更加直观清楚的理解半导体制冷制热过程。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是一种双向可调半导体温控教学实验系统，其特征是所述系统的箱体1上面开口并封装信号处理模块2，所述信号处理模块2中的信号控制器露在箱体上表面；

箱体前后两面开口并安装第一半导体温控执行器4和第二半导体温控执行器5，两个串联连接的半导体制冷片18用塑料壳23固定后使其正好卡在箱体壁上，第一散热器19和第一辅助散热风扇20露在箱体外面，第二散热器21和第二辅助散热风扇22在箱体里面，并提供数据通信端口与信号处理模块2中单片机相连；

箱体内部安装温度传感器3远程控制模块6和第一温差发电系统7和第二温差发电系统8；温度传感器3提供数据通信端口与信号处理模块2中单片机相连，用来实时采集箱体内部温度，并把实时温度采集值传送给信号处理模块2；远程控制模块6内置GSM短信网络制式处理器，并提供数据通信端口与信号处理模块2相连；温差发电系统与半导体温控执行器相连；

所述第一半导体温控执行器4和第二半导体温控执行器5分别包括由塑料壳23固定的两个串联连接的半导体制冷片18，在这两个串联连接的半导体制冷片18两外侧面分别紧贴第一散热器(19)和第二散热器21，并将第一散热器19和第二散热器21与塑料壳23固定在一起，第一散热器19外侧与第一辅助散热风扇20固定在一起，第二散热器21外侧与第二辅助散热风扇22固定在一起。所述两个串联连接的半导体制冷片18包括制冷端和制热端；所述第一辅助散热风扇20与第二辅助散热风扇22由12V开关电源供电；

所述信号处理模块2包括单片机、信号控制器、和通用性驱动器；

所述单片机包括信号控制器数据通信端口、GSM短信网络制式处理器数据通信端口、通用性驱动器数据通信端口、接收温度传感器采集温度信号的数据接收端口，制冷信号输出端口、制热信号输出端口；

所述信号控制器包括系统启动按键11、系统停止按键12、手动控制模式选择按键13、自动控制模式选择按键16、制冷按键10、制热按键9、手动运行模式指示灯14、自动运行模式指示灯15和8位数码管显示屏17，并提供数据通信端口与单片机相连；所述通用驱动器提供数据通信端口与单片机的制冷信号输出端口和制热信号输出端口相连，并通过导线与用塑料壳23固定后的两个串联连接的半导体制冷片19的制冷端和制热端相连；

所述第一半导体温差发电系统7和第二半导体温差发电系统8分别是将两种不同敏感金属导线连接所述用塑料壳23固定后的两个串联连接的半导体制冷片的制冷端与制热端形成温差，再和指示灯组成闭合回路；

所述远程控制模块6包括GSM短信网络制式处理器，通过USB转串口与单片机保持通信。

所述箱体1为密封箱体；

述温度传感器3提供数据通信端口与信号处理模块2中单片机相连，这个数据通信端口要与单片机I/O口保持单总线通信协议。

所述箱体壁的厚度＝两个串联连接的半导体制冷片18的厚度。