[发明专利]一种热电元件可靠性评价系统及方法

权利要求书

1.一种热电元件可靠性评价系统，其特征在于，包括：

具备真空腔体的真空装置（6）；

用于装夹待测的P型、N型热电元件的样品测试装置（8），所述样品测试装置（8）位于所述真空腔体内，且包括热源和热沉，所述P型、N型热电元件位于所述热源与热沉之间；

用于控制所述样品测试装置（8）中的所述热源的温度的热端温度控制装置（2）；

用于控制所述样品测试装置（8）中的所述热沉的温度的冷端温度控制装置（3）；

与包括P型、N型热电元件的热电器件构成串联连接电路并控制所述热电器件的电流输出的负载装置（4）；

与所述负载装置（4）相连且与所述P型、N型热电元件的冷、热端导流电极直接相连以采集所述P型、N型热电元件的测量信号的多通道数据采集装置（5）；

与所述负载装置（4）、多通道数据采集装置（5）和热端温度控制装置（2）相连的控制单元。

2.根据权利要求1所述的热电元件可靠性评价系统，其特征在于，所述控制单元包括内置评价程序的上位机（1），所述上位机（1）通过USB转GPIB电缆与所述负载装置（4）、多通道数据采集装置（5）连接，且所述上位机（1）通过USB转RS485接口转换器与所述热端温度控制装置（2）连接。

3.根据权利要求2所述的热电元件可靠性评价系统，其特征在于，所述热端温度控制装置（2）包括温度控制器、控温热电偶、过载检测热电偶、直流电源及温度显示报警器，所述温度控制器通过所述USB转RS485接口转换器与所述上位机连接；所述温度控制器为PID温度控制器。

4.根据权利要求2所述的热电元件可靠性评价系统，其特征在于，所述冷端温度控制装置（3）包括恒温循环水箱、流量计及水路，所述冷端温度控制装置（3）配置为当循环水的流速未达到预定值时将发出报警信号。

5.根据权利要求2所述的热电元件可靠性评价系统，其特征在于，所述负载装置（4）包括电子负载仪和分流器，所述电子负载仪的输入端子与所述分流器、所述热电器件构成串联连接电路，且所述电子负载仪通过所述USB转GPIB电缆与所述上位机连接。

6.根据权利要求5所述的热电元件可靠性评价系统，其特征在于，所述多通道数据采集装置（5）通过GPIB电缆与所述负载装置（4）中的所述电子负载仪相连，所述多通道数据采集装置（5）配置为每触发一次采集即切换不同通道开关完成一次测量。

7.根据权利要求1所述的热电元件可靠性评价系统，其特征在于，所述真空装置（6）还包括真空泵、压差阀、波纹管、主抽阀、角阀、真空计组成抽气管路连接至所述真空腔体的法兰接口，惰性气体通过进气阀连接至所述真空腔体的法兰接口，所述真空腔体包括石英钟罩和不锈钢法兰。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的热电元件可靠性评价系统，其特征在于，所述测量信号包括所述热电器件的输出电流和两端电压、P型热电元件两端电压及N型热电元件两端电压，以及所述P型、N型热电元件的热端温度和冷端温度。

9.一种采用根据权利要求1至8中任一项所述的热电元件可靠性评价系统执行的方法，包括：

制备包括待测P型、N型热电元件的热电器件，并且在热端导流电极引出测试导线，P型热电元件冷端导流电极引出测试导线，N型热电元件冷端导流电极引出测试导线；

将所述P型、N型热电元件装夹在位于真空腔体内的样品测试装置上；

连接测试电路，使热电器件与负载装置构成串联回路，且通过多通道数据采集装置采集所述P型、N型热电元件的测量信号；

通过冷端温度控制装置控制所述P型、N型热电元件的冷端温度值；

控制单元启动评价程序，根据模拟工况选择评价模式；

所述控制单元开始评价，按照设置的采样间隔采集数据，当所述P型、N型热电元件处于预设的温差下且判断温度稳定，调用伏安特性测试程序，完成后通过数据处理得到所述P型、N型热电元件的基本性能，依此方法完成所述P型、N型热电元件在指定工况下的测试过程。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

测量过程中随时查看包括热电器件、P型热电元件、N型热电元件老化性能随热持久时间或热循环次数变化趋势。