[发明专利]一种热电模块特性测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电模块特性测试装置。

背景技术

热电模块发电的工作原理是通过在热电模块的上下表面建立温差使内部产生电动势从而产生电能。不同类型的热电模块发电转换性能和耐高温能力各不相同，且热电模块性能发电高效区的判断、发电性能与各环境因素的关系、发电性能随时间的变化等缺乏理论和实验依据。而现有的测试装置一般只能测试热电模块在冷却水箱内冷却水定流量条件下的电学输出特性，不能测试冷却水流量变化对热电模块电学输出特性的影响。且现有的测试装置一般不能对包括电压、电流、电阻、功率在内的热电模块电学输出特性进行自动测量并保存。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种热电模块特性测试装置，该装置能实现调节热电装置中冷热端温度、冷端换热器中冷却水流量等不同影响因素的能力，并能对试验结果进行自动采集。

本发明所采用的技术方案为：一种热电模块特性测试装置，其包括试验台架，在试验台架上设置有热电模块，所述热电模块的热端与恒温热源相连，冷端与冷端换热器相连，所述热电模块与电子负载相连构成回路，其特征在于，在试验台架上还设置有水箱、水泵、冷却装置、用于控制恒温热源温度的热端温度控制装置、用于控制冷端换热器温度的冷端温度控制装置、数据采集器、电源，所述水箱的出水口与冷却装置的入水口相连，冷却装置的出水口与水泵的入水口相连，水泵的出水口与冷端换热器的入水口相连，冷端换热器的出水口与水箱的入水口相连，在恒温热源上设置有第一温度传感器，第一温度传感器分别与热端温度控制装置和数据采集模块相连；在冷端换热器上设置有第二温度传感器，第二温度传感器分别与冷端温度控制装置和数据采集模块相连。

按上述技术方案，所述冷却装置为风冷散热器，所述散热器的入水口与水箱的出水口相连，出水口与水泵相连，在水箱旁还配置有冷水机，所述冷水机与水箱上另外开设的冷水机水路相连。

按上述技术方案，在试验台架上还设置有夹紧机构，所述夹紧机构用于将热电模块的两端分别与恒温热源、冷端换热器夹紧。

按上述技术方案，热端温度控制装置包括恒温数显热源控制器和第一继电器，恒温热源的温度由恒温数显热源控制器调节，恒温数显热源控制器对第一温度传感器输入的信号进行分析处理并输出开关量，开关量控制恒温热源电路中的第一继电器，从而实现对恒温热源温度的调节；冷端温度控制装置包括冷端温度控制器和第二继电器，冷端温度控制器对第二温度传感器输入的信号进行分析处理并输出开关量，开关量控制冷却装置中的第二继电器，从而实现对冷端换热器温度的调节。

按上述技术方案，冷端换热器和恒温热源分别设置在热电模块的上、下端，所述恒温热源设置在恒温热源固定座上，在恒温热源与恒温热源固定座之间设置有隔热材料。

按上述技术方案，所述隔热材料分为上下两层，与恒温热源直接接触的上层隔热材料为有机硅树脂，与恒温热源固定座直接接触的下层隔热材料为硅酸铝陶瓷。

按上述技术方案，所述水泵为变频水泵。

按上述技术方案，在水泵的出水口处设置有流量计，在流量计出口处安装控制球阀，用于控制经过冷端换热器的冷却水流量。

本发明所取得的有益效果为：本装置可通过调节热源温度、冷源冷却水流量和压紧装置压紧力测试不同热源温度、不同温差及不同压紧力下热电模块的电压、电流、电阻和功率参数，并通过数据采集装置对以上数据进行采集，测定分析热电模块的发电性能，克服了传统装置需要人工进行数据记录、分析的缺点；恒温热源通过两层隔热材料隔开，有利于维持热端温度从而在热电模块上下表面建立足够的温差，保证实验的准确性；可通过扭力扳手精确、均匀调节热电模块冷热两端夹紧力，使热电模块冷热两端保持良好接触，提高热电模块的转化效率；通过调节变频水泵工作频率，控制水阀开度，观察电磁流量计表头示数，从而精确控制冷却水流量大小。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的模块发电部分局部放大示意图。

图3是本发明的夹紧机构、热电模块发电部分以及隔热布置示意图。

图4是本发明的俯视图。

图5是本发明的试验台架示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。