[实用新型]双效式温差电堆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电堆，尤其是涉及一种双效式温差电堆。

背景技术

热电偶的工作原理是基于热电效应，即塞贝克效应(Seebeck effect)，直接测量温度，并把温度信号转化成热电动势信号。热电偶包括两个热电极(即两结点)，两个热电极采用不同的半导体材料或者导体材料连接而成，热电偶的输出电压取决于两个结点的温差，温度较高的一个结点为工作端即温度传感点或测试点，温度较低的一结点为冷端即参考结点，参考结点通常处于某个恒定的温度即参考温度，参考温度一般为0℃。热电偶的温差与电压的依赖关系由其材料决定，一般情况下，半导体材料的温差电动势要高于金属材料或其他导体材料的温差电动势。

而温差电堆(热电堆)，则是由多个热电偶串联形成的热电堆，能够有效改善热电偶的灵敏度；但现有的温差电堆一般是高温端和低温端的电动势同时存在，并且方向相反，故电动势大的一端需克服另一端的反向电动势，剩余部分的电动势才能转化成电能，因此转化率低。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有温差电堆所存在的问题，在此的目的在于提供一种电能转化率高的双效式温差电堆，该电堆结构简单，使用方便。

为了实现本实用新型的目的，所提供的双效式温差电堆包括腔体，所述腔体中设置有低温区，所述低温区中填充有冷却剂；所述腔体内设置有多个串联的热电偶，串联的一端置于低温区中；所述热电偶由铁和铜构成，电堆的负极从所述腔体上的第一引线孔中引出，正极从所述腔体上的第二引线孔中引出。

本申请所提供的温差电堆由铜、铁组成的热电偶串联而成，并将其一端置于放置有冷却剂的低温区中，放置于低温区的一端为低温端，另一端为高温端，当对高温端进行加热时，保证了低温端上的电子始终从铁流向铜；将高温端进行加热使其温度达到575℃、410℃或者0℃以上，该温度称为转变温度(使电子运动方向发送变化的临界温度)，转变温度与铁的含碳量有关，其中575℃为纯铁的转变温度，410℃为普通铁的转变温度，而0℃则为铸铁的转变温度；当高温端的温度达到转变温度及其上时，就会出现接触电势差的正、负倒转现象，即原本由铁流向铜的电子转而由铜流向铁。故将高温端的温度保持在转变温度及其上，即保证了高温端的电子从铜流向铁，从而形成高、低温两端的两个电动势同方向而形成串联，提高了转化效率，且整个电堆的结构简单，使用方便。

进一步的，所述腔体还设置有高温区和绝热区，多个串联的热电偶的另一端置于高温区中；所述绝热区设置于所述低温区和所述高温区之间；所述高温区中填充高导热绝缘材料，所述绝热区中填充绝热材料。通过绝热区隔开高温区和低温区，且绝热区中填充有绝热材料，更进一步降低了高温端加热过程中温度对低温端的影响，更有效地保证了低温端上的电子始终从铁流向铜。而在高温区中填充高导热绝缘材料，有利于高温端的温度快速达到转变温度。

进一步的，所述低温区上设置有加水口。有效地保证了低温端的温度。

与现有的温差电堆相比，本申请的有益效果是：提高了转化效率，结构简单，使用方便。

附图说明

图1为本实用新型所提供的双效式温差电堆的结构示意图；

图中：1-腔体，2-低温区，3-热电偶，4-第一引线孔，5-第二引线孔，6- 高温区，7-绝热区，8-加水口。

具体实施方式

在此结合附图对本申请所提供的双效式温差电堆作进一步的说明。

如图1所示，本申请所提供的双效式温差电堆包括了包括腔体1，腔体1中设置有低温区2，低温区2中填充有冷却剂，所填充的冷却剂能够使低温端的温度控制于100℃以下即可，如常温水，或冰水；此外，腔体1内设置有多个串联的热电偶3，串联的一端置于低温区2中，作为低温端，另一端则为高温端；其中热电偶2由铁和铜构成，铁和铜两端分别通过焊接或扭缠在一起，电堆的负极则从腔体1上的第一引线孔4中引出，正极从腔体1上的第二引线孔5中引出，用于与其余设备连接。

腔体1中除了设置低温区2外，还设置有高温区6和绝热区7，绝热区7设置于低温区2和高温区6之间，用于隔绝高温区6和低温区2；多个串联的热电偶3的另一端(高温端)则置于高温区6中。

此外，高温区6填充可以使高温端的温度快速达到转变温度的高导热绝缘材料，如陶瓷；绝热区7中填充绝热材料，如石棉。高温区2、低温区3和绝热区 4可以是均分，即宽相等，但最好是绝热区4的宽大于高温区2和低温区3的宽，三者的长均相等。

此外，在低温区2上还设置有加水口8。