[发明专利]一种半导体制冷片性能参数测试方法

说明书

本发明提出一种半导体制冷片性能参数测试方法，所用的测试装置包括带第一工质入口、第一工质出口的冷腔，还包括带第二工质入口、第二工质出口的热腔；冷腔和热腔均设有保温层；冷腔和热腔之间的分隔结构处设有制冷片固定部，当半导体制冷片固定于制冷片固定部处时，冷端与冷腔腔壁接触，热端与热腔腔壁接触；当进行测试时，以流经冷腔的第一工质对制冷片冷端进行热交换，以流经热腔的第二工质对制冷片热端进行热交换，根据测得的第一工质入口与第一工质出口的第一工质温差、第二工质入口与第二工质出口的第二工质温差、第一工质流量、第二工质流量对性能参数或当前工况计算；本发明具有结构简单，数据测试方便的优点，具有良好的实际研究意义。

技术领域

本发明涉及测量方法技术领域，尤其是一种半导体制冷片性能参数测试方法。

背景技术

热电制冷器具有结构简单、无任何机械运动部件、对环境污染少、体积小、制冷速度快、维修方便、操作简单等特点，广泛应用于军事、航空航天、生物医学和工业或商业产品中。热电制冷器作为特殊用途的制冷装置，在对其设计过程中需要掌握半导体制冷元器件的塞贝克系数α、电阻R、导热系数K和优值系数Z等相关性能参数。然而，半导体性制冷元器件能参数与温度有关，测试难度大，部分厂家或电商不能提供相关性能参数，因此设计出一种结构简单、价格适中、满足精度要求的半导体制冷元器件性能参数测试系统具有实际的工程意义。

近年来，国内外学者对半导体制冷元器件性能参数测试方法投入了大量的研究，研究者采用了热补偿法获得相关性能参数，通过PID模糊控制算法来校正冷热端温差、瞬态法测试优值Z热电材料导热率方法提高测试参数的准确度、利用3ω方法实现对Bi₂Te₃热电材料薄膜表征获得导热率、利用水冷循环测试装置提高测试精度。大部分测试研究都需要通过测对半导体制冷元器件冷热端进行温度测试，测试过程中对温度的准确测试难度较大，且整套测试系统较为复杂。本文设计出一套测试装置系统，通过测试半导体制冷元器件冷热端散热量、散热量、工作电压和电流，从而计算出冷热端温度和相关性能参数，该测试系统结构简单，数据测试方便，具有一定的实际研究意义。

发明内容

本发明提出一种半导体制冷片性能参数测试方法，。

本发明采用以下技术方案。

一种半导体制冷片性能参数测试方法，所述测试方法采用半导体制冷元器件性能参数测试装置对半导体制冷片进行测试；所述测试装置包括带第一工质入口、第一工质出口的冷腔，还包括带第二工质入口、第二工质出口的热腔；所述冷腔和热腔均设有保温层；冷腔和热腔之间的分隔结构处设有制冷片固定部，当半导体制冷片固定于制冷片固定部处时，半导体制冷片冷端与冷腔腔壁接触，制冷片热端与热腔腔壁接触；当进行测试时，以流经冷腔的第一工质对制冷片冷端进行热交换，以流经热腔的第二工质对制冷片热端进行热交换，根据测得的第一工质入口与第一工质出口的第一工质温差、第二工质入口与第二工质出口的第二工质温差、第一工质流量、第二工质流量对制冷片性能参数或当前工况进行计算。

当进行测试时，所述半导体制冷片的性能参数理论计算包括以下公式；

冷热端温差为ΔT＝T_h-T_c公式四；T_h为运行工况下半导体制冷片热端温度，T_c为运行工况下半导体制冷片冷端温度；

半导体制冷片的工作电压为U＝IR+αΔT公式一；I为运行工况下半导体制冷片工作电流，R为运行工况下半导体制冷片工作电阻；

半导体制冷片的冷端制冷量为

半导体制冷片的热端散热量为

半导体制冷片的导热系数为或

半导体制冷片的优值系数