專利名稱：溫差電致冷組件失效率試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于溫差電技術應用技術領域，特別是涉及一種溫差電致冷組件失效率試驗裝置。
背景技術：
溫差電致冷組件失效率試驗是給溫差電致冷組件通以最大溫差電壓，使其正常工作，控制溫差電致冷組件的熱面溫度為恒定值進行連續不間斷壽命考核的試驗，其目的是確保溫差電致冷組件性能的可靠性。
目前進行溫差電致冷組件失效率試驗多采用臨時拼湊的散件，集成度較低，樣品熱面溫度手控，控溫存在較大誤差的非專用設備，該失效率試驗得出的溫差電致冷組件數據可靠性低，并且容易損壞溫差電致冷組件。
發明內容
本實用新型為解決現有技術中存在的問題，提供了一種搭載平臺大、適于范圍廣、控溫精度高、能夠實現自適應控溫和超溫保護的溫差電致冷組件失效率試驗裝置。
本實用新型所采取的技術方案是
溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特點是包括試驗裝置平臺部分、控制部分和超溫報警保護電路部分，所述試驗裝置平臺部分包括平臺結構散熱器，散熱器基板側面均勻分布有兩個以上盲孔作為加熱器孔，加熱器孔內均設置有加熱器，散熱器基板側面還有熱偶孔，熱偶孔內設置有熱偶；所述控制部分包括連接熱偶的控溫表；所述超溫報警保護電路部分包括電壓比較
電路、超溫斷電保護電路、報警信號觸發電路和達林頓型放大器。
本實用新型還可以采用如下技術措施
所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特點是所述散熱器為兩個并聯的鋁材料直紋高密式肋片散熱器，每個散熱器上分別設置有一個熱敏電阻，兩個熱敏電阻并聯后接到控制部分中的超溫報警保護電路；散熱器兩側通過螺栓和不銹鋼連接條連接緊固構成散熱平臺，散熱器上面固定有大功率無刷直流軸流風機；所述加熱器為陶瓷加熱器；所述熱偶、陶瓷加熱器與散熱器基板之間設置有導熱絕緣膠。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所述控溫表為
土rc精度PiD控溫表，輸出端連接有輸出端子。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所述電壓比較電路由熱敏電阻RT1、熱敏電阻RT2并聯后與電位器RP1串聯構成。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所述超溫斷電保護電路由PNP型小功率管VT1、電阻器R1、發光二極管LED1、三端穩壓電路TL431和繼電器K1構成。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所述報警信號觸
發電路由整流二極管VD2、整流二極管VD3、 PNP型小功率管VT2、三端穩壓電路TL431和語音集成電路IC1構成。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所述達林頓型放大器由NPN型小功率管VT3、 NPN型小功率管VT4組成。
所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所述超溫報警保護電路部分還設置有電阻器R4、電容器C2、整流二極管VD4、整流二極管VD5、穩壓二極管VDW1和電容器Cl。
本實用新型具有的優點和積極效果
溫差電致冷組件失效率試驗裝置，由于采用高精度PID控溫表的控溫方式、采用強迫風冷散熱模式、設置超溫保護功能，具有智能控溫系統，自動調溫，自動實現聲控報警，受外界環境溫度變化影響小，隨著環境溫度變化實現自適應溫度調節，保證設置散熱平臺溫度的恒定；對熱補償陶瓷加熱器分布及其發熱情況的設置，保證了整個散熱平臺溫度場分布均勻，其溫度精
度為土rc。
圖1為本實用新型帶有風機罩的裝置結構示意圖；圖2為圖1中去掉風機罩的裝置結構主視示意圖；圖3為圖1中去掉風機罩的裝置結構俯視示意圖；圖4為溫差電致冷組件失效率試驗裝置控制電路示意圖；圖5為溫差電致冷組件失效率試驗裝置超溫報警保護電路圖。
圖中，l-連接條，2-螺栓，3-散熱器，4-熱偶，5-陶瓷加熱器，6-熱敏電阻，7-加熱器孔，8-風機罩，9-風機，10-支座，11-PID控溫表，12-固態繼電器，13-直流開關電源，14-繼電器，15-揚聲器。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施
例，并配合圖1-圖5附圖詳細說明如下
溫差電致冷組件失效率試驗裝置包括試驗裝置平臺部分、控制部分和超溫報警保護電路部分。
試驗裝置平臺部分將基板厚度6 mm、肋片厚度1. 5mm、肋片間距2 nun、外形尺寸長X寬X高為500mmX72mmX35mm的兩個鋁材料直紋高密式肋片散熱器3并聯，兩側通過螺栓2和不銹鋼連接條1連接緊固構成散熱平臺，該散熱平臺在大幅度減小散熱器重量和體積的同時，顯著提高有效散熱面積，不產生熱積聚，實現高效散熱；散熱器3的基板側面均勻分布有30個O5mm深50mm的盲孔作為加熱器孔7,在加熱器孔7內填充具有導熱性良好絕緣的導熱硅脂作為導熱膠，把05mm長30mm的高性能陶瓷加熱器5嵌入每一個加熱器孔7內，陶瓷加熱器5引出導線并聯后連接到控制電路中，用導熱膠封口處理，保證陶瓷加熱器5與散熱器3基板良好絕緣導熱性能，避免出現漏電狀況，實現散熱平臺溫度熱補償，使整個平臺溫度一致性，并減少熱損失;散熱平臺上的一個散熱器3基板中部、距陶瓷加熱器5 —側2mm處有一個熱偶4，保證熱偶4所監測的平臺溫度真實有效，熱偶4與散熱器3基板也同樣采取導熱絕緣膠處理；散熱平臺的兩個散熱器3上分別設置有一個熱敏電阻6，將兩個熱敏電阻6并聯后接到控制部分中的超溫報警保護電路，確保平臺任何一側出現故障即可實現報警，并切斷整個裝置的電源系統，保護溫差電致冷組件不受損壞；采用厚度為lmm的硬鋁板加工成的外形長X寬X高為500腿X146腿X75mm的散熱器風機罩8，在風機罩8的底面內側裝有兩只大功率直流軸流風機9，實現散熱平臺具有足夠大的風量和散熱能力，通過螺栓2固定在散熱器3兩側，為實現散熱提供風道，外側裝有四個外徑X高為025mmX55mm的圓柱形支座10，對整個散熱平臺起到支撐和定位的作用，保證整個裝置具有足夠的機械強度，并為散熱風機提供足夠大的散熱通道，確保其散熱充分。
控制部分交流220V市電與控溫精度達到士rC的PID控溫表11、陶瓷加熱器5和直流開關電源13相連接。直流開關電源13直流輸出端子與風機9供電端子連接。嵌入在散熱器3平臺內部的熱偶4與PID控溫表11的熱電偶端子連接。交流220V市電將陶瓷加熱器5、固態繼電器12信號輸出端子串接構成回路。固態繼電器12的控制端子與PID控溫表11的輸出控制信號端子連接。當陶瓷加熱器5工作時實現對散熱器3平臺的補償加熱。圖4中繼電器14的常閉觸點，當圖5中的繼電器14得電，圖4中的繼電器14的常閉觸點斷開，使整個電路掉電，保護整個工作系統。繼電器14 "常閉"狀態下，整個系統正常工作，交流220V市電分為三路為PID控溫表11、陶瓷加熱器5和直流開關電源13供電。直流開關電源13輸出直流電驅動風機9工作，為平臺散熱，確保平臺不出現熱集聚情況。設計組件工作時散熱器3平臺溫度低于設定溫度50°C，通常低于設定溫度0°C 5°C。 PID控溫表11監測散熱器3平臺的溫度，并根據監測溫度低于設定溫度值的大小，PID控溫表11輸出信號控制固態繼電器12接通，并根據溫度差值確定占空比，即固態繼電器12接通時間。當固態繼電器12接通時，交流220V市電為陶瓷加熱器5提供電源，實現陶瓷加熱器5為散熱器3平臺的補償加熱，確保散熱器3平臺保持5(TC。
超溫報警保護電路部分超溫報警保護電路能夠在超溫的情況下，自動切斷工作電源保護裝置和溫差電致冷組件不受損壞，而且具有自動實現聲控報警功能，減少不必要的損失。整個裝置出現溫度過高時，RT1、 RT2選用負溫度系數NTC熱敏電阻6阻值變小；RP1選用WH7-A型微調電位器；R1 R3采用RTX-1/8W型碳膜電阻器，電阻值分別為510Q、 1.2MQ、 1KQ; R4選用RJ-2W-750KQ金屬膜電阻器；Cl采用CD11-16V-470 y F電解電容器；C2選用為CL11-400V-0.68uF滌綸電容器；VT1、 VT2釆用PNP型小功率管9012， hfe>100; VT3、 VT4采用NPN型小功率管9014、 9013， hfe>100; VD1采用開關 二極管1N4148; VD2, VD3采用1N4001整流二極管；VD4， VD5采用1N4004整 流二極管；VDW1選用2CW51、 6V的穩壓二極管；揚聲器15采用YD100-6型 電動式揚聲器；繼電器選用JZC-22F，DC6V的超小型中功率電磁繼電器;TL431 為三端穩壓電路；IC1選用CMOS型語音集成電路KD-56021。 RT1、 RT2并聯 的熱敏電阻6和RP1電位器串聯構成電壓比較電路。VT1、 Rl、 LED1、 TL431 和繼電器Kl構成超溫斷電保護電路。當熱敏電阻監測到的散熱器平臺溫度達 到設置的超溫報警溫度時，任何一個RT阻值變小，A點的電位上升到2.5V， 則TL431導通，并呈低阻狀態，此時，發光二極管LED1導通點亮，VT1飽和 導通，繼電器K1得電，其觸點K1-1斷開，切斷整個系統電路，保護整個裝 置。VD2、 VD3、 VT2、 TL431和IC1構成報警信號觸發電路。TL431導通同時 使得VT2導通，觸發IC1播出報警信號。IC1輸出的報警信號經過由VT3、 VT4 組成的達林頓型放大器放大后，驅動揚聲器發出報警，蜂鳴，告知已經發生 超溫狀況。R4、 C2、 VD4、 VD5、 VDW1和Cl系由交流市電220V進行濾波、整 流和穩壓的電路，為電壓比較電路、超溫斷電保護電路、報警信號觸發電路 和達林頓放大器電路提供直流穩壓電源。
溫差電致冷組件失效率試驗裝置工作過程如下將進行失效率試驗的溫
差電致冷組件熱面通過涂抹導熱硅脂等導熱材料與散熱平臺緊密良好接觸， 實現組件冷面保溫防潮的結構是當進行溫差電致冷組件失效率試驗時，將進 行試驗的若干致冷器均勻分布在平臺散熱器長度方向的中心線上，此時溫差 電致冷組件熱面朝下與散熱器緊密貼合，其冷面朝上，需要采取保溫防潮措 施，防潮結構為在致冷器的冷面覆蓋一層與平臺尺寸相配合的均勻致密的保
溫海綿，長X寬X厚尺寸為500mmX144mmX15mm，保溫海綿上利用壓塊壓緊， 保證冷面與保溫海綿的良好接觸，采用保溫海綿作為防潮措施是因為組件熱 面溫度為50。C，其冷面將達到-15°C -10°C，空氣環境中擱置必然導致冷面 吸收空氣中的水汽結霜，結霜融化會導致組件短路擊穿，造成器件失效，因 此，利用保溫海綿防止組件冷面結霜損害組件。給組件通以最大溫差電壓進 行試驗。當整個裝置正常工作時，散熱平臺溫度維持在5(TC。通常工作狀況下，此時陶瓷加熱器通過PID控溫表控制不工作， 一旦散熱平臺溫度低于50 °C，哪怕僅僅是O.rC， PID儀表會重新調節陶瓷加熱器的輸出占空比輸出， 開啟加熱器工作，散熱器溫度維持在5(TC。該過程屬于智能控制過程，無需 人為干預，整個系統自動運行和調節，保證所需溫度精度。當任何一個熱敏 電阻監測到的溫度高于警戒溫度6(TC時，系統會自動切斷裝置的電源保護裝 置和溫差電致冷組件不受損壞。
權利要求1.溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于包括試驗裝置平臺部分、控制部分和超溫報警保護電路部分，所述試驗裝置平臺部分包括平臺結構散熱器，散熱器基板側面均勻分布有兩個以上盲孔作為加熱器孔，加熱器孔內均設置有加熱器，散熱器基板側面還有熱偶孔，熱偶孔內設置有熱偶；所述控制部分包括連接熱偶的控溫表；所述超溫報警保護電路部分包括電壓比較電路、超溫斷電保護電路、報警信號觸發電路和達林頓型放大器。
2. 根據權利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所 述散熱器為兩個并聯的鋁材料直紋高密式肋片散熱器，每個散熱器上分別設 置有一個熱敏電阻，兩個熱敏電阻并聯后接到控制部分中的超溫報警保護電 路；散熱器兩側通過螺栓和不銹鋼連接條連接緊固構成散熱平臺，散熱器上 面固定有大功率無刷直流軸流風機；所述加熱器為陶瓷加熱器；所述熱偶、 陶瓷加熱器與散熱器基板之間設置有導熱絕緣膠。
3. 根據權利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所述控溫表為士rc精度piD控溫表，輸出端連接有輸出端子。
4. 根據權利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所 述電壓比較電路由熱敏電阻RT1、熱敏電阻RT2并聯后與電位器RP1串聯構成。
5. 根據權利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所 述超溫斷電保護電路由PNP型小功率管VT1、電阻器Rl、發光二極管LED1、 三端穩壓電路TL431和繼電器Kl構成。
6. 根據權利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所 述報警信號觸發電路由整流二極管VD2、整流二極管VD3、PNP型小功率管VT2、 三端穩壓電路TL431和語音集成電路IC1構成。
7. 根據權利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所 述達林頓型放大器由NPN型小功率管VT3、 NPN型小功率管VT4組成。
8. 根據權利要求l所述的溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特征在于所 述超溫報警保護電路部分還設置有電阻器R4、電容器C2、整流二極管VD4、 整流二極管VD5、穩壓二極管VDW1和電容器Cl。
專利摘要本實用新型涉及一種溫差電致冷組件失效率試驗裝置，其特點是包括試驗裝置平臺部分、控制部分和超溫報警保護電路部分，所述試驗裝置平臺部分包括平臺結構散熱器，所述控制部分包括連接熱偶的控溫表；所述超溫報警保護電路部分包括電壓比較電路、超溫斷電保護電路、報警信號出發電路和達林頓型放大器。由于采用高精度PID控溫表的控溫方式、采用強迫風冷散熱模式、設置超溫保護功能，具有智能控溫系統，自動調溫，自動實現聲控報警，受外界環境溫度變化影響小，隨著環境溫度變化實現自適應溫度調節，保證設置散熱平臺溫度的恒定；對熱補償陶瓷加熱器分布及其發熱情況的設置，保證了整個散熱平臺溫度場分布均勻，其溫度精度為±1℃。
文檔編號G01M99/00GK201368898SQ20082014509
公開日2009年12月23日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者馬洪奎 申請人:中國電子科技集團公司第十八研究所