由半导体帕尔贴效应推导无温差发电的可行性

由半导体帕尔贴效应可知,一个直流电源与一个P型半导体的闭合回路就构成了简单的半导体制冷器,在P型半导体两端的接头处分别吸热或者放热。由于2种不同金属接头处形成的接触电动势是直流电源的一种,因此2种不同金属与P型半导体形成的闭合回路就是半导体制冷器,回路中有电流,按照帕尔贴效应,2种金属接头处就会从外界吸收热能,回路就可以实现持续的热电转化,成为无温差发电器。同时,P型半导体需要重掺杂处理,以弱化其两端的吸热、放热,体现回路此时的功能是2种金属接头处的无温差热电转化,而非半导体制冷。

利用帕尔贴效应进行甲醇蒸馏的试验研究

【目的】为解决现有蒸馏体系能源利用效率低的问题,设计了一种基于热电制冷器(thermoelectric cooler, TEC),可实现加热与冷却效率协同倍增的高能效蒸馏装置。【方法】选取工业中常用的甲醇作为目标液体进行试验验证,考察在不同输入电压下TEC冷热端的热力学特性对馏出速率和能源利用效率的影响。【结果】采用4片型号为TEC1-12706的制冷片,在输入电压为8 V时,甲醇的馏出速率最大,为3.59 g/min,此时的能量利用效率为239.61%;而输入电压为7 V时,热电蒸馏系统的能量利用效率最高,达到245.01%,此时的馏出速率为2.61 g/min。通过利用热电制冷模块的热端热量进行加热,再耦合热电制冷模块冷端冷量进行蒸气的冷凝,可以实现加热与冷却效率协同倍增。【结论】本研究结果为降低蒸馏过程的高能耗提供了关键技术支持。

基于复合帕尔贴模块热触觉再现装置研究

设计了一种基于复合帕尔贴模块的改进型温度触觉感知再现装置。首先分析了手指接触复合帕尔贴装置表面时的热传导过程,并根据热网络分析法建立了基于复合帕尔贴模块的热触觉感知模型;据此设计了一种通过控制复合帕尔贴模块表面温度变化来模拟温度触觉过程的装置,复合帕尔贴装置由两个20 mm×20 mm的帕尔贴模块重叠放置构成,通过对上下层帕尔贴模块输入电流分别控制,实现了比单层帕尔贴模块更为快速的升降温速率和更大工作温度区间;最后,通过热图标辨别实验,分析了将温度触觉感知再现应用于特殊人群导航的可行性。

帕尔贴器件及其在控温装置中的应用

一、帕尔贴器件简介帕尔贴器件又称半导体热电致冷器件,它的基础是帕尔贴(Peltier)效应,该效应指出:当电流通过两种不同导体的结时,该结变冷还是发热取决于电流的方向,放热或吸热率正比于电流的大小。

STM32帕尔贴加热器软件的模块化设计

为解决市面上医用加热器成本较高、智能化程度较低、安全性较低的问题，本文设计一种基于STM32微控器的帕尔贴加热器。使用较为常见的帕尔贴热电半导体制冷器件和STM32微控器，针对帕尔贴加热和制冷双功能特性，搭建两路以4个场效应管为基础元器件的H桥电路作为驱动电路，实现智能化温度控制以及按键控制多功能并显示，体现了人性化设计。另外，对系统各个模块进行模块化编程，使用-C／OS-II和PID优化控制算法，不仅实现脱机工作，而且很大程度上提高了系统的稳定性、精确性和实用性。

快速变温的帕尔贴元件PCR温控模块设计

传统的聚合酶链式反应仪器温度循环中高温向低温过渡的阶段,制冷性能差,导致实验周期较长。本文采用具有加热与制冷功能的帕尔贴元件,以自适应强的模糊PID作为温度控制的核心算法,并通过状态机方式切换制热与制冷功能,设计了一套实现快速变温的PCR温控模块。

基于帕尔贴效应的双波段自适应标定板设计

为精确标定可见光和红外双波段相机系统,减少标定板数量并增加对相机响应波段的适应性,设计了一种基于帕尔贴效应的双波段自适应标定板,以解决以往大尺寸标定板制造困难的问题.通过控制电路中的电流产生不同强度的红外辐射,实现对相机系统响应波段的自适应.从双目超大视场长波红外相机拍摄的图像中可以看出,该标定板标定角点数量多,能够满足超大视场需求;标定角点清晰,对比度高;红外辐射均匀性、稳定性好.性能测试结果表明,标定角点重投影误差达到亚像素级别,标定参数误差均在1%以内,畸变校正效果好.

基于帕尔贴效应的便携式制冷箱的设计与制作

基于帕尔贴效应的便携式制冷箱是一种应用半导体制冷技术的新型制冷箱。本文首先介绍了帕尔贴原理及其他相关原理,即通过改变流过制冷箱的电流方向来实现加热和制冷的转换。其次对制冷箱制作与应用提出许多关键问题,简述利用帕尔贴效应制作的便携式制冷箱的优缺点,并对制冷箱的目前现状与未来发展前景趋势进行分析。

利用帕尔贴效应的冷暖型空调床设计及实验分析

本文基于帕尔贴效应设计了一种冷暖型床体局部空调,简称空调床。空调床由床头制冷装置和床尾供暖装置构成,使床内形成"头凉脚暖"的温度分布。冬季开启供暖模式,可使床内温度达到22℃左右,与房间空调相比,节能率约85%,同时使脚部温度比头部温度高约6℃。夏季室温低于30℃时,空调床单独运行,使床内温度降低至28℃左右,节能率约80%。当室温大于30℃时,空调床与房间空调联合运行,与房间空调单独运行相比,节能率为约12%。夏季床内脚部温度比头部温度高1.5℃。

帕尔帖器件在生化分析仪中的应用及生化分析仪维修

本文介绍帕尔帖器件的基本原理和它在半自动生化分析仪中的应用,以及生化分析仪在使用中易出现的故障及维修方法。

一种采用循环水作为冷却介质的热电蒸馏装置

【目的】为解决传统蒸馏装置蒸馏液体时的高能耗和低能效比问题,提出一种采用循环水作为冷却介质的耦合热电制冷器(thermo electric cooler,TEC)的蒸馏装置。【方法】首先选取甲醇作为目标液体进行试验验证;然后考察TEC冷热端的热力学参数在不同输入电压下对系统蒸馏速率及能效比的影响。【结果】使用4片型号为TEC1-12706的制冷片,当循环水流速为40 L/h、电压为15 V时,甲醇的馏出速率最大值为18.7 g/min,此时系统的能效比最高为285.5%。【结论】本研究结果可为传统蒸馏装置能效比的提升提供一些参考。

一种海水缸的自动恒温系统设计

文章为模拟热带浅海海洋环境,精准控制温度,研发了一种海水缸的自动恒温系统。该系统利用温度传感器感知温度,当有电流通过不同的导体组成的回路时,根据帕尔贴效应在不同导体的接头处随着不同的电流方向会分别出现吸热、放热现象,将水冷散热降温原理应用在半导体片外侧面散热上,再通过传统风扇为水冷系统散热,碲化铋半导体片使用直流电流,通过改变直流电流的方向在同一套制冷片上实现制冷或加热。

基于热电制冷的高性能温控系统设计

设计一种基于热电制冷器(TEC)的温度控制系统;介绍了实际的温度控制电路及测温电路,并优化了热电制冷器的驱动电路;运用PID增量型控制算法,实现了VO2薄膜的自动恒温;根据科恩-库恩(Cohn-Coon)公式,对温控系统建模,系统地分析了控制算法和工作电流对温控的影响;经反复测试表明,该系统能够快速,准确地实现恒温,且低成本、集成度高、稳定性好、可扩展性强,具有一定的应用价值。

太阳能半导体制冷技术的发展和前景

介绍了太阳能半导体制冷系统的工作原理和基本结构,指出了提高太阳能半导体制冷效率的技术关键,阐述了太阳能半导体制冷技术的发展现状和应用前景。

基于光声光谱系统的温度控制器的设计

精确控制光声光谱实验系统温度有助于提升系统灵敏度及稳定性.设计的温度控制系统由单片机STC12C5A60S2控制,以铂电阻Pt1000为温度传感器,Pt1000采用四线制接法,有效消除了引线电阻引起的误差,其信号处理电路由仪表放大器AD620构成.介绍了14位高速率模数转换器TLC3574的典型工作电路,参考电压由LM4040提供。半导体制冷片由单片机输出的PWM波控制电流方向及导通时间,实现制冷加热,其驱动电路为场效应管H桥电路。所设计的温度控制器控制范围0~40℃,控制精度达到0.06℃.

基于STM32的半导体制冷片控制系统设计

一些医疗检测仪器在检测时需要模拟人体温度环境以确保检测的精确性,本文以STM32为主控制器,电机驱动芯片DRV8834为驱动器,驱动半导体致冷器(帕尔贴)给散热片加热或者制冷。但由于常规的温度控制存在惯性温度误差的问题,无法兼顾高精度和高速性的严格要求,所以采用模糊自适应PID控制方法在线实时调整PID参数,计算PID参数Kp、Ki、Kd调整控制脉冲来控制驱动器的使能。从simulink仿真的和实验结果来看模糊PID控制系统精度高、响应速度快,能达到预期效果。

关于新型半导体制冷方法的研究

本文主要介绍新型半导体制冷材料的特征及制冷方法的革新。与传统制冷技术的应用展开对比,综合考虑传统方法的优点,把半导体制冷技术推广到新兴应用领域。利用最新科学技术,开发研究微型设备。

台式核磁共振仪变温探头系统的研制

变温探头系统是拓展低场强核磁共振仪应用领域的重要部件.半导体致冷片由于体积小,功耗低,控制方便,广泛应用于各种制冷场合.本研究利用半导体致冷组件研制的变温探头系统能实现-20℃～60℃范围变温,相比传统高场强核磁共振波谱仪变温探头系统,结构简单、性价比高.在NMI20-analyst台式核磁共振仪上应用3.5%的CuSO4水溶液对本变温系统进行了测试,实验效果能够体现出相应的规律,具有实用价值.最后对系统与实验结果进行了讨论,给出了改进方案.

半导体制冷冰箱的研究

主要介绍以半导体器件为制冷源的新型绿色食品冰箱。采用帕尔贴效应的制冷方法 ,使其具有换气、除臭、冷藏、冷冻、食品保鲜等多项功能。该冰箱无污染 ,制冷速度快 ,噪声低 ,具有潜在的市场开发前景。

一种蝶形激光器驱动技术研究

基于对980nm蝶形激光器的发光原理和加热/制冷原理的探究,以STM32作为MCU,通过对软件和硬件两个方面的设计与调试,对激光器内部温度和激光器的输出光功率等参数进行实时的控制和反馈,最终达到了设计要求。以此为基础,为今后研究和设计非线性光纤放大器、ASE光源等光电器件做铺垫。