一种热电制冷器冷量测量装置

摘要

本发明公开了一种热电制冷器冷量测量装置，包括：热端恒温箱（1）、直流电源（2）、冷端恒温箱（4）、数据处理模块（5）、热端温度传感器（15）、环境温度传感器（16）、冷端温度传感器（17）、压力传感器（18）。热端恒温箱（1）、冷端恒温箱（4）分别为热端及冷端换热及温度控制的总成，两者中间放置热电制冷器测试件，数据处理模块（5）对装置中各设备进行实时控制和数据处理。测量装置通过对热电制冷器冷热端面的换热控制，动态补偿制冷器本身产生的热量，直至达到稳定平衡，再通过漏热补偿修正，最终测量出制冷器的冷量。本装置有效解决了热电制冷器冷量的直接测量问题，且结构简单、操作方便、测量精度高。

主权项

一种热电制冷器冷量测量装置，包括：直流电源（2）、热端温度传感器（15）、冷端温度传感器（17）、环境温度传感器（16），其特征在于还包括：热端恒温箱（1）、冷端恒温箱（4）、数据处理模块（5）；其中，热端恒温箱（1），包括：水箱（6）、流量调节泵（10）、一级换热器（11）、二级换热器（9）、调速风扇（8）；冷端恒温箱（4），包括：可调加热器（12）、制冷剂罐（7）、制冷剂（13）、保温层（14）、压力传感器（18）；一级换热器（11）换热面与热电制冷器（3）热端面相接触，两个接触面之间缝隙有高效导热酯，一级换热器（11）与热电制冷器（3）相互压紧密接触并螺钉固定，螺钉的螺杆外带有塑料套管；热端温度传感器（15）置于一级换热器与热电制冷器（3）接触面之间；一级换热器（11）、流量调节水泵（10）、二级换热器（9）和水箱（6）之间水管连接，调速风扇（8）安装面与二级换热器（9）换热表面螺钉连接，热电制冷器（3）的冷板置于具有保温层（14）的制冷剂罐（7）顶部凹槽中，冷端温度传感器（17）与热电制冷器（3）的冷板粘接，压力传感器（18）置于罐内制冷剂（13）液面以上位置；可调加热器（12）置于制冷剂（13）中，环境温度传感器（16）置于制冷剂罐（7）外附近，数据处理模块（5）分别与调速风扇（8）、热端温度传感器（15）、冷端温度传感器（17）、环境温度传感器（16）、压力传感器（18）及可调加热器（12）电缆连接；直流电源（2）分别与热电制冷器（3）、数据处理模块（5）、调速风扇（8）、流量调节泵（10）、可调加热器（12）电缆连接； 热端，循环水在一级换热器（11）中吸热后进入流量调节泵（10），接着进入二级换热器（9），通过调速风扇（8）将热量放出后再进入水箱（6），最后又进入一级换热器（11），如此循环，控制采用PID运算，动态调节流量调节泵（10）的水流量，并通过调速风扇（8）进行二次补偿，从而达到控制热端换热及温度稳定的目的；冷端，在具有保温层（14）的制冷剂罐（7）内注入制冷剂（13），可调加热器（12）浸入在制冷剂（13）中，测量过程中，可调加热器（12）通过功率调节不断补偿制冷器产生的冷量，在控制方面，利用罐内压力传感器所测饱和压力与温度一一对应的关系，通过压力信号来动态控制罐内可调加热器（12）的功率，从而达到控制冷端换热及温度稳定；另外，测量过程中根据罐内外温差，通过数据处理模块（5）自动修正罐体的漏热系数，确保漏热在允许的误差范围内，最终测量出热电制冷器（3）的冷量值。