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测量 塞贝克系数的简易装置

阅读：695发布：2020-05-21

专利汇可以提供测量塞贝克系数的简易装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种测量塞贝克系数的简易装置，直流稳压电源连接加热棒，热电偶连接数据采集仪，数据采集仪连接计算机，热电材料测量装置包括顶座、中座和底座，顶座的中心处设置有上下贯穿的台阶孔一，台阶孔一的孔径上小下大，加热棒穿入台阶孔一，中座中心处设置有上大下小的台阶孔二，台阶孔二上孔的孔径与热电材料的直径相匹配，热电材料放置在台阶孔二上孔中，加热棒与热电材料的上端面相接触，底座中心处也设置台阶孔三，航空螺母线圈设置在台阶孔三的上孔中，其导线从底座的下端穿出连接数据采集仪，热电偶沿底座中心对称布置在其上端面上。该装置结构简单，测量速度快，且能够对塞贝克系数进行准确测量，同时投入费用低廉。，下面是测量塞贝克系数的简易装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种测量塞贝克系数的简易装置，其特征在于，包括直流稳压电源、加热棒、数据采集仪、航空螺母线圈、热电偶和热电材料测量装置，所述直流稳压电源连接加热棒，航空螺母线圈连接数据采集仪，热电偶连接数据采集仪，所述数据采集仪连接计算机，所述热电材料测量装置包括顶座、中座和底座，所述顶座、中座和底座由上至下同轴心叠放设置，所述顶座的中心处设置有上下贯穿的台阶孔一，所述台阶孔一的孔径上小下大，所述加热棒穿入台阶孔一，所述中座中心处设置有上大下小的台阶孔二，所述台阶孔二上孔的孔径与热电材料的直径相匹配，所述热电材料放置在台阶孔二上孔中，加热棒与热电材料的上端面相接触，所述底座中心处也设置台阶孔三，所述台阶孔三上孔的孔径与航空螺母线圈相匹配，航空螺母线圈设置在台阶孔三的上孔中，其导线从底座的下孔穿出，热电偶沿底座中心对称布置在其上端面上。
2.根据权利要求1所述的测量塞贝克系数的简易装置，其特征在于，所述台阶孔二下孔的孔径、高度与台阶孔一下孔的孔径、高度相等。
3.根据权利要求1所述的测量塞贝克系数的简易装置，其特征在于，所述航空螺母线圈设置为6点3组，通过K型热电偶和铜线连接数据采集仪。
4.根据权利要求1、2或3所述的测量塞贝克系数的简易装置，其特征在于，所述顶座、中座和底座为外径相同的铝块。

说明书全文

测量塞贝克系数的简易装置

技术领域：

[0001] 本实用新型涉及一种测量装置，具体是一种测量塞贝克系数的简易装置。背景技术：

[0002] 热电材料是一种由于内部载流子的变化，在实现电能与热能转化的材料。材料两端施加不同温度时，在材料中将产生电流效应，同时具有可逆效应，即施加不同方向的电流材料两端将会产生温差的热效应。热电材料应用在生活生产中有着巨大的潜力，已经在医学、光学、制冷等领域得到广泛应用。如，使用燃油或天然气燃烧热的热电发电装置已经大量使用于需要穿越荒凉地区的石油和天然气输运管道，作为金属管道的阴极保护电源和油气输运状态的检测—通信—控制系统的电源。或者，利用环境微小温差发电的微型发电装置，可为信号传感、储存运算和无线发送提供稳定、持续的电能。

[0003] 塞贝克效应(Seebeck effect)又称作第一热电效应，是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。一般规定热电势方向为：在热端电流由负流向正。根据赛贝克系数S的定义，在一定的温差△T下产生的电压△V与该温差△T的比值就是赛贝克系数S，即：

[0004]

[0005] 这也是实验测量赛贝克系数S的理论依据。

[0006] 对于热电材料的理论研究在从二十世纪开始不断取得突破，但是有关热电材料的测试，目前实验室测量通过测量赛贝克系数是通过专用仪器测得，如法国的赛贝克系数测量仪SeebeckPro、SBA458Nemesis测量仪或者ZEM塞贝克系数/电阻测量系统。以上作为高精度赛贝克系数测量仪器，虽然测量准确，但由于其高昂的检测成本不适用与普通的一般材料的检测。发明内容：

[0007] 针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供的测量塞贝克系数的简易装置，该装置结构简单，测量速度快，且能够对塞贝克系数进行准确测量，同时投入费用低廉。

[0008] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种测量塞贝克系数的简易装置，包括直流稳压电源、加热棒、数据采集仪、航空螺母线圈、热电偶和热电材料测量装置，所述直流稳压电源连接加热棒，航空螺母线圈连接数据采集仪，热电偶连接数据采集仪，所述数据采集仪连接计算机，所述热电材料测量装置包括顶座、中座和底座，所述顶座、中座和底座由上至下同轴心叠放设置，所述顶座的中心处设置有上下贯穿的台阶孔一，所述台阶孔一的孔径上小下大，所述加热棒穿入台阶孔一，所述中座中心处设置有上大下小的台阶孔二，所述台阶孔二上孔的孔径与热电材料的直径相匹配，所述热电材料放置在台阶孔二的上孔中，加热棒与热电材料的上端面相接触，所述底座中心处也设置台阶孔三，所述台阶孔三上孔的孔径与航空螺母线圈相匹配，航空螺母线圈设置在台阶孔三的上孔中，其导线从底座的下孔穿出与数据采集仪连接，热电偶沿底座中心对称布置在其上端面上。

[0009] 进一步，所述台阶孔二下孔的孔径、高度与台阶孔一下孔的孔径、高度相等。

[0010] 进一步，所述航空螺母线圈设置为6点3组，通过K型热电偶和铜线连接数据采集仪。

[0011] 进一步，所述顶座、中座和底座为外径相同的铝块。

[0012] 本实用新型的测量塞贝克系数的简易装置，结构简单，顶座、中座和底座采用铝块，导热性能优良；直流稳压电源连接加热棒，航空螺母线圈、热电偶连接数据采集仪，测量速度快；通过该测量装置，能够对塞贝克系数进行准确测量，同时投入费用低廉。附图说明：

[0013] 图1是本实用新型的结构示意图；

[0014] 图2是本实用新型热电材料测量装置的结构示意图；

[0015] 图中，1.顶座，2.加热棒放置处，3.中座，4.热电材料放置处，5.底座，6.航空螺母线圈置放处，7.直流稳压电源，8.数据采集仪，9.计算机，10.热电材料测量装置，11.加热棒，12.热电偶，13.航空螺母线圈。具体实施方式：

[0016] 下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

[0017] 如图1、图2所示，一种测量塞贝克系数的简易装置，包括直流稳压电源7、加热棒11、数据采集仪8、航空螺母线圈13、热电偶12和热电材料测量装置10，所述直流稳压电源7连接加热棒11，通过改变直流稳压电源7的电压，可以改变加热功率从而可以改变热电材料的热端与冷端的温度。

[0018] 航空螺母线圈13连接数据采集仪8，通过底座5上放置的航空螺母线圈13可以测量热电材料的电压与温度。

[0019] 热电偶12连接数据采集仪8，温度由热电偶12进行测量，将热电偶12放置于航空螺母线圈13上方，可以准确读出热电材料的温度。

[0020] 所述数据采集仪8连接计算机9，电压和温度通过数据采集仪8处理，其数据通过在计算机上安装的软件kickStart得到。

[0021] 所述热电材料测量装置10包括顶座1、中座3和底座5，所述顶座1、中座3和底座5由上至下同轴心叠放设置，所述顶座1的中心处设置有上下贯穿的台阶孔一，所述台阶孔一的孔径上小下大，所述台阶孔一上孔的孔径与加热棒的直径相匹配，所述加热棒穿入台阶孔一，所述中座3中心处设置有上大下小的台阶孔二，所述台阶孔二上孔的孔径与热电材料的直径相匹配，所述热电材料放置在台阶孔二上孔中，加热棒与热电材料的上端面相接触，所述底座5中心处也设置台阶孔三，所述台阶孔三上孔的孔径与航空螺母线圈13相匹配，台阶孔三的上孔为航空螺母线圈置放处6，所述台阶孔三的上孔和下孔连接处设置有圆环型突出部，这样可以使航空螺母线圈放置在台阶孔三的上孔中，其导线从底座5的下孔穿出与数据采集仪8连接，热电偶12沿底座5中心对称布置在其上端面上。

[0022] 底座5用以固定测试点，测试时，使用航空螺母作为测试线圈的中间工具，故底座5设计目的为固定航空螺母线圈13，并于中座3相配合。

[0023] 进一步，所述台阶孔二下孔的孔径、高度与台阶孔一下孔的孔径、高度相等。

[0024] 进一步，所述航空螺母线圈13设置为6点3组，通过K型热电偶和铜线连接数据采集仪。

[0025] 进一步，所述顶座1、中座3和底座5为外径相同的铝块，由于铝片的导热系数较高，且热电材料与铝块圆形梯台接触良好，所以中座3既是热电材料放置的梯台，也是本测试平台的冷端，保证热电材料的冷端温度为定值。

[0026] 本实施例由于该热电材料制备成片后直径为30mm，故中座3上孔设计的开孔直径30mm、下孔直径为25mm的铝块圆形梯台，用于放置所要检测的热电材料。

[0027] 本实验装置顶座1作为加热搭载装置，加热源处于热电材料的中心点。顶座1的上孔为一个2mm的圆孔，用于放置加热棒11，台阶孔二下孔的孔径、高度与台阶孔一下孔的孔径、高度相等，保证热电材料散热时上下结构对称，测量更加准确。底座5用以固定测试点，测试使用航空螺母作为测试线圈的中间工具，故底座5设计目的为固定航空螺母线圈，并于中座3配合。

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