CN100420940C - 宽温度区间的温差电性能测量装置 - Google Patents

宽温度区间的温差电性能测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种宽温度区间的温差电性能测量装置，包括用于测试的工作台(5)，还包括带有抽真空装置的密封的真空室(2)，所述真空室(2)内分别设置加热装置(9)和用于放置液氮的液氮腔(7)；进管(4)的下端与液氮腔(7)相连通，进管(4)的上端位于真空室(2)的外部；出管(6)的下端与液氮腔(7)相连通，出管(6)的上端(3)位于真空室(2)的外部；所述液氮腔(7)上放置工作台(5)，工作台(5)与液氮腔(7)之间设置绝缘层(8)。本发明的测量装置能用于在宽温度区间内连续测量材料的温差电性能。

Description

宽温度区间的温差电性能测量装置
技术领域
本发明涉及一种能在宽温度区间内连续测量材料温差电性能的装置。
背景技术
温差电材料也称热电材料，是能将热能和电能直接转换的材料。当材料两端有温差时，两端有电势输出；当给材料通电时，热量从材料的一端输往另一端；因此温差电材料可来发电和制冷。标志温差电材料性能的参数有Seebeck系数、电导率和热导率。Seebeck系数是单位温差形成的热电势。
温差电材料在工作时，一端处于高温，另一端处于低温，中间部分处在不同的温度。因此表征温差电材料的性能，必须在一个比较宽的温度区间内进行测量。在温差电材料研究中，测量温度范围要求从低温直至材料的熔点温度附近；这就要求测量设备能适应很宽的测量温度范围。现有的测量设备，往往只能从低温到室温，或者从室温到高温；因此要获得表征材料从低温到高温的性能数据，就必须依靠两台设备进行测量。这样的测量方式不但不方便，而且由于两台仪器的系统误差不一致，测量原理也不一致，得到的性能曲线在室温处有突变。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种测量方便、能在宽温度区间内连续测量材料温差电性能的装置。
本发明为达到以上目的，是通过这样的技术方案来实现的：提供一种宽温度区间的温差电性能测量装置，包括用于测试的工作台和带有抽真空装置的密封的真空室，真空室内分别设置加热装置和用于放置液氮的液氮腔；进管的下端与液氮腔相连通，进管的上端位于真空室的外部，且进管的上端与液氮杯相连通；出管的下端与液氮腔相连通，出管的上端位于真空室的外部；液氮腔上放置工作台，工作台与液氮腔之间设置绝缘层；在真空室的侧壁上设置真空接头，工作台上的导线通过此真空接头与测试仪器上的导线相对接。
作为本发明的宽温度区间的温差电性能测量装置的一种改进，加热装置环绕着工作台。
本发明的宽温度区间的温差电性能测量装置，能用于从-150℃到1000℃温度范围内连续测量材料的温差电性能。液氮杯、进管、液氮腔和出管组成一个液氮冷却系统。依靠液氮冷却系统的冷却功能和加热装置的加热功能，本发明的测量装置，能实现从低温到高温的连续测量。由于使用的是同一个测量装置，因此能保证测试数据的准确度和系统误差的一致性，避免了所得的性能曲线在室温处的突变。
附图说明
图1是本发明的宽温度区间的温差电性能测量装置的剖视结构示意图。
具体实施方式
参照上述附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。图1给出了一种宽温度区间的温差电性能测量装置，包括密封的真空室2；真空室2自身带有抽真空装置，真空室2内分别设有用于测试的工作台5、加热装置9和用于放置液氮的液氮腔7。进管4的下端与液氮腔7相连通；进管4的上端穿过真空室2的侧壁后与位于真空室2外部的液氮杯1相连通。为了保证真空室2的密封性，进管4应该与真空室2的侧壁无间隙的相接触。出管6的下端与液氮腔7相连通，出管6的上端3穿过真空室2的侧壁后位于真空室2的外部。同样为了保证真空室2的密封性，出管6应该与真空室2的侧壁无间隙的相接触。液氮腔7上放置工作台5；由于液氮腔7和工作台5均由金属制成，为了避免实际测试时两者间发生导电现象，因此在工作台5与液氮腔7之间设置绝缘层8。为了使加热均匀，加热装置9环绕着工作台5进行设置。
本发明的宽温度区间的温差电性能测量装置实际工作时，作为现有技术的测试仪器位于真空室2的外部；因此可在真空室2的侧壁上设置真空接头10，工作台5上的导线通过此真空接头10与测试仪器上的导线相对接，从而实现工作台5与测试仪器相连。被测的温差电材料置于工作台5内。工作过程如下：
首先，真空室2依靠自身附带的抽真空装置抽真空至10-3帕；然后将液氮倒入液氮杯1，液氮经过进管4后进入液氮腔7；液氮吸收热量后进行蒸发，蒸发出来的氮气和溢出的液氮通过出管6的上端3流出。本发明的工作台5通过绝缘层8和液氮腔7紧密接触；因此，工作台5能被液氮腔7迅速降温到-150℃左右；本发明的冷却方式具有冷却区域小、所需液氮量小、速度快的优点。本发明的液氮冷却系统与真空室2隔绝，不影响真空室2内的气氛。
然后开始测量，开启加热装置9，这样工作台5处的温度就能从-150℃缓慢升温直到1000℃。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1. 一种宽温度区间的温差电性能测量装置，包括用于测试的工作台(5)，其特征是：还包括带有抽真空装置的密封的真空室(2)，所述真空室(2)内分别设置加热装置(9)和用于放置液氮的液氮腔(7)；进管(4)的下端与液氮腔(7)相连通，进管(4)的上端位于真空室(2)的外部，且进管(4)的上端与液氮杯(1)相连通；出管(6)的下端与液氮腔(7)相连通，出管(6)的上端(3)位于真空室(2)的外部；所述液氮腔(7)上放置工作台(5)，工作台(5)与液氮腔(7)之间设置绝缘层(8)；在真空室(2)的侧壁上设置真空接头(10)，工作台(5)上的导线通过所述真空接头(10)与测试仪器上的导线相对接。
2. 根据权利要求1所述的宽温度区间的温差电性能测量装置，其特征是：所述加热装置(9)环绕着工作台(5)。
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