CN208091959U - 一种基于半导体致冷片的温控实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于半导体致冷片的温控实验装置，包括：支撑壳体，所述支撑壳体上设有至少两个轴线相交于所述支撑壳体内一点的光孔；温控体，设于所述的支撑壳体内，所述测温体上设有与所述光孔同轴心且数量一致的测温孔；半导体致冷片，贴合在所述测温体的表面。本实用新型将所述的温控体设置在一个封闭的支撑壳体内并在温控体的底部及周边分别设置了隔热块和隔热环，最大程度地减少了温控体的热损耗；温控体的上端贴合半导体致冷片，通过半导体致冷片直接驱动温控体的温度变化，极大地减小了空气热阻，使得采用更小的功率即可驱动温控体快速达到一个规定的温度值，相比现有技术中的温控装置，温度改变时间快，温控效率高。

Description

一种基于半导体致冷片的温控实验装置

技术领域

本实用新型涉及传热学相关技术领域，特别涉及该领域中的一种温控实验装置。

背景技术

温控实验装置是有效控制测量空间内温度的实验装置。

热学实验是教学、科研中不可或缺的实验之一，多数热学实验需要在一定的环境温度下进行，也即是说需要在温控装置中进行。目前，提供热学实验的环境温度的方式通常包括1)气流式温控，即将实验装置器置于恒温气流中，通过温控器控制气流的温度，达到整个实验装置温度可控的目的；2)水浴式温控，即将实验装置器置于恒温水槽中，通过设置在水槽中的温控器控制水槽中水的温度，原理同上；3)实验装置外部温控，即在实验装置外壁设置夹套层，或在实验装置外部设置盘管，通过外设的恒温循环机将水或其它介质的温度调节好，通过泵将其输送至夹套层或盘管内，让热量通过夹套层或者盘管传递给实验装置，从而达到温度的控制。上述传统控制温度的方式，都需要通过实验装置或其它设备的内外壁进行热传递介质的热量传递，不仅热量传递慢，而且热量损失比较大，其温控效果不佳；同时，在实验过程中需要改变环境温度时，其需要一定的温度改变时间，从而导致温控效率降低。

发明内容

基于上述所述，本实用新型要解决的技术问题是提供一种实验温控装置，其可以实现热传递介质与被测件之间的直接接触，从而实现高效而低损的热量传递，同时可实现实时的温度控制。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于半导体致冷片的温控实验装置，包括：

支撑壳体，所述支撑壳体上设有至少两个光孔，所述至少两个光孔的轴线相交于所述支撑壳体内一点；

温控体，设于所述的支撑壳体内，所述测温体上设有与所述光孔同轴心且数量一致的测温孔；

半导体致冷片，贴合在所述测温体的表面。

半导体致冷片是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的一种即时制冷制热件。半导体致冷片实现制冷还是制热功能，由通过它的电流方向和大小来决定。

所述的光孔，也即是通孔，指的是直径一致的孔。光孔相交于准金属内一点，释义为光孔的轴线相交于一点。

上述基本结构的温控实验装置通过半导体致冷片直接贴于温控体上实现对温控体的加热及制冷，较现有公开的温控装置，热量损失低，温控效率高。

进一步地，为便于对半导体致冷片进行散热，该实验装置还包括一 CPU散热器，所述的CPU散热器贴合在所述半导体致冷片的另一面。

进一步地，为便于该装置的装配，所述的支撑壳体上端开口，所述支撑壳体上端盖合有开孔的盖体，所述盖体下表面压设在半导体致冷片边缘处，所述CPU散热器穿过该开孔贴合在所述半导体致冷片中心处。

进一步地，为了最大程度确保该实验装置的温控效果，所述的至少两个光孔轴线相交于所述支撑壳体的中心，这样便于在支撑壳体的中心处布置温控体。优选地，所述支撑壳体为圆柱壳体，所述的光孔均布开设在圆柱壳体的侧壁上。

进一步，所述支撑壳体的底部设有支撑部，所述支撑部上设有测温体。优选地，为了最大程度降低温控体的热损耗，所述支撑部上设有隔热块，所述的温控体设置在所述的隔热块上。同理，还可在所述支撑壳体内设有围设在所述测温体周边的隔热环，所述隔热环上设有与所述光孔同轴心且数量一致的穿插孔，优选地，所述的隔热环可以与支撑壳体一体加工而成，即所述的隔热环可以自支撑壳体的底端一体向上延伸至支撑壳体的顶端。

进一步地，所述的半导体致冷片为TEC半导体致冷片。

本实用新型的有益效果是：

将所述的温控体设置在一个封闭的支撑壳体内并在温控体的底部及周边分别设置了隔热块和隔热环，最大程度地减少了温控体的热损耗；温控体的上端贴合半导体致冷片，通过半导体致冷片直接驱动温控体的温度变化。由于半导体致冷片直接与准金属体贴合，极大地减小了空气热阻，使得采用更小的功率即可驱动温控体快速达到一个规定的温度值，相比现有技术中的温控装置，温度改变时间快，温控效率高。

附图说明

图1是本实用新型结构图；

图2是图1的剖视图；

图中：1、CPU散热器，2、盖体，3、支撑壳体，30、光孔，31、支撑部，32、隔热环，32`、穿插孔，4、半导体致冷片，5、隔热块，6、测温体，60、测温孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

参见图1～图2，本实用新型公开了一种基于半导体致冷片的温控实验装置，包括：

支撑壳体3，所述支撑壳体3上设有至少两个光孔30，所述至少两个光孔30的轴线相交于所述支撑壳体3内一点；

温控体6，设于所述的支撑壳体3内，所述温控体6上设有与所述光孔30同轴心且数量一致的测温孔60；

半导体致冷片4，贴合在所述温控体6的表面；

CPU散热器1，所述的CPU散热器1贴合在所述半导体致冷片4的另一面。

下述以在支撑壳体3上开设有4个光孔30的基本结构为例说明，其它数量的光孔30原理上同4个光孔30的布置方式。

支撑壳体3为一个上端开口的圆柱形壳体，圆柱形壳体的侧壁开设 4个间隔90°且轴线相交于圆柱形壳体中心轴线的4个光孔30。圆柱形壳体的上端盖合有一个中心开孔的盖体2，盖体2下表面压设在半导体致冷片4的边缘处，而CPU散热器1的下端则穿过该开孔贴合在半导体致冷片4的中心处，CPU散热器1通过螺栓固定在盖体2上。

支撑壳体3的底部设有支撑部31，支撑部31上设有隔热块5，隔热块5上设有温控体6。此外，支撑壳体3内还设有围设在所述温控体6 周边的隔热环32，所述的隔热环32自支撑壳体3的底端一体向上延伸至支撑壳体3的顶端。隔热环32上设有4个与所述光孔30同轴心的穿插孔32`，温控体6上同样也设有4个与所述光孔30及穿插孔32`同轴心的测温孔。

所述的半导体致冷片4为TEC半导体致冷片。

使用时，将含有温度传感器的测温组件插入到其中一个光孔30中，并经穿插孔32`推送到温控体6的测温孔60的中心附近，此后将被测件经穿插孔32`插入到余下的光孔30中并推送到测温孔60的中心附近(当被测件为多个时，比如3个，可同时将被测件插入到余下的3个光孔中，也即是说本装置使用时，可一次性测量多个被测件；当被测件数量较少时，比如1个，可采用类似塞杆的杆件堵住其余的2个光孔30，以减少热损耗)，此后，对半导体致冷片4通电，根据实验需求，当需要对温控体6加热时，半导体致冷片4的下端面制热，上端面制冷；相反，当需要对温控体6降温时，半导体致冷片4的下端面制冷吸热，上端面放热，上端面的热量通过CPU散热器尽快地散发出去，从而达到本装置的所需的实验温度。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，包括：

支撑壳体(3)，所述支撑壳体(3)上设有至少两个光孔(30)，所述至少两个光孔(30)的轴线相交于所述支撑壳体(3)内一点；

温控体(6)，设于所述的支撑壳体(3)内，所述温控体(6)上设有与所述光孔(30)同轴心且数量一致的测温孔(60)；

半导体致冷片(4)，贴合在所述温控体(6)的表面。

2.如权利要求1所述的一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，该实验装置还包括一CPU散热器(1)，所述的CPU散热器(1)贴合在所述半导体致冷片(4)的另一面。

3.如权利要求2所述的一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，所述的支撑壳体(3)上端开口，所述支撑壳体(3)上端盖合有开孔的盖体(2)，所述盖体(2)下表面压设在半导体致冷片(4)边缘处，所述CPU散热器(1)穿过所述开孔贴合在所述半导体致冷片(4)中心处。

4.如权利要求1～3任意一项所述的一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，所述至少两个光孔(30)的轴线相交于所述支撑壳体(3)的中心。

5.如权利要求4所述的一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，所述支撑壳体(3)为圆柱壳体，所述的光孔(30)均布开设在圆柱壳体的侧壁上。

6.如权利要求5所述的一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，所述支撑壳体(3)的底部设有支撑部(31)，所述支撑部(31)上设有温控体(6)。

7.如权利要求6所述的一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，所述支撑部(31)上设有隔热块(5)，所述隔热块(5)上设有温控体(6)。

8.如权利要求1所述的一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，所述支撑壳体(3)内设有围设在所述温控体(6)周边的隔热环(32)，所述隔热环(32)上设有与所述光孔(30)同轴心且数量一致的穿插孔(32`)。

9.如权利要求8所述的一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，所述隔热环(32)自支撑壳体(3)的底端一体向上延伸至支撑壳体(3)的顶端。

10.如权利要求1所述的一种基于半导体致冷片的温控实验装置，其特征在于，所述的半导体致冷片(4)为TEC半导体致冷片。