CN212207180U - 一种塞贝克系数测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种塞贝克系数测量装置,包括基座以及由基座上安装的相互间隔的两陶瓷块;两陶瓷块分别用于安装待测样品两测试端的一端,从而使待测样品悬架于两陶瓷块之间;测量装置还包括支架,支架设置有两导杆分别与两陶瓷块对应;导杆各套设有弹簧、支撑并引导弹簧朝向对应陶瓷块弹性伸缩;配置弹簧以使弹簧的底端可将待测样品的两测试端分别弹性地压紧于对应陶瓷块上;测量装置采用热电偶测量待测样品两测试端的温度差和/或电压差时,热电偶的两测试点分别贴设于待测样品的两测试端上,两弹簧的底端将热电偶的测试点分别弹性地压紧于待测样品的两测试端。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体材料测试技术领域,尤其是一种塞贝克系数测量装置。
背景技术
近来热电材料这一新兴的能源转换材料受到人们越来越多的关注,它是一种通过半导体材料内部载流子输运来实现热能与电能相互转换的功能材料。热电材料独有的工作时无噪音、无需传动部件,清洁、环保,使用寿命长等一系列的优势,使其在固态制冷、低品质废热回收等领域具有广泛的应用前景。热电材料相关性能的测试显得尤为重要,其中塞贝克系数是热电材料的重要性能参数之一,现有技术中塞贝克系数测量方法通常采用两个金属块装夹并加热样品,采用导电胶粘接或机械刚性固定的方式安装热电偶于待测样品上,由于样品与测量装置零部件之间热膨胀系数的不同,这类固定方式在变温测试过程中容易引发样品与热电偶之间的热接触变差,引入测量误差。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种塞贝克系数测量装置,解决现有塞贝克系数测量装置中热电偶安装容易发生失效,导致测量误差的缺陷。
为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:
一种塞贝克系数测量装置,包括基座以及由基座安装的相互间隔的两陶瓷块;两陶瓷块分别用于安装待测样品两测试端的一端从而使待测样品悬架于两陶瓷块之间;所述测量装置还包括支架,所述支架设置有两导杆,两导杆分别与两陶瓷块对应;导杆各套设一根有弹簧,导杆支撑并引导所述弹簧朝向对应陶瓷块弹性伸缩,以使弹簧的底端可将待测样品的两测试端分别弹性地压紧于对应陶瓷块上;所述测量装置还包括热电偶,采用热电偶测量待测样品两测试端的温度差和/或电压差时,热电偶的两测试点分别贴设于待测样品的两测试端上,两根弹簧的底端将热电偶的测试点分别弹性地压紧于待测样品的两测试端。
进一步地,所述两陶瓷块之间间距可调节;所述导杆相对于对应陶瓷块的高度可调节;所述弹簧为螺旋弹簧,沿长度方向套设于对应导杆上,导杆垂直于对应陶瓷块顶面地设置于陶瓷块上方,陶瓷块顶面用于安装待测样品的测试端;所述弹簧底端连接有陶瓷片,弹簧底端通过陶瓷片与热电偶的测试点接触;测试时,弹簧底端的陶瓷片弹性抵接于热电偶的测试点上。
进一步地,所述基座上安装有螺纹杆,所述支架安装于螺纹杆上且通过螺母固定的方式实现支架的高度调节;所述支架上设置有安装孔,螺纹杆套设于安装孔内且由螺母拧紧固定;所述支架包括水平横梁以及所述导杆,水平横梁支撑所述导杆竖直向下;弹簧顶端固定连接于所述横梁上,弹簧底端的陶瓷片套设于导杆底端外;螺纹杆竖直地安装于基座上,螺纹杆的底端固定于基座;支架的水平横梁安装于螺纹杆顶端。
进一步地,所述测量装置包括两条所述螺纹杆,基座两侧各设有一安装孔,两螺纹杆底端安装固定于基座的安装孔内;两螺纹杆分别支撑所述支架的横梁的一端;所述基座顶部安装有固定片,对应两陶瓷块设有两固定片,分别压紧陶瓷块顶面的一侧从而将陶瓷块向下压紧固定于基座上;固定片上设置有安装孔,固定片的安装孔位于基座的安装孔上方且上下对齐;螺纹杆插入固定片及基座的安装孔内由螺母拧紧固定,同时使固定片压紧陶瓷块顶面,将陶瓷块固定于基座的顶部;所述基座顶面突出地设置有支撑台阶,支撑台阶设有安装槽;所述陶瓷块安装于支撑台阶的安装槽内且接触面之间紧密接触;基座的安装孔设置于支撑台阶顶部内。
进一步地,所述基座由高热导率金属制成,基座连接于冷源或者热源,用于加热或冷却基座,使基座上的陶瓷块达到设定的温度;固定片由高热导率金属制成,与基座以及陶瓷块顶面之间接触热传导,以利于使陶瓷块保持设定的温度;陶瓷块由绝缘且高热导率陶瓷制成,以利于对待测样品加热或冷却;所述弹簧底端安装的陶瓷片采用热导率低的陶瓷以减小待测样品与弹簧之间的热流,陶瓷片采用无机陶瓷胶粘接于弹簧底端。
进一步地,各陶瓷块的一侧还设置有加热片,加热片用于加热陶瓷块上安装的待测样品,从而使待测样品的两端形成温差;加热片采用无机陶瓷胶粘接的方式固定于陶瓷块上。
进一步地,所述测量装置采用两根热电偶测量待测样品两端的温度差和/或电压差;热电偶包括连接于测试点的两条不同材料的金属导体:采用每根热电偶中各一条相同金属导体来测量所述待测样品两端的电压差,每根热电偶的两金属导体之间用于检测电压从而对应获得温度差;热电偶的测试点为薄片状结构,以增大接触面积,减小接触热阻;两根热电偶的两个测试点通过所述弹簧分别压在待测样品上顶面的两端,在弹簧的弹性力作用下,弹簧的底端或底端连接的所述陶瓷片抵压热电偶的测试点于所述待测样品上。
进一步地,所述热电偶为T型热电偶;T型热电偶包括铜和康铜两种金属导体,各一端连接于测试点;通过测量每根热电偶中铜线和康铜线之间的电压差结合T型热电偶分度表数据,从而得出待测样品两端温度T1、T2,进一步可得温度差ΔT=T1-T2;通过测量两根T型热电偶中铜线之间的电压而得出待测样品两端的电压差ΔV,从而获得待测样品的塞贝克系数。
在其他实施例中,所述测量装置由两测试组件构成,两测试组件之间间隔可调地左右对称地设置;每一测试组件包括:基座、陶瓷块、加热片、固定片、螺纹杆、支架以及弹簧;所述支架为L形支架;
陶瓷块安装于基座上;基座及固定片上对应设置安装孔,螺纹杆底端插入基座及固定片的安装孔内且通过螺母拧紧固定片,同时使固定片压紧陶瓷块顶面一侧而将陶瓷块压紧固定于基座上;所述L形支架包括横梁以及由横梁支撑的向下竖直延伸的一根导杆,导杆位于陶瓷块顶面上方,导杆外套设有所述弹簧;横梁相对于导杆的一侧设置安装孔,通过螺母可调节高度地将横梁固定于对应螺纹杆顶部。
进一步地,所述基座顶面一体地突出形成支撑台阶安装陶瓷块;所述基座为半圆形,所述陶瓷块安装于靠近基座圆心。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型塞贝克系数测量装置,通过弹簧10固定热电偶11测试点,既可以简化热电偶11安装过程,同时采用弹簧10柔性固定的方式,易于待测样品3的装卸;在变温测量时,可避免由于待测样品3与测量装置间热膨胀系数不同所导致的热接触变差,可保证测量温度大范围变化时,热电偶11与样品之间的良好热接触,从而减小测量误差,实现大范围变温测量。
其次,采用热电偶11直接测量样品两端的温度差与电压差,可保证温度差与电压差的测量位置相同,避免了由于温度差和电压差测量位置不同所引入的测量误差。
另外,测量装置对称设计,结构紧凑,占用空间小,易于集成至商用控温设备中实现从低温至高温的不同温度下的塞贝克系数测量。
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型实施例的塞贝克系数测量装置实施例的主视图。
图2为本实用新型实施例的塞贝克系数测量装置实施例的俯视图。
图3为本实用新型实施例的塞贝克系数测量装置实施例的立体图。
图4为本实用新型实施例的塞贝克系数测量装置的基座的立体示意图。
图5为本实用新型实施例的塞贝克系数测量装置的L型支架的立体示意图。
图6为本实用新型实施例的塞贝克系数测量装置测量样品两端温度差和电压差的原理示意图。
图7为本实用新型实施例的塞贝克系数测量装置测量过程中样品两端的温度差△T和电压差△V随时间的变化曲线。
图8为本实用新型实施例的塞贝克系数测量装置的测量数据电压差△V与温度差△T的线性拟合图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的各实施例及实施例中的特征可以相互结合,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
本申请提供一种塞贝克系数测量装置1000,包括基座以及由基座1安装的相互间隔的两陶瓷块2;两陶瓷块2分别用于安装待测样品3两测试端的一端从而使待测样品悬架于两陶瓷块2之间。该测量装置1000还包括L型支架9,所述L型支架9设置有两导杆90,分别与两陶瓷块2对应。导杆90各套设有弹簧10,导杆90支撑并引导所述弹簧10朝向对应陶瓷块2弹性伸缩。配置所述弹簧10以使弹簧的底端可将待测样品3的两测试端分别弹性地压紧于对应陶瓷块2上。
所述测量装置1000采用热电偶11测量待测样品3两测试端的温度差和/或电压差时,热电偶11的两测试点110分别贴设于待测样品3的两测试端上,两弹簧10的底端将热电偶的测试点110分别弹性地压紧于待测样品3的两测试端。
请参照图1~3,作为一种具体实施例,塞贝克系数测量装置1000包括左、右对称的两个测量组件100。每个测量组件100主要包括基座1、陶瓷块2、加热片4、固定片5、垫片6、螺母7、螺纹杆8、L型支架9、弹簧10和热电偶11等组件;测量装置1000还可配置热源或冷源(未图示),以便于加热或制冷陶瓷块2。每组组件分别组装成一个测量组件100。使用时,两测量组件100对称的间隔一段间距,待测样品3两端分别安装于两测量组件100上从而将两测量组件连接在一起。测量时,待测样品3悬架于左、右两个测量组件之间,通过弹簧10将两根热电偶11的测试点按压在样品3的两端,采用两根热电偶11测量样品两端的温度差和电压差,从而获得待测样品的塞贝克系数。
结合参照图4,基座1位于测量组件100底部支撑整个测量组件100工作,同时用作主加热器加热或者制冷器制冷,以提供设定温度。基座1的形状及尺寸设置以稳定支撑测量组件的形状,本实施例中为半圆形,但不限于半圆形,两测量组件100的半圆形底座相对设置可拼合为整圆。基座1顶面突出地形成支撑台阶12,支撑台阶12形成一安装槽120,支撑台阶12顶部内开设有安装孔121。较佳地,支撑台阶12是基座1的一体结构,位于中心位置。本实施例中,支撑台阶12设置于基座半圆顶面中心位置,台阶面形成安装槽120且靠圆心一侧;开设安装孔121远离圆心地靠近圆周。基座1由高热导率金属制成,例如无氧铜或红铜等。基座1可连接于冷源或者热源,以调节基座1的温度,加热或制冷获得设定温度,使陶瓷块2表面均匀快速地加热或冷却。
陶瓷块2为绝缘导热体,安装于作为主加热(制冷)器的基座1上,两测量组件100组合成测量装置1000进行测量时,两陶瓷块2之间不直接接触,需间隔一定距离。陶瓷块2与支撑台阶12的安装槽120形状及尺寸相适配,安装于安装槽120内接触面相互贴合以密切接触。本实施例中,安装槽120为L型,侧壁和底壁平整,陶瓷块2为方形,嵌入安装槽120内,边沿可与支撑台阶12边沿卡紧配合。陶瓷块2的顶面平整,本实施例中陶瓷块2顶面为水平面,用作测试工作面,安装待测试样品3,测量装置1000的两个陶瓷块2分别承载所述待测样品3的两端。本实施例中,陶瓷块2顶面的一侧用于安装待测试样品3,另一侧上还加载有加热片4用于给待测试样品3的一端加热。具体例子中,陶瓷块2安装加热片4的一侧伸出基座1的安装槽120。陶瓷块2与基座1之间以可设置为最大面积地贴合装配,以利于基座1平稳地支撑陶瓷块2且与陶瓷块2之间的热传导。
陶瓷块2上加装的加热片4作为副加热器给待测样品3的一端加热。实施例中,加热片4通过无机陶瓷胶粘接固定于所述陶瓷块2上,用于加热陶瓷块2,从而加热待测试样品3的一端。本实施例中,加热片4位于陶瓷块2顶面、位于陶瓷块2测试工作面的一侧。加热片4贴合于陶瓷块2顶面,与陶瓷块2顶面一侧的形状及轮廓相适配,相互贴合。可以理解,加热片4也可以是安装于陶瓷块2外侧,用于给陶瓷块2上连接的待测试样品3的一端加热。陶瓷块2由绝缘且高热导率陶瓷制成,例如氮化硼或氧化铝等。加热片4可以是电加热的方式或其他合适方式,可以是高导热率的金属材质制成。
固定片5用于将陶瓷块2向下抵压而固定安装于基座1上,固定片5上设置有安装孔50,固定片设置于基座1的支撑台阶12的顶面,安装孔50、121上下对齐地排列。固定片5同时压紧于陶瓷块2顶面。固定片5的底面与陶瓷块2的顶面以及基座1的支撑台阶12的顶面稳定配合。本实施例中,固定片5为平板状。固定片5由高热导率金属制成,例如无氧铜或红铜等。
螺纹杆8相对于基座1或陶瓷块2为竖直设置,底端固定安装于基座1,安装于基座1的支撑台阶12的顶面的安装孔121内,安装孔121可以是螺孔,与螺纹杆8的底端之间螺纹配合。
固定片5上的安装孔50通过通孔套设于螺纹杆8,固定片5上方进一步设置有螺母7套设于螺纹杆8上,通过螺母7压紧固定片5,通过固定片5将陶瓷块2向下抵压而固定安装于基座1上。固定片5和螺母7之间设置有垫片6,进一步锁紧固定。
结合参照图5,支架9包括导杆90以及横梁91,本实施例中,导杆90以及横梁91构成L形支架9,较佳地导杆90以及横梁91为一体结构。导杆90以及横梁91水平地安装于螺纹杆上,导杆90由横梁91支撑且竖直向下延伸。横梁91上设置有安装孔92,安装孔92套设在螺纹杆8顶端,可上下调节高度地由螺母7可调节地锁紧,从而带动导杆90上下高度可调节。支架9与螺杆8由横梁91连接成类似H或h型。导杆90竖直向下即垂直于陶瓷块2顶面(测试工作面),底部末端向下伸向陶瓷块2顶面且高度可调节,用于支撑和引导弹簧10末端弹性地抵紧陶瓷块2上的待测样品3,具体是将热电偶的测试点110抵紧于陶瓷块2上的待测样品3。将支架9可调节地固定在螺纹杆8上,可以通过调节螺母7的位置从而调整支架9相对于陶瓷块2的高度,以适应待测样品3的厚度或形状。
支架9的竖直导杆90用于引导和固定弹簧10。具体地,弹簧10为螺旋弹簧,套设于导杆90上,弹性地抵紧于横梁91以及陶瓷块2之间。弹簧10套设于导杆90外,其顶端抵紧且固定于横梁91底面,底端抵接于陶瓷块2的测试工作面上。较佳地,弹簧底部末端设置有陶瓷片13,测量时,陶瓷片13抵压于热电偶11的测试点110。陶瓷片13采用热导率低的陶瓷以减小待测样品3与弹簧10之间的热流,本实施例中采用氧化锆陶瓷片13,固定方式优选采用无机陶瓷胶粘接于弹簧10上。可以理解,弹簧10也可以是套设于导杆90内部或者外壁上开设的导槽中,用于支撑并引导弹簧10弹性伸缩,从而使弹簧末端抵紧或离开待测样品3表面。
测量装置1000采用两个测量组件100,使用两根热电偶11测量待测样品3的两端的温度差和电压差,热电偶11包括两条不同材料的金属导体,对应为第一金属导体111和第二金属导体112,两条不同材质的金属导体111、112连接于测试点110。采用每根热电偶11其中的一条金属导体测量所述待测样品3两端的电压差。热电偶11的测试点110为薄片状结构,以增大接触面积,减小接触热阻。两根热电偶11的两个测试点110通过两弹簧10分别压在待测样品3上表面的两端。在弹簧的弹性力作用下,弹簧的底端或底端连接的所述陶瓷片13抵压热电偶11的测试点110于所述待测样品3上。陶瓷片13采用热导率低的陶瓷以减小待测样品3与弹簧10之间的热流,因此,热电偶11固定在测试点110时,弹簧10与热电偶11之间绝缘,热损失小。
本实施例中采用两根T型热电偶11测量样品3两端的温度差和电压差,测量原理如图6所示。T型热电偶11由铜和康铜两种金属导体111、112组成,通过测量每根热电偶11中铜线112和康铜线111之间的电压差V1、V2,结合T型热电偶11分度表数据(已知)即可得出样品两端温度T1、T2,进一步可得温度差ΔT = T1-T2。通过测量两根T型热电偶11中铜线112之间的电压差可得样品3两端的电压差ΔV。通过样品3两端的温度差ΔT和电压差ΔV即可获得待测样品3的塞贝克系数。
本实施例中,待测样品3为长条形块体样品。
支架9可沿螺纹杆8上下移动,从而可调节弹簧10压载热电偶11测试点110的压力至合适范围。
针对不同的样品尺寸,可通过调整左、右测量组件100之间的距离以及支架9与基座1之间的距离以满足测量需求。
基座1、固定片5由高热导率金属制成,例如无氧铜或红铜等,陶瓷块2由绝缘且高热导率陶瓷制成,例如氮化硼或氧化铝等。
该塞贝克系数测量装置结构紧凑、体积小,可安装于商用控温器中实现从低温至高温的全温度范围测量。也可安装于真空腔体内实现真空环境下测量。
该塞贝克系数测量装置的测量步骤:
(1)组合两测量组件100,使两个陶瓷块2之间留有一定的间隙,且间隙可调;
(2)将待测样品3悬架于左、右陶瓷块2之间,然后使用各测量组件100的弹簧10分别将两根热电偶11的测试点110按压在样品3两端,通过螺母7调节支架9与基座1之间的距离,从而调节弹簧10压载热电偶11的压力至合适范围;弹簧10底端的陶瓷片13抵紧贴合于热电偶11的测试点110上且压紧于待测试样品3上;
(3)采用热源或冷源对基座1进行加热或冷却至预定的测试环境温度,通过热电偶11监测样品两端温度,采用温控仪控制热源的加热功率或冷源的冷却功率以调节待测样品3的温度至设定值T;
(4)当样品3温度稳定后,首先打开左侧测量组件100中的加热片4加热样品3的一端(左端),当样品两端的温度差达到4℃时,关闭左侧加热片4,等待样品冷却5分钟。然后再打开右侧测量组件中的加热片4,加热样品的另一端(右端),当样品两端的温度差达到-4℃时,关闭加热片4,等待样品冷却5分钟。在此期间,每隔5s同时记录V1,V2和△V。通过T型热电阻的分度表,可以查得V1、V2所对应的温度T1、T2,则样品两端温度差△T = T1 - T2,△T与△V随时间的变化如图7所示。通过对不同时间下所记录的△T和△V做线性拟合,其斜率为d(△V)/d(△T),如图8所示,即可得到待测样品3在设定温度T(此处为300K)时的塞贝克系数S=-d(△V)/d(△T)。
本申请采用弹簧10固定热电偶11,简化了安装过程,易于待测样品3的装卸,同时弹簧的弹性固定方式可保证测量温度大范围变化时,热电偶11与样品3之间的仍然保持良好热接触,减小温度测量误差。采用热电偶同时测量样品两端的温度差与电压差,可避免由于温度差和电压差测量位置不同所引入的测量误差。本发明中的测量装置结构紧凑,占用空间小,易于集成至商用控温设备中实现大范围变温测量。
在其他实施例中,塞贝克系数测量装置1000中,基座上的台阶12是相连的一体结构,基座台阶12上分别安装的两陶瓷块2之间不能直接接触,需间隔一段间隔地配置,且分别安装待测样品两测试端的一端,两陶瓷块2上的两加热片4之间相互独立地设置,分别给两陶瓷块2上待测样品两测试端的一端加热。两L形支架9可以是装配为整体或者为一体结构,横梁91共用或者连接为整体,两侧分别由两螺纹杆8可调节高度地支撑,带动两导杆90上下移动,弹簧10套设于导杆90且由导杆支撑并引导弹簧10沿竖直方向远离/靠近陶瓷块2表面做伸缩变形。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或可传输数据的连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,均应属于本申请的范围;本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同范围限定。
Claims (10)
1.一种塞贝克系数测量装置,包括基座以及由基座安装的相互间隔的两陶瓷块;两陶瓷块分别用于安装待测样品两测试端的一端,从而使待测样品悬架于两陶瓷块之间;其特征在于:
所述测量装置还包括支架,所述支架设置有两导杆,两导杆分别与两陶瓷块对应;每根导杆各套设有一根弹簧,导杆支撑并引导所述弹簧朝向对应陶瓷块弹性伸缩,以使弹簧的底端可将待测样品的两测试端分别弹性地压紧于对应陶瓷块上;
所述测量装置还包括热电偶,采用热电偶测量待测样品两测试端的温度差和/或电压差时,热电偶的两测试点分别贴设于待测样品的两测试端上,两根弹簧的底端将热电偶的测试点分别弹性地压紧于待测样品的两测试端。
2.如权利要求1所述的测量装置,其特征在于:
所述两陶瓷块之间间距可调节;
所述导杆相对于对应陶瓷块的高度可调节;
所述弹簧为螺旋弹簧,沿长度方向套设于对应导杆,导杆垂直于对应陶瓷块顶面地设置于陶瓷块上方,陶瓷块顶面用于安装待测样品的测试端;
所述弹簧底端连接有陶瓷片,弹簧底端通过陶瓷片与热电偶的测试点接触;测试时,弹簧底端的陶瓷片弹性抵接于热电偶的测试点上。
3.如权利要求2所述的测量装置,其特征在于:
所述基座上安装有螺纹杆,所述支架安装于螺纹杆上且通过螺母固定的方式实现支架的高度调节;所述支架上设置有安装孔,通过安装孔套设于螺纹杆上且由螺母拧紧固定;
所述支架包括水平横梁以及所述导杆,水平横梁支撑所述导杆竖直向下;
弹簧顶端固定连接于所述水平横梁上;
螺纹杆竖直地安装于基座上,螺纹杆的底端固定于基座;支架的水平横梁安装于螺纹杆顶端。
4.如权利要求3所述的测量装置,其特征在于:
所述测量装置包括两条所述螺纹杆,基座两侧各设有一安装孔,两螺纹杆底端安装固定于基座的安装孔内;
两螺纹杆分别支撑所述支架的横梁一端;
所述基座顶部安装有固定片,对应两陶瓷块设有两固定片,分别压紧陶瓷块顶面的一侧从而将陶瓷块向下压紧固定于基座上;
固定片上设置有安装孔,固定片的安装孔位于基座的安装孔上方且上下对齐;螺纹杆底端插入固定片及基座的安装孔内由螺母拧紧固定,同时使固定片压紧陶瓷块顶面,将陶瓷块固定于基座的顶部;
所述基座顶面突出地设置有支撑台阶,支撑台阶设有安装槽;所述陶瓷块安装于支撑台阶的安装槽内且接触面之间紧密接触;基座的安装孔设置于支撑台阶顶部内。
5.如权利要求4所述的测量装置,其特征在于:
所述基座由高热导率金属制成,基座连接于冷源或者热源,用于加热或制冷基座,使基座上的陶瓷块达到预定的温度;
固定片由高热导率金属制成,与基座以及陶瓷块顶面之间接触热传导,以利于使陶瓷块保持预定的温度;
陶瓷块由绝缘且高热导率陶瓷制成,以利于对待测样品加热或冷却;
陶瓷片采用热导率低的陶瓷以减小待测样品与弹簧之间的热流,陶瓷片采用无机陶瓷胶粘接于弹簧底端。
6.如权利要求1所述的测量装置,其特征在于:各陶瓷块的一侧还设置有加热片,加热片用于加热陶瓷块上安装的待测样品,从而使待测样品的两端形成温差;
加热片采用无机陶瓷胶粘接的方式固定于陶瓷块上。
7.如权利要求2所述的测量装置,其特征在于:所述测量装置采用两根热电偶测量待测样品两端的温度差和/或电压差;
热电偶包括连接于测试点的两条不同材料的金属导体:采用每根热电偶中各一条相同金属导体来测量所述待测样品两端的电压差,每根热电偶的两金属导体用于检测电压从而根据热电偶分度表获得对应温度;
热电偶的测试点为薄片状结构,以增大接触面积,减小接触热阻;
两根热电偶的两个测试点通过所述弹簧分别压在待测样品上顶面的两端,在弹簧的弹性力作用下,弹簧的底端或底端连接的陶瓷片将热电偶的测试点抵压于所述待测样品上。
8.如权利要求7所述的塞贝克系数测量装置,其特征在于:所述热电偶为T型热电偶;T型热电偶包括铜和康铜两种金属导体,各一端连接于测试点;通过测量每根热电偶中铜线和康铜线之间的电压差结合T型热电偶分度表数据从而得出待测样品两端温度,进一步可得温度差;通过测量两根T型热电偶中铜线之间的电压而得出待测样品两端的电压差ΔV,从而获得待测样品的塞贝克系数。
9.如权利要求1~8任一项所述的塞贝克系数测量装置,其特征在于:
所述测量装置由两测试组件构成,两测试组件之间间隔可调地左右对称地设置;
每一测试组件包括:基座、陶瓷块、加热片、固定片、螺纹杆、支架以及弹簧;所述支架为L形支架;
陶瓷块安装于基座上;基座及固定片上对应设置安装孔,螺纹杆底端插入基座及固定片的安装孔内且通过螺母拧紧固定片,同时使固定片压紧陶瓷块顶面一侧而将陶瓷块压紧固定于基座上;
所述L形支架包括水平横梁以及由横梁支撑的向下竖直延伸的一根导杆,导杆位于陶瓷块顶面上方;横梁相对于导杆的一侧设置安装孔,通过螺母可调节高度地将横梁固定于对应螺纹杆顶部;
导杆外套设有所述弹簧。
10.如权利要求9所述的塞贝克系数测量装置,其特征在于:所述L形支架为一体结构,所述基座顶面一体地突出形成支撑台阶安装陶瓷块;所述基座为半圆形,所述陶瓷块安装于靠近基座圆心。
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CN202020700584.4U CN212207180U (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 一种塞贝克系数测量装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114623946A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-14 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种热电势探头 |
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